Ντμίτρι Μεντελλέεφ πιστώνεται με την παραγωγή του πρώτου περιοδικού πίνακα που μοιάζει με το σύγχρονο περιοδικό πίνακα. Το τραπέζι του διέταξε τα στοιχεία αυξάνοντας ατομικό βάρος (χρησιμοποιούμε ατομικό αριθμό σήμερα). Μπορούσε να δει επαναλαμβανόμενες τάσεις, ή περιοδικότητα, στις ιδιότητες των στοιχείων. Το τραπέζι του θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να προβλέψει την ύπαρξη και τα χαρακτηριστικά στοιχείων που δεν είχαν ανακαλυφθεί.
Όταν κοιτάς το σύγχρονο περιοδικό πίνακα, δεν θα δείτε κενά και κενά με τη σειρά των στοιχείων. Τα νέα στοιχεία δεν ανακαλύπτονται πια. Ωστόσο, μπορούν να γίνουν, χρησιμοποιώντας επιταχυντές σωματιδίων και πυρηνικές αντιδράσεις. ΕΝΑ νέο στοιχείο είναι φτιαγμένο προσθέτοντας ένα πρωτόνιο (ή περισσότερες από μία) ή νετρόνια σε προϋπάρχον στοιχείο. Αυτό μπορεί να γίνει με τη θραύση πρωτονίων ή νετρονίων σε άτομα ή με τη σύγκρουση ατόμων ο ένας με τον άλλο. Τα τελευταία στοιχεία του πίνακα θα έχουν αριθμούς ή ονόματα, ανάλογα με τον πίνακα που χρησιμοποιείτε. Ολα τα
νέα στοιχεία είναι πολύ ραδιενεργά. Είναι δύσκολο να αποδείξεις ότι έχεις κάνει ένα νέο στοιχείο, γιατί διασπάται τόσο γρήγορα.Βασικά Takeaways: Πώς ανακαλύπτονται τα νέα στοιχεία
- Ενώ οι ερευνητές έχουν βρει ή συνθέσει στοιχεία με ατομικό αριθμό 1 έως 118 και ο περιοδικός πίνακας εμφανίζεται γεμάτος, είναι πιθανό να γίνουν επιπλέον στοιχεία.
- Τα υπερβολικά στοιχεία κατασκευάζονται με χτυπήματα προϋπάρχοντα στοιχεία με πρωτόνια, νετρόνια ή άλλους ατομικούς πυρήνες. Χρησιμοποιούνται οι διαδικασίες μεταστοιχείωσης και σύντηξης.
- Κάποια βαρύτερα στοιχεία είναι πιθανό να γίνονται μέσα στα αστέρια, αλλά επειδή έχουν τόσο μικρούς χρόνους ημίσειας ζωής, δεν έχουν επιβιώσει για να βρεθούν στη Γη σήμερα.
- Σε αυτό το σημείο, το πρόβλημα είναι λιγότερο για την κατασκευή νέων στοιχείων από την ανίχνευσή τους. Τα άτομα που παράγονται συχνά αποσυντίθενται πολύ γρήγορα για να βρεθούν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η επαλήθευση μπορεί να προέλθει από την παρατήρηση θυγατρικών πυρήνων που έχουν αποσυντεθεί, αλλά δεν θα μπορούσαν να προκύψουν από οποιαδήποτε άλλη αντίδραση εκτός από τη χρήση του επιθυμητού στοιχείου ως γονικού πυρήνα.
Οι διαδικασίες που δημιουργούν νέα στοιχεία
Τα στοιχεία που βρέθηκαν στη Γη σήμερα γεννήθηκαν σε αστέρια μέσω νουκλεοσύνθεσης ή αλλιώς σχηματίστηκαν ως προϊόντα αποσύνθεσης. Όλα τα στοιχεία από 1 (υδρογόνο) έως 92 (ουράνιο) εμφανίζονται στη φύση, αν και τα στοιχεία 43, 61, 85 και 87 προκύπτουν από τη ραδιενεργή διάσπαση θορίου και ουρανίου. Το νετρόνιο και το πλουτώνιο ανακαλύφθηκαν επίσης στη φύση, σε βράχο πλούσιο σε ουράνιο. Αυτά τα δύο στοιχεία προέκυψαν από τη δέσμευση νετρονίων από το ουράνιο:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Το βασικό επίτευγμα είναι ότι ο βομβαρδισμός ενός στοιχείου με νετρόνια μπορεί να παράγει νέα στοιχεία, επειδή τα νετρόνια μπορούν να μετατραπούν σε πρωτόνια μέσω μιας διαδικασίας αποκαλούμενης αποσύνθεσης βήτα νετρονίων. Το νετρόνιο διασπάται σε ένα πρωτόνιο και απελευθερώνει ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινεutrino. Η προσθήκη ενός πρωτονίου σε έναν ατομικό πυρήνα αλλάζει την ταυτότητα του στοιχείου.
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες και οι επιταχυντές σωματιδίων μπορούν να βομβαρδίσουν στόχους με νετρόνια, πρωτόνια ή ατομικούς πυρήνες. Για να σχηματίσουμε στοιχεία με ατομικούς αριθμούς μεγαλύτερους από 118, δεν αρκεί να προσθέσουμε ένα πρωτόνιο ή νετρόνιο σε ένα προϋπάρχον στοιχείο. Ο λόγος είναι ότι οι υπερ-πυρήνες πυρήνες που βρίσκονται πολύ μακριά στον περιοδικό πίνακα απλώς δεν είναι διαθέσιμοι σε καμία ποσότητα και δεν διαρκούν αρκετό καιρό για να χρησιμοποιηθούν στη σύνθεση των στοιχείων. Έτσι, οι ερευνητές επιδιώκουν να συνδυάσουν ελαφρύτερους πυρήνες που έχουν πρωτόνια που προσθέτουν μέχρι τον επιθυμητό ατομικό αριθμό ή επιδιώκουν να κάνουν τους πυρήνες που αποσυντίθενται σε ένα νέο στοιχείο. Δυστυχώς, εξαιτίας της σύντομης ημίσειας ζωής και του μικρού αριθμού ατόμων, είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθεί ένα νέο στοιχείο, πολύ λιγότερο να επαληθευτεί το αποτέλεσμα. Οι πιθανότεροι υποψήφιοι για νέα στοιχεία θα είναι ατομικοί αριθμοί 120 και 126 επειδή πιστεύεται ότι έχουν ισότοπα που θα μπορούσαν να διαρκέσουν αρκετά για να ανιχνευθούν.
Superheavy Στοιχεία στα αστέρια
Εάν οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη σύντηξη για να δημιουργήσουν υπερβολικά στοιχεία, τα αστέρια τα κάνουν επίσης; Κανείς δεν γνωρίζει την απάντηση για ορισμένους, αλλά είναι πιθανό ότι τα αστέρια κάνουν επίσης στοιχεία transuranium. Ωστόσο, επειδή τα ισότοπα είναι τόσο βραχύβια, μόνο τα ελαφρύτερα προϊόντα αποσύνθεσης επιβιώνουν αρκετά ώστε να ανιχνευθούν.
Πηγές
- Fowler, William Alfred. Burbidge, Margaret. Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Σύνθεση των στοιχείων στα αστέρια". Κριτικές της σύγχρονης φυσικής. Vol. 29, τεύχος 4, σελ. 547–650.
- Greenwood, Norman Ν. (1997). "Πρόσφατες εξελίξεις σχετικά με την ανακάλυψη των στοιχείων 100-111." Καθαρή και Εφαρμοσμένη Χημεία. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri. Nazarewicz, Witold (2002). "Αναζητήστε υπερβολικά πυρήνες". Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et αϊ. (1985). Msgstr "Αναζήτηση για superheavy στοιχεία χρησιμοποιώντας 48Ca + 254Esg αντίδραση. " Φυσική εξέταση C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). "Fermium, Mendelevium, Νόμπελ και Lawrencium." Στο Morss, Lester R.; Edelstein, Norman Μ.; Fuger, Jean (εκδ.). Η Χημεία των Στοιχείων Ακτινιδίου και Τρανκαϊνιδίου (3η έκδοση). Dordrecht, Ολλανδία: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.