Все ли элементы уже обнаружены?

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.

instagram viewer

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.
instagram story viewer