Dmitri Mendeleev je zaslužen za izdelavo prve periodične tabele, ki spominja na moderna periodična tabela. Njegova miza je elemente urejala tako, da so jo povečevali atomska teža (uporabljamo atomska številka danes). Lahko je videl ponavljajoči se trendiali periodičnost lastnosti elementov. Njegovo tabelo bi lahko uporabili za napovedovanje obstoja in značilnosti elementov, ki niso bili odkriti.
Ko pogledate na moderna periodična tabela, ne boste videli vrzeli in presledke v vrstnem redu elementov. Novi elementi niso več natančno odkriti. Vendar jih je mogoče narediti z uporabo pospeševalcev delcev in jedrskih reakcij. A nov element je narejen z dodajanjem protona (ali več kot en) ali nevtrona do že obstoječega elementa. To je mogoče storiti z drobljenjem protonov ali nevtronov v atome oz s trčenjem atomov drug z drugim. Zadnjih nekaj elementov v tabeli bo imelo številke ali imena, odvisno od tega, katero tabelo uporabljate. Vse novi elementi so zelo radioaktivni. Težko je dokazati, da ste naredili nov element, saj tako hitro razpade.
Ključni odvzemi: odkritje novih elementov
- Medtem ko so raziskovalci našli ali sintetizirali elemente z atomsko številko 1 do 118 in je periodična tabela videti polna, bodo verjetno izdelani dodatni elementi.
- Pretežki elementi so narejeni tako, da udarijo že obstoječe elemente s protoni, nevtroni ali drugimi atomskimi jedri. Uporabljajo se procesi transmutacije in fuzije.
- Nekateri težji elementi so verjetno narejeni znotraj zvezd, a ker imajo tako kratke razpolovne dobe, jih danes še niso našli na Zemlji.
- Na tej točki je problem manj v ustvarjanju novih elementov, kot pa v njihovem odkrivanju. Proizvedeni atomi pogosto razpadejo prehitro, da bi jih našli. V nekaterih primerih lahko preverjanje prihaja do opazovanja hčerinskih jeder, ki so razpadla, vendar ne bi mogla biti posledica kakršne koli druge reakcije, razen uporabe želenega elementa kot matičnega jedra.
Procesi, ki tvorijo nove elemente
Elementi, ki jih danes najdemo na Zemlji, so se rodili v zvezdah z nukleosintezo ali pa so nastali kot produkti razpada. Vsi elementi od 1 (vodik) do 92 (uran) se pojavljajo v naravi, čeprav elementi 43, 61, 85 in 87 izhajajo iz radioaktivnega razpada torija in urana. Neptunij in plutonij sta bila odkrita tudi v naravi, v kamni, bogati z uranom. Ta dva elementa sta bila posledica zajetja nevtra z uranom:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Pri tem je ključno, da lahko bombardiranje elementa z nevtroni ustvari nove elemente, ker se lahko nevtroni spremenijo v protone s postopkom, imenovanim nevtronski beta razpad. Neutron razpade na proton in sprosti elektron in antineutrino. Dodajanje protona atomskemu jedru spremeni identiteto njegovega elementa.
Jedrski reaktorji in pospeševalci delcev lahko bombardirajo tarče z nevtroni, protoni ali atomskimi jedri. Če želite oblikovati elemente z atomskimi številkami, večjimi od 118, ni dovolj, da v že obstoječ element dodate proton ali nevron. Razlog je v tem, da presežki jeder, ki so daleč v periodični tabeli, preprosto niso na voljo v nobeni količini in ne trajajo dovolj dolgo, da bi jih lahko uporabili pri sintezi elementov. Tako si raziskovalci prizadevajo združiti lažja jedra, ki imajo protone, ki seštevajo do želenega atomskega števila, ali pa si prizadevajo, da bi jedra, ki razpadejo, postala nov element. Na žalost je zaradi kratkega razpolovnega časa in majhnega števila atomov zelo težko zaznati nov element, še manj pa preveriti rezultat. Najverjetnejši kandidati za nove elemente bodo atomsko številko 120 in 126, ker se verjame, da imajo izotope, ki bi lahko trajali dovolj dolgo, da jih bodo odkrili.
Pretežki elementi v zvezdah
Če znanstveniki uporabljajo fuzijo za ustvarjanje pregrešnih elementov, jih tudi zvezde naredijo? Odgovor nihče ne ve zagotovo, verjetno pa tudi zvezde izdelujejo transuranijeve elemente. Ker pa so izotopi tako kratkotrajni, le lažji produkti razpada preživijo dovolj dolgo, da jih je mogoče zaznati.
Viri
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Sinteza elementov v zvezdah." Ocene moderne fizike. Vol. 29, številka 4, str. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). "Nedavni razvoj dogodkov v zvezi z odkrivanjem elementov 100–111." Čista in uporabna kemija. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Iskanje prevročih jeder." Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et al. (1985). "Iščite prekomerne elemente z uporabo 48Ca + 254Esg reakcija. " Fizični pregled C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). "Fermij, Mendelevium, Nobelium in Lawrencium." V Morssu, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (ur.). Kemija elementov aktinida in transakktinida (3. izd.). Dordrecht, Nizozemska: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.