Дмитрий Менделеев приписывают создание первой периодической таблицы, которая напоминает современная периодическая таблица. Его стол упорядочил элементы, увеличив атомный вес (мы используем атомный номер сегодня). Он мог видеть повторяющиеся тенденцииили периодичность в свойствах элементов. Его таблицу можно использовать для предсказания существования и характеристик элементов, которые не были обнаружены.
Когда вы смотрите на современная периодическая таблицавы не увидите пробелов и пробелов в порядке элементов. Новые элементы точно не обнаружены. Однако их можно сделать, используя ускорители частиц и ядерные реакции. новый элемент сделан добавив протон (или более чем один) или нейтрон до уже существующего элемента. Это можно сделать, разбив протоны или нейтроны на атомы или сталкивая атомы друг с другом. Последние несколько элементов в таблице будут иметь номера или имена, в зависимости от того, какую таблицу вы используете. Все из новые элементы очень радиоактивны Трудно доказать, что вы создали новый элемент, потому что он быстро разлагается.
Ключевые выводы: как открываются новые элементы
- В то время как исследователи нашли или синтезировали элементы с атомными номерами от 1 до 118, и периодическая таблица кажется заполненной, вероятно, будут созданы дополнительные элементы.
- Сверхтяжелые элементы изготавливаются путем удара по уже существующим элементам протонами, нейтронами или другими атомными ядрами. Используются процессы трансмутации и слияния.
- Некоторые более тяжелые элементы, вероятно, образуются в звездах, но поскольку они имеют такие короткие периоды полураспада, они не выжили, чтобы быть найденными на Земле сегодня.
- На данный момент проблема заключается не столько в создании новых элементов, сколько в их обнаружении. Производимые атомы часто распадаются слишком быстро, чтобы их можно было найти. В некоторых случаях проверка может происходить из наблюдения дочерних ядер, которые распались, но не могли возникнуть в результате какой-либо другой реакции, кроме использования желаемого элемента в качестве родительского ядра.
Процессы, которые создают новые элементы
Элементы, найденные на Земле сегодня, родились в звездах в результате нуклеосинтеза или же они образовались в виде продуктов распада. Все элементы от 1 (водород) до 92 (уран) встречаются в природе, хотя элементы 43, 61, 85 и 87 являются результатом радиоактивного распада тория и урана. Нептуний и плутоний были также обнаружены в природе в богатых ураном породах. Эти два элемента возникли в результате захвата нейтронов ураном:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Ключевым выводом здесь является то, что бомбардировка элемента нейтронами может привести к появлению новых элементов, поскольку нейтроны могут превращаться в протоны с помощью процесса, называемого бета-распадом нейтронов. Нейтрон распадается на протон и выделяет электрон и антинейтрино. Добавление протона в атомное ядро изменяет идентичность его элемента.
Ядерные реакторы и ускорители частиц могут бомбардировать цели нейтронами, протонами или атомными ядрами. Чтобы сформировать элементы с атомными номерами больше 118, недостаточно добавить протон или нейтрон к уже существующему элементу. Причина в том, что сверхтяжелые ядра, которые находятся далеко в периодической таблице, просто не доступны ни в каком количестве и не сохраняются достаточно долго, чтобы использоваться в синтезе элементов. Таким образом, исследователи стремятся объединить более легкие ядра, у которых есть протоны, которые складываются в желаемый атомный номер, или они стремятся сделать ядра, которые распадаются, в новый элемент. К сожалению, из-за короткого периода полураспада и малого количества атомов очень трудно обнаружить новый элемент, а тем более проверить результат. Наиболее вероятными кандидатами на новые элементы будут атомные номера 120 и 126, поскольку считается, что они имеют изотопы, которые могут сохраняться достаточно долго, чтобы их можно было обнаружить.
Сверхтяжелые элементы в звездах
Если ученые используют сплав для создания сверхтяжелых элементов, звезды также делают их? Никто не знает ответ наверняка, но, вероятно, звезды также делают трансурановые элементы. Однако из-за того, что изотопы очень коротки, только более легкие продукты распада выживают достаточно долго, чтобы их можно было обнаружить.
источники
- Фаулер, Уильям Альфред; Бербидж, Маргарет; Бербидж, Джеффри; Хойл, Фред (1957). «Синтез элементов в звездах». Обзоры современной физики. Том 29, выпуск 4, с. 547–650.
- Гринвуд, Норман Н. (1997). «Последние события, касающиеся открытия элементов 100–111». Чистая и прикладная химия. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Эенен, Поль-Анри; Назаревич, Витольд (2002). «Поиски сверхтяжелых ядер». Еврофизика Новости. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; и другие. (1985). «Поиск сверхтяжелых элементов с использованием 48Ca + 254Эсг реакция ". Физический обзор C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Сильва, Роберт Дж. (2006). «Фермий, менделевий, нобелий и лоуренсий». В Morss, Lester R.; Эдельштейн, Норман М.; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидных и трансактинидных элементов (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.