Grenzen van het periodiek systeem der elementen. Waar is het gelukkige eiland van stabiliteit?
Technologie

Grenzen van het periodiek systeem der elementen. Waar is het gelukkige eiland van stabiliteit?

Heeft het periodiek systeem der elementen een "bovengrens" - en bestaat er dus een theoretisch atoomnummer voor een superzwaar element dat onmogelijk te bereiken zou zijn in de bekende fysieke wereld? De Russische natuurkundige Yuri Oganesyan, naar wie element 118 is vernoemd, is van mening dat een dergelijke limiet zou moeten bestaan.

Volgens Oganesyan, hoofd van het Flerov-laboratorium van het Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna, Rusland, is het bestaan ​​van een dergelijke limiet het resultaat van relativistische effecten. Naarmate het atoomnummer toeneemt, neemt de positieve lading op de kern toe, en dit verhoogt op zijn beurt de snelheid van de elektronen die rond de kern bewegen en nadert de limiet van de lichtsnelheid, legt de natuurkundige uit in een interview gepubliceerd in het aprilnummer. van het tijdschrift. NieuwWetenschapper. “De elektronen die zich het dichtst bij de kern van element 112 bevinden, reizen bijvoorbeeld met 7/10 van de lichtsnelheid. Als de buitenste elektronen de snelheid van het licht zouden benaderen, zouden de eigenschappen van het atoom veranderen, wat in strijd zou zijn met de principes van het periodiek systeem”, zegt hij.

Het creëren van nieuwe superzware elementen in natuurkundige laboratoria is een vervelende taak. Wetenschappers moeten de krachten van aantrekking en afstoting tussen elementaire deeltjes met uiterste precisie in evenwicht brengen. Wat nodig is, is het ‘magische’ aantal protonen en neutronen die in de kern ‘samenklonteren’ met het gewenste atoomnummer. Het proces zelf versnelt deeltjes tot een tiende van de lichtsnelheid. Er is een kleine, maar niet nul, kans op de vorming van een superzware atoomkern van het vereiste aantal. Vervolgens is het de taak van natuurkundigen om het zo snel mogelijk af te koelen en in de detector te ‘vangen’ voordat het vergaat. Hiervoor is het echter noodzakelijk om de juiste “grondstoffen” te verkrijgen: zeldzame, extreem dure isotopen van elementen met de benodigde neutronenbronnen.

In wezen geldt dat hoe zwaarder een element in de transactinidegroep is, hoe korter de levensduur ervan. Element met atoomnummer 112 heeft een halfwaardetijd van 29 seconden, 116 heeft een halfwaardetijd van 60 milliseconden en 118 heeft een halfwaardetijd van 0,9 milliseconden. Er wordt aangenomen dat de wetenschap de grenzen van fysiek mogelijke materie bereikt.

Oganesyan is het daar echter niet mee eens. Hij vertegenwoordigt het standpunt dat hij in de wereld van superzware elementen is. "Eiland van stabiliteit". “De vervaltijd van nieuwe elementen is extreem kort, maar als je neutronen aan hun kernen toevoegt, wordt hun levensduur langer”, merkt ze op. “Het toevoegen van acht neutronen aan de elementen met de nummers 110, 111, 112 en zelfs 113 verlengt hun levensduur met 100 jaar. eenmaal".

Vernoemd naar Oganesyan, het element Oganesson behoort tot de transactinidegroep en heeft atoomnummer 118. Het werd voor het eerst gesynthetiseerd in 2002 door een groep Russische en Amerikaanse wetenschappers van het Joint Institute for Nuclear Research in Dubna. In december 2015 werd het erkend als een van de vier nieuwe elementen door de IUPAC/IUPAP Joint Working Group (een groep opgericht door de International Union of Pure and Applied Chemistry en de International Union of Pure and Applied Physics). De officiële naamgeving vond plaats op 28 november 2016. Oganesson ma hoogste atoomnummer i grootste atoommassa tussen alle bekende elementen. In 2002-2005 werden slechts vier atomen van isotoop 294 ontdekt.

Dit element behoort tot de 18e groep van het periodiek systeem, d.w.z. edele gassen (zijnde zijn eerste kunstmatige vertegenwoordiger), kan het echter een aanzienlijke reactiviteit vertonen, in tegenstelling tot alle andere edelgassen. In het verleden werd gedacht dat Oganesson onder standaardomstandigheden een gas zou zijn, maar de huidige voorspellingen wijzen op een constante toestand van de materie onder deze omstandigheden vanwege de relativistische effecten die Oganessian noemde in het eerder aangehaalde interview. In het periodiek systeem bevindt het zich in het p-blok, zijnde de laatste wortel van de zevende periode.

Zowel Russische als Amerikaanse wetenschappers hebben er historisch gezien verschillende namen voor voorgesteld. Uiteindelijk besloot IUPAC echter de nagedachtenis van Oganessian te eren door zijn belangrijke bijdrage aan de ontdekking van de zwaarste elementen van het periodiek systeem te erkennen. Dit element is een van de twee (naast Seaborg) vernoemd naar een levend persoon.

Voeg een reactie