Dmitrij Mendelejew przypisuje się wykonanie pierwszego układu okresowego, który przypomina nowoczesny układ okresowy. Jego stół uporządkował elementy, zwiększając masa atomowa (Używamy liczba atomowa dzisiaj). On mógł zobaczyć powtarzające się trendylub okresowość we właściwościach elementów. Jego stół może służyć do przewidywania istnienia i cech elementów, które nie zostały odkryte.
Kiedy patrzysz na nowoczesny układ okresowy, nie zobaczysz przerw i spacji w kolejności elementów. Nowe elementy nie są już dokładnie odkrywane. Można je jednak wykonać przy użyciu akceleratorów cząstek i reakcji jądrowych. ZA nowy element jest zrobione przez dodanie protonu (lub więcej niż jeden) lub neutron do wcześniej istniejącego elementu. Można tego dokonać rozbijając protony lub neutrony na atomy lub przez zderzenie atomów ze sobą. Ostatnie kilka elementów w tabeli będzie miało numery lub nazwy, w zależności od używanej tabeli. Wszystkie z tych nowe elementy są wysoce radioaktywne. Trudno udowodnić, że stworzyłeś nowy element, ponieważ rozpada się tak szybko.
Najważniejsze informacje: jak odkrywać nowe elementy
- Podczas gdy naukowcy znaleźli lub zsyntetyzowali elementy o liczbie atomowej od 1 do 118, a układ okresowy wydaje się pełny, prawdopodobnie zostaną utworzone dodatkowe elementy.
- Elementy superciężkie powstają poprzez uderzanie w istniejące wcześniej pierwiastki protonami, neutronami lub innymi jądrami atomowymi. Wykorzystywane są procesy transmutacji i fuzji.
- Niektóre cięższe pierwiastki powstają prawdopodobnie w gwiazdach, ale ponieważ mają tak krótkie okresy półtrwania, nie przetrwały do dziś na Ziemi.
- W tym momencie problem polega mniej na tworzeniu nowych elementów niż ich wykrywaniu. Wytworzone atomy często rozpadają się zbyt szybko, aby je znaleźć. W niektórych przypadkach weryfikacja może pochodzić z obserwacji jąder potomnych, które uległy rozkładowi, ale nie mogły wynikać z żadnej innej reakcji poza użyciem pożądanego elementu jako jądra rodzicielskiego.
Procesy, które tworzą nowe elementy
Elementy znalezione dzisiaj na Ziemi urodziły się w gwiazdach poprzez nukleosyntezę, inaczej powstały jako produkty rozpadu. Wszystkie pierwiastki od 1 (wodór) do 92 (uran) występują w naturze, chociaż pierwiastki 43, 61, 85 i 87 powstają w wyniku radioaktywnego rozpadu toru i uranu. Neptunium i pluton zostały również odkryte w naturze, w skale bogatej w uran. Te dwa pierwiastki powstały w wyniku wychwytu neutronów przez uran:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Kluczową kwestią jest to, że bombardowanie elementu neutronami może wytworzyć nowe pierwiastki, ponieważ neutrony mogą przekształcić się w protony w procesie zwanym rozpadem beta neutronów. Neutron rozpada się na proton i uwalnia elektron i antyneutrino. Dodanie protonu do jądra atomowego zmienia tożsamość jego elementu.
Reaktory jądrowe i akceleratory cząstek mogą bombardować cele neutronami, protonami lub jądrami atomowymi. Aby utworzyć elementy o liczbie atomowej większej niż 118, nie wystarczy dodać protonu lub neutronu do wcześniej istniejącego elementu. Powodem jest to, że superciężkie jądra znajdujące się daleko w układzie okresowym po prostu nie są dostępne w żadnej ilości i nie wystarczają na tyle długo, aby można je było zastosować w syntezie pierwiastków. Tak więc badacze starają się łączyć lżejsze jądra, które mają protony, które sumują się do pożądanej liczby atomowej, lub starają się, aby jądra rozpadły się w nowy pierwiastek. Niestety, z powodu krótkiego okresu półtrwania i małej liczby atomów bardzo trudno jest wykryć nowy pierwiastek, a tym bardziej zweryfikować wynik. Najbardziej prawdopodobnymi kandydatami na nowe pierwiastki będą liczba atomowa 120 i 126, ponieważ uważa się, że mają izotopy, które mogą trwać wystarczająco długo, aby można je było wykryć.
Superheavy Elements in Stars
Jeśli naukowcy wykorzystują syntezę jądrową do tworzenia superciężkich pierwiastków, czy gwiazdy też je wytwarzają? Nikt na pewno nie zna odpowiedzi, ale prawdopodobnie gwiazdy również wytwarzają pierwiastki transuranowe. Ponieważ jednak izotopy są tak krótkotrwałe, tylko lżejsze produkty rozpadu przetrwają wystarczająco długo, aby je wykryć.
Źródła
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). „Synteza elementów w gwiazdach”. Recenzje współczesnej fizyki. Vol. 29, wydanie 4, ss. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). „Ostatnie zmiany dotyczące odkrycia pierwiastków 100–111”. Chemia czysta i stosowana. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). „Poszukiwanie superciężkich jąder”. Wiadomości z Europhysics. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; i in. (1985). „Wyszukaj elementy superciężkie za pomocą 48Ca + 254Reakcja Esg. ” Przegląd fizyczny C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). „Fermium, Mendelevium, Nobelium i Lawrencium”. W Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M..; Fuger, Jean (red.). Chemia elementów aktynowcowych i transaktydynowych (Wydanie trzecie). Dordrecht, Holandia: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.