Dmitri Mendelejev krediteeritakse esimese perioodilist tabeli, mis sarnaneb tabeliga kaasaegne perioodiline tabel. Tema laud tellis elemente suurendades aatommass (me kasutame aatomnumber täna). Ta nägi korduvad suundumusedvõi perioodilisus elementide omadustes. Tema tabelit võis kasutada ennustamata elementide olemasolu ja omaduste ennustamiseks.
Kui vaatate kaasaegne perioodiline tabel, siis ei näe lünki ega tühikuid elementide järjekorras. Uusi elemente pole enam täpselt avastatud. Neid saab siiski teha osakeste kiirendite ja tuumareaktsioonide abil. A uus element on tehtud prootoni lisamisega (või rohkem kui üks) või neutron olemasolevale elemendile. Seda saab teha, purustades prootonid või neutronid aatomiteks või aatomite kokkupõrkel üksteisega. Tabeli viimasel paaril elemendil on numbrid või nimed, sõltuvalt sellest, millist tabelit kasutate. Kõik uued elemendid on väga radioaktiivsed. Raske on tõestada, et olete teinud uue elemendi, sest see laguneb nii kiiresti.
Peamised võtmed: kuidas uusi elemente leitakse
- Kuigi teadlased on leidnud või sünteesinud elemente aatominumbriga 1 kuni 118 ja perioodiline tabel näib olevat täielik, tehakse tõenäoliselt täiendavaid elemente.
- Ülimalt tugevad elemendid valmistatakse, eksisteerides prootonite, neutronite või muude aatomituumadega olemasolevaid elemente. Kasutatakse transmutatsiooni ja sulandumise protsesse.
- Mõned raskemad elemendid valmistatakse tõenäoliselt tähtede sees, kuid kuna neil on nii lühike poolestusaeg, pole neid tänapäeval Maalt leitud.
- Praegu on probleem vähem uute elementide loomises kui nende tuvastamises. Tekkinud aatomid lagunevad sageli liiga kiiresti, et neid leida. Mõnel juhul võib kinnitamine tuleneda tütartuumade vaatlemisest, mis on lagunenud, kuid ei oleks võinud tuleneda muust reaktsioonist, välja arvatud juhul, kui soovitud elementi kasutati lähtetuumana.
Protsessid, mis loovad uusi elemente
Täna Maal leiduvad elemendid sündisid tähtedes nukleosünteesi teel või moodustasid need lagunemisproduktidena. Kõik elemendid 1 (vesinik) kuni 92 (uraan) esinevad looduses, kuigi elemendid 43, 61, 85 ja 87 tulenevad tooriumi ja uraani radioaktiivsest lagunemisest. Neptuunium ja plutoonium leiti loodusest ka uraanirikastes kivimites. Need kaks elementi tulenesid uraani neutronide püüdmisest:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Peamine võtmetähtsus siin on see, et elemendi pommitamine neutronitega võib tekitada uusi elemente, kuna neutronid võivad muutuda prootoniteks protsessi kaudu, mida nimetatakse neutron beeta lagunemiseks. Neutron laguneb prootoniks ja vabastab elektroni ja antineutrino. Prootoni lisamine aatomituumale muudab selle elemendi identiteeti.
Tuumareaktorid ja osakeste kiirendid võivad sihtmärke pommitada neutronite, prootonite või aatomituumadega. Üle 118 aatomiarvuga elementide moodustamiseks ei piisa juba olemasolevale elemendile prootoni või neutroni lisamisest. Põhjus on see, et perioodilisustabelisse ulatuvaid ülikergeid tuumasid pole lihtsalt suvalises koguses ja need ei kesta piisavalt kaua, et neid elementide sünteesil kasutada. Niisiis, teadlased soovivad ühendada kergemad tuumad, milles on soovitud aatomiarvu lisavaid prootoneid, või püüavad nad muuta tuumadeks, mis lagunevad uueks elemendiks. Kahjuks on lühikese poolestusaja ja väikese aatomite arvu tõttu uut elementi väga raske tuvastada, veelgi vähem tulemust kontrollida. Uute elementide kõige tõenäolisemad kandidaadid on aatomnumbrid 120 ja 126, kuna arvatakse, et neil on isotoope, mis võivad tuvastamiseks piisavalt kaua kesta.
Ülihea elemendid tähtedes
Kui teadlased kasutavad ülitugevate elementide loomiseks termotuumasünteesi, siis kas tähed teevad neist ka? Keegi ei tea vastust kindlatele, kuid tõenäoliselt teevad tähed ka transuraanielemente. Kuna isotoobid on siiski nii lühiajalised, püsivad ainult kergemad lagunemissaadused piisavalt kaua, et neid tuvastada.
Allikad
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Elementide süntees tähtedes." Kaasaegse füüsika ülevaated. Vol. 29, väljaanne 4, lk. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). "Viimased arengud elementide 100–111 avastamisel." Puhas ja rakenduskeemia. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Ülimalt raskete tuumade otsimine." Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et al. (1985). "Otsige ülikergeid elemente, kasutades 48Ca + 254Esgi reaktsioon. " Füüsiline ülevaade C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium ja Lawrencium." Morssis, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (toim). Aktiniidi ja transaktiniidi elementide keemia (3. väljaanne). Dordrecht, Holland: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.