Есть ли конец периодической таблицы Менделеева?
В следующем году исполнится 150 лет со дня открытия периодической таблицы, созданной Дмитрием Менделеевым. Соответственно, Организация Объединенных Наций провозгласила 2019 год Международным годом периодической таблицы химических элементов (IYPT 2019).
В 150 лет таблица все еще растет. В 2016 году к ней были добавлены четыре новых элемента: нихоний, московий, теннессин и оганесон. Их атомные числа — количество протонов в ядре, определяющее их химические свойства и место в периодической таблице, — 113, 115, 117 и 118 соответственно.
Для подтверждения этих последних четырех элементов потребовалось десятилетие и всемирное усилие исследователей. И теперь ученые задаются вопросом: как далеко может зайти таблица?
Все элементы с более чем 104 протонами обозначены как «сверхтяжелые» и являются частью обширной, совершенно неизвестной области, которую ученые пытаются раскрыть. Прогнозируется, что атомы с до 172 протонами могут физически образовывать ядро, связанное ядерной силой. Эта сила препятствует ее распаду, но только на несколько долей секунды.
Эти лабораторные ядра очень неустойчивы и спонтанно распадаются вскоре после их образования. Для тех элементов, кто тяжелее, чем oganesson, это может быть настолько быстро, что будет мешать им иметь достаточно времени для привлечения и захвата электрона для образования атома. Они проведут всю свою жизнь как конгрегации протонов и нейтронов.
Если это так, это вызов тому, как ученые сегодня определяют и понимают «атомы». Они больше не могут быть описаны как центральное ядро с электронами, вращающимися вокруг него подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца. Что касается того, могут ли эти ядра образоваться вообще, это все еще загадка.
Установлено расположение источника запрещенного озоноразрушающего вещества
Ученые медленно, но верно двигаются в направлении описка, синтезируя элемент за элементом, не зная, как они будут выглядеть, или когда наступит конец. Поиск элемента 119 продолжается в нескольких лабораториях, в основном в Объединенном институте ядерных исследований в России, в GSI в Германии и RIKEN в Японии.
«Ядерная теория не обладает способностью надежно прогнозировать оптимальные условия, необходимые для их синтеза, поэтому вы должны делать догадки и эксперименты по слиянию, пока не найдете что-то. Таким образом, вы можете работать годами», — сказал Назаревич.
Если элемент 119 будет подтвержден, он добавит восьмой период к периодической таблице. Витольд Назаревич говорит, что открытие может быть не слишком далеким: «Вскоре. Может быть, или через два-три года. Мы не знаем точно, сейчас эксперименты продолжаются».
Остается еще один интересный вопрос. Могут ли сверхтяжелые ядра находиться в космосе? Считается, что они могут быть созданы при слияниях нейтронных звезд, — это звездное столкновение настолько мощное, что оно буквально встряхивает саму ткань Вселенной.
В таких звездных средах, где нейтроны находятся в изобилии, ядро может сливаться со все большим количеством нейтронов, чтобы образовать более тяжелый изотоп. Он имел бы такое же число протонов и, следовательно, был бы одним и тем же элементом, но тяжелее. Проблема здесь в том, что тяжелые ядра настолько неустойчивы, что они исчезают задолго до добавления большего количества нейтронов и образования этих сверхтяжелых ядер.
Новый катализатор для производства водорода — это шаг к чистому топливу
Все это мешает процессу их производства в звездах. Надежда состоит в том, что благодаря передовым симуляторам ученые смогут «увидеть» эти неуловимые ядра через наблюдаемые закономерности синтезированных элементов.
Источник: