Пределы периодической таблицы элементов. Где счастливый остров стабильности?
Есть ли у периодической таблицы элементов «верхний» предел — так существует ли теоретический атомный номер сверхтяжелого элемента, которого невозможно было бы достичь в известном физическом мире? Российский физик Юрий Оганесян, в честь которого назван элемент 118, считает, что такой предел должен существовать.
По словам Оганесяна, руководителя лаборатории Флерова в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Россия, существование такого предела является результатом релятивистских эффектов. По мере роста атомного номера увеличивается положительный заряд ядра, а это, в свою очередь, увеличивает скорость движения электронов вокруг ядра, приближаясь к пределу скорости света, — объясняет физик в интервью, опубликованном в апрельском номере журнала. «НьюСайентист». «Например, электроны, находящиеся ближе всего к ядру в элементе 112, движутся со скоростью 7/10 скорости света. Если бы внешние электроны приблизились к скорости света, это изменило бы свойства атома, нарушив принципы периодической таблицы», — говорит он.
Создание новых сверхтяжелых элементов в физических лабораториях — утомительная задача. Ученые должны с предельной точностью уравновесить силы притяжения и отталкивания между элементарными частицами. Что необходимо, так это «магическое» количество протонов и нейтронов, которые «слипаются» в ядре с желаемым атомным номером. Сам процесс ускоряет частицы до десятой части скорости света. Есть небольшой, но не нулевой шанс образования сверхтяжелого атомного ядра нужного числа. Тогда задача физиков — как можно быстрее охладить его и «поймать» в детекторе до того, как он распадется. Однако для этого необходимо получить соответствующее «сырье» — редкие, чрезвычайно дорогие изотопы элементов с требуемыми нейтронными ресурсами.
По сути, чем тяжелее элемент в группе трансактинидов, тем короче его жизнь. Элемент с атомным номером 112 имеет период полураспада 29 секунд, 116 — 60 миллисекунд, 118 — 0,9 миллисекунды. Считается, что наука достигает пределов физически возможной материи.
Однако Оганесян не согласен. Он представляет точку зрения, что он находится в мире сверхтяжелых элементов. «Остров стабильности». «Время распада новых элементов чрезвычайно короткое, но если вы добавите нейтроны в их ядра, их время жизни увеличится», — отмечает она. «Добавление восьми нейтронов к элементам с номерами 110, 111, 112 и даже 113 продлевает их жизнь на 100 XNUMX лет. раз».
Названный в честь Оганесяна, элемент Оганессон принадлежит к группе трансактинидов и имеет атомный номер 118. Впервые он был синтезирован в 2002 году группой российских и американских ученых из Объединенного института ядерных исследований в Дубне. В декабре 2015 года он был признан одним из четырех новых элементов Совместной рабочей группой IUPAC/IUPAP (группа, созданная Международным союзом теоретической и прикладной химии и Международным союзом теоретической и прикладной физики). Официальное присвоение имени состоялось 28 ноября 2016 года. Oganesson ma наивысший атомный номер i самая большая атомная масса среди всех известных элементов. В 2002-2005 годах было обнаружено всего четыре атома изотопа 294.
Этот элемент относится к 18-й группе таблицы Менделеева, т.е. благородные газы (будучи его первым искусственным представителем), однако может проявлять значительную реакционную способность, в отличие от всех других благородных газов. В прошлом считалось, что оганесон будет газом при стандартных условиях, но текущие прогнозы указывают на постоянное агрегатное состояние в этих условиях из-за релятивистских эффектов, о которых Оганесян упомянул в интервью, процитированном ранее. В периодической таблице он находится в p-блоке, являясь последним корнем седьмого периода.
И российские, и американские ученые исторически предлагали ему разные имена. В конце концов, однако, ИЮПАК решил почтить память Оганесяна, признав его большой вклад в открытие самых тяжелых элементов периодической таблицы. Этот элемент — один из двух (рядом с сиборгой), названных в честь живого человека.
