Gränser för det periodiska systemet för grundämnen. Var är stabilitetens lyckliga ö?
Har det periodiska systemet en "övre" gräns - så finns det ett teoretiskt atomnummer för ett supertungt grundämne som skulle vara omöjligt att uppnå i den kända fysiska världen? Den ryske fysikern Yuri Oganesyan, efter vilken element 118 är uppkallat, anser att en sådan gräns borde finnas.
Enligt Oganesyan, chef för Flerov-laboratoriet vid Joint Institute for Nuclear Research (JINR) i Dubna, Ryssland, är förekomsten av en sådan gräns resultatet av relativistiska effekter. När atomnumret ökar ökar den positiva laddningen på kärnan, och detta ökar i sin tur hastigheten för elektroner som rör sig runt kärnan och närmar sig gränsen för ljusets hastighet, förklarar fysikern i en intervju som publicerades i aprilnumret av tidningen. NewScientist. "Till exempel färdas elektronerna närmast kärnan i element 112 med 7/10 ljusets hastighet. Om de yttre elektronerna närmade sig ljusets hastighet skulle det förändra atomens egenskaper och bryta mot principerna i det periodiska systemet, säger han.
Att skapa nya supertunga element i fysiklaboratorier är en tråkig uppgift. Forskare måste balansera krafterna av attraktion och repulsion mellan elementarpartiklar med extrem precision. Det som behövs är det "magiska" antalet protoner och neutroner som "klumpar ihop sig" i kärnan med det önskade atomnumret. Själva processen accelererar partiklar till en tiondel av ljusets hastighet. Det finns en liten, men inte noll chans för bildandet av en supertung atomkärna med det antal som krävs. Sedan är fysikernas uppgift att kyla det så snabbt som möjligt och "fånga" det i detektorn innan det sönderfaller. Men för detta är det nödvändigt att erhålla lämpliga "råvaror" - sällsynta, extremt dyra isotoper av element med de nödvändiga neutronresurserna.
I huvudsak, ju tyngre ett element i transaktinidgruppen, desto kortare livslängd. Element med atomnummer 112 har en halveringstid på 29 sekunder, 116 har en halveringstid på 60 millisekunder och 118 har en halveringstid på 0,9 millisekunder. Vetenskapen tros nå gränserna för fysiskt möjlig materia.
Oganesyan håller dock inte med. Han representerar synvinkeln att han befinner sig i en värld av supertunga element. "Stabilitetsö". "Sönderfallstiden för nya grundämnen är extremt kort, men om du lägger till neutroner till deras kärnor ökar deras livslängd", konstaterar hon. "Att lägga till åtta neutroner till element numrerade 110, 111, 112 och till och med 113 förlänger deras liv med 100 år. en gång".
Uppkallad efter Oganesyan, elementet Oganesson tillhör transaktinidgruppen och har atomnummer 118. Det syntetiserades första gången 2002 av en grupp ryska och amerikanska forskare från Joint Institute for Nuclear Research i Dubna. I december 2015 erkändes det som ett av de fyra nya delarna av IUPAC/IUPAP Joint Working Group (en grupp skapad av International Union of Pure and Applied Chemistry och International Union of Pure and Applied Physics). Det officiella namngivningen ägde rum den 28 november 2016. Oganesson ma högsta atomnummer i största atommassa bland alla kända element. Under 2002-2005 upptäcktes endast fyra atomer av isotop 294.
Detta grundämne tillhör den 18:e gruppen av det periodiska systemet, dvs. ädelgaser (som dess första artificiella representant), men den kan uppvisa betydande reaktivitet, till skillnad från alla andra ädelgaser. Tidigare trodde man att Oganesson skulle vara en gas under standardförhållanden, men nuvarande förutsägelser pekar på ett konstant tillstånd av materia under dessa förhållanden på grund av de relativistiska effekterna som Oganessian nämnde i intervjun som citerades tidigare. I det periodiska systemet är det i p-blocket, som är den sista roten av den sjunde perioden.
Både ryska och amerikanska forskare har historiskt föreslagit olika namn för den. I slutändan bestämde sig dock IUPAC för att hedra Oganessians minne genom att erkänna hans stora bidrag till upptäckten av de tyngsta elementen i det periodiska systemet. Detta element är ett av två (bredvid Seaborg) uppkallat efter en levande person.
