Granice układu okresowego pierwiastków. Gdzie jest szczęśliwa wyspa stabilności?

Czy układ okresowy pierwiastków ma „górną” granicę – czy zatem istnieje teoretyczna liczba atomowa superciężkiego pierwiastka, która byłaby niemożliwa do osiągnięcia w znanym świecie fizycznym? Rosyjski fizyk Jurij Oganesjan, od którego pochodzi nazwa pierwiastka 118, uważa, że ​​taka granica musi istnieć.

Zdaniem Oganesjana, kierownika laboratorium Flerowa we Wspólnym Instytucie Badań Jądrowych (ZIBJ) w Dubnej w Rosji, istnienie takiej granicy jest wynikiem efektów relatywistycznych. Wraz ze wzrostem liczby atomowej wzrasta ładunek dodatni jądra, a to z kolei zwiększa prędkość elektronów wokół jądra, zbliżając się do granicy prędkości światła – wyjaśnia fizyk w wywiadzie opublikowanym w kwietniowym numerze „ Dziennik. Nowy naukowiec. „Na przykład elektrony znajdujące się najbliżej jądra w elemencie 112 poruszają się z prędkością 7/10 prędkości światła. Gdyby zewnętrzne elektrony zbliżyły się do prędkości światła, zmieniłoby to właściwości atomu, naruszając zasady układu okresowego” – mówi.

Tworzenie nowych pierwiastków superciężkich w laboratoriach fizycznych jest żmudnym zadaniem. Naukowcy muszą z najwyższą precyzją zrównoważyć siły przyciągania i odpychania pomiędzy cząstkami elementarnymi. Potrzebna jest „magiczna” liczba protonów i neutronów, które „sklejają się” w jądrze o pożądanej liczbie atomowej. Sam proces przyspiesza cząstki do jednej dziesiątej prędkości światła. Istnieje niewielka, ale nie zerowa, szansa na utworzenie superciężkiego jądra atomowego o wymaganej liczbie. Następnie zadaniem fizyków jest jak najszybsze schłodzenie go i „złapanie” w detektorze, zanim ulegnie rozpadowi. Jednak do tego konieczne jest pozyskanie odpowiednich „surowców” – rzadkich, niezwykle drogich izotopów pierwiastków posiadających wymagane zasoby neutronów.

Zasadniczo, im cięższy pierwiastek w grupie transaktynidów, tym krótszy jest jego czas życia. Pierwiastek o liczbie atomowej 112 ma okres półtrwania wynoszący 29 sekund, 116 - 60 milisekund, 118 - 0,9 milisekundy. Uważa się, że nauka osiąga granice fizycznie możliwej materii.

Jednak Oganesjan nie zgadza się z tym. Przedstawia punkt widzenia, że ​​znajduje się w świecie pierwiastków superciężkich. „Wyspa stabilności”. „Czas rozpadu nowych pierwiastków jest niezwykle krótki, ale jeśli dodasz do ich jąder neutrony, ich czas życia wzrośnie” – zauważa. „Dodanie ośmiu neutronów do pierwiastków o numerach 110, 111, 112, a nawet 113 wydłuża ich życie o 100 XNUMX lat. raz".

Nazwany na cześć Oganesyana, żywiołu Oganesson należy do grupy transaktynidów i ma liczbę atomową 118. Po raz pierwszy została zsyntetyzowana w 2002 roku przez grupę rosyjskich i amerykańskich naukowców ze Wspólnego Instytutu Badań Jądrowych w Dubnej. W grudniu 2015 roku została uznana za jeden z czterech nowych elementów przez Wspólną Grupę Roboczą IUPAC/IUPAP (grupę powołaną przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej oraz Międzynarodową Unię Fizyki Czystej i Stosowanej). Oficjalne nadanie nazwy odbyło się 28 listopada 2016 roku. Oganesson mam najwyższą liczbę atomową i największą masę atomową wśród wszystkich znanych elementów. W latach 2002-2005 odkryto jedynie cztery atomy izotopu 294.

Pierwiastek ten należy do 18. grupy układu okresowego, tj. Gazy szlachetne (będąc jego pierwszym sztucznym przedstawicielem), może jednak wykazywać znaczną reaktywność, w przeciwieństwie do wszystkich innych gazów szlachetnych. W przeszłości uważano, że oganesson jest gazem w standardowych warunkach, ale obecne przewidywania wskazują na stały stan agregacji w tych warunkach ze względu na efekty relatywistyczne, o których wspomniał Oganessian w cytowanym wcześniej wywiadzie. W układzie okresowym znajduje się w bloku p, będącym ostatnim pierwiastkiem siódmego okresu.

Historycznie rzecz biorąc, zarówno uczeni rosyjscy, jak i amerykańscy proponowali dla niego różne nazwy. Ostatecznie jednak IUPAC postanowił uczcić pamięć Hovhannisyana, uznając jego wielki wkład w odkrycie najcięższych pierwiastków układu okresowego. Element ten jest jednym z dwóch (obok seaborga) nazwanych na cześć żyjącej osoby.