Grenser for grunnstoffenes periodiske system. Hvor er stabilitetens lykkelige øy?
Har det periodiske system av grunnstoffer en "øvre" grense - så finnes det et teoretisk atomnummer for et supertungt grunnstoff som ville være umulig å nå i den kjente fysiske verden? Den russiske fysikeren Yuri Oganesyan, som element 118 er oppkalt etter, mener at en slik grense må eksistere.
Ifølge Oganesyan, leder av Flerov-laboratoriet ved Joint Institute for Nuclear Research (JINR) i Dubna, Russland, er eksistensen av en slik grense et resultat av relativistiske effekter. Når atomnummeret øker, øker den positive ladningen til kjernen, og dette øker i sin tur hastigheten til elektronene rundt kjernen, og nærmer seg hastighetsgrensen for lys, forklarer fysikeren i et intervju publisert i aprilutgaven av tidsskriftet . Ny vitenskapsmann. «For eksempel beveger elektronene nærmest kjernen i element 112 seg med 7/10 av lysets hastighet. Hvis de ytre elektronene nærmet seg lysets hastighet, ville det endre egenskapene til atomet, og bryte prinsippene i det periodiske systemet, sier han.
Å lage nye supertunge elementer i fysikklaboratorier er en kjedelig oppgave. Forskere må, med den største presisjon, balansere tiltrekningskreftene og frastøtingen mellom elementærpartikler. Det som trengs er et "magisk" antall protoner og nøytroner som "henger sammen" i kjernen med ønsket atomnummer. Selve prosessen akselererer partiklene til en tidel av lysets hastighet. Det er en liten, men ikke null, sjanse for dannelsen av en supertung atomkjerne med det nødvendige antallet. Da er fysikernes oppgave å avkjøle den så raskt som mulig og "fange" den i detektoren før den forfaller. For dette er det imidlertid nødvendig å skaffe passende "råmaterialer" - sjeldne, ekstremt dyre isotoper av elementer med de nødvendige nøytronressursene.
I hovedsak, jo tyngre et element i transaktinidgruppen, jo kortere levetid. Grunnstoffet med atomnummer 112 har en halveringstid på 29 sekunder, 116 - 60 millisekunder, 118 - 0,9 millisekunder. Det antas at vitenskapen når grensene for fysisk mulig materie.
Oganesyan er imidlertid uenig. Han presenterer synspunktet om at han er i verden av supertunge elementer. "Stabilitetsøy". "Forfallstiden til nye grunnstoffer er ekstremt kort, men hvis du legger til nøytroner til kjernene deres, vil levetiden deres øke," bemerker hun. «Å legge til åtte nøytroner til grunnstoffer nummerert 110, 111, 112 og til og med 113 forlenger deres levetid med 100 XNUMX år. en gang".
Oppkalt etter Oganesyan, elementet Oganesson tilhører gruppen av transaktinider og har atomnummer 118. Den ble først syntetisert i 2002 av en gruppe russiske og amerikanske forskere fra Joint Institute for Nuclear Research i Dubna. I desember 2015 ble det anerkjent som et av de fire nye elementene av IUPAC/IUPAP Joint Working Group (en gruppe opprettet av International Union of Pure and Applied Chemistry og International Union of Pure and Applied Physics). Den offisielle navngivningen fant sted 28. november 2016. Oganesson ma høyeste atomnummer i største atommasse blant alle kjente elementer. I 2002-2005 ble bare fire atomer av 294-isotopen oppdaget.
Dette grunnstoffet tilhører den 18. gruppen av det periodiske system, dvs. edle gasser (som dens første kunstige representant), men den kan vise betydelig reaktivitet, i motsetning til alle andre edelgasser. Tidligere ble oganesson antatt å være en gass under standardforhold, men nåværende spådommer peker på en konstant aggregeringstilstand under disse forholdene på grunn av de relativistiske effektene som Oganessian nevnte i intervjuet sitert tidligere. I det periodiske systemet er det i p-blokken, som er den siste roten av den syvende perioden.
Både russiske og amerikanske forskere har historisk foreslått forskjellige navn på den. Til slutt bestemte imidlertid IUPAC seg for å hedre Hovhannisyans minne ved å anerkjenne hans store bidrag til oppdagelsen av de tyngste grunnstoffene i det periodiske systemet. Dette elementet er ett av to (ved siden av sjøborgen) oppkalt etter en levende person.
