Элементтердің периодтық жүйесінің шектері. Тұрақтылықтың бақытты аралы қайда?
Элементтердің периодтық кестесінің «жоғарғы» шегі бар ма, сондықтан белгілі физикалық әлемде жету мүмкін емес өте ауыр элемент үшін теориялық атомдық нөмір бар ма? 118-ші элемент атымен аталған ресейлік физик Юрий Оганесян мұндай шектеу болуы керек деп есептейді.
Ресейдің Дубна қаласындағы Біріккен ядролық зерттеулер институтының (ЯЯР) Флеров зертханасының меңгерушісі Оганесянның айтуынша, мұндай шектеудің болуы релятивистік әсерлердің нәтижесі. Атомдық нөмір ұлғайған сайын ядроның оң заряды артады және бұл өз кезегінде жарық жылдамдығының шегіне жақындай отырып, ядроның айналасындағы электрондардың қозғалыс жылдамдығын арттырады, деп түсіндіреді физик сәуір айындағы санында жарияланған сұхбатында. журнал. Жаңа ғалым. «Мысалы, 112-элементтегі ядроға ең жақын электрондар жарық жылдамдығының 7/10 жылдамдығымен қозғалады. Егер сыртқы электрондар жарық жылдамдығына жақындаса, ол атомның қасиеттерін өзгертіп, периодтық жүйенің принциптерін бұзады», - дейді ол.
Физика зертханаларында жаңа аса ауыр элементтерді жасау өте қиын жұмыс. Ғалымдар ең дәлдікпен элементар бөлшектер арасындағы тартылу мен тебілу күштерін теңестіруі керек. Қажетті атомдық нөмірге ие ядрода «бір-біріне жабысатын» протондар мен нейтрондардың «сиқырлы» саны. Процестің өзі бөлшектерді жарық жылдамдығының оннан біріне дейін жеделдетеді. Қажетті сандағы аса ауыр атом ядросының пайда болу мүмкіндігі аз, бірақ нөлге тең емес. Содан кейін физиктердің міндеті - оны мүмкіндігінше тез салқындату және ыдырау алдында детекторда «ұстап алу». Дегенмен, бұл үшін тиісті «шикізаттарды» - қажетті нейтрондық ресурстары бар элементтердің сирек, өте қымбат изотоптарын алу қажет.
Негізінде, трансактинидтер тобындағы элемент неғұрлым ауыр болса, оның қызмет ету мерзімі соғұрлым қысқа болады. Атомдық нөмірі 112 элементтің жартылай ыдырау периоды 29 секунд, 116 – 60 миллисекунд, 118 – 0,9 миллисекунд. Ғылым физикалық мүмкін болатын материяның шегіне жетеді деп есептеледі.
Алайда Оганесян келіспейді. Ол өзінің аса ауыр элементтер әлемінде екендігі туралы көзқарасты ұсынады. «Тұрақтылық аралы». «Жаңа элементтердің ыдырау уақыты өте қысқа, бірақ олардың ядроларына нейтрондарды қоссаңыз, олардың өмір сүру ұзақтығы артады», - деп атап өтті ол. «Нөмірлері 110, 111, 112 және тіпті 113 болатын элементтерге сегіз нейтрон қосу олардың өмір сүру мерзімін 100 XNUMX жылға ұзартады. бір рет».
Оганесянның атымен аталған элемент Оганессон трансактинидтер тобына жатады және атомдық нөмірі 118. Оны алғаш рет 2002 жылы Дубнадағы Біріккен ядролық зерттеулер институтының ресейлік және американдық ғалымдар тобы синтездеген. 2015 жылдың желтоқсанында IUPAC/IUPAP бірлескен жұмыс тобы (Халықаралық таза және қолданбалы химия одағы мен халықаралық таза және қолданбалы физика одағы құрған топ) төрт жаңа элементтің бірі ретінде танылды. Ресми атау 28 жылдың 2016 қарашасында өтті. Оганесон ма ең жоғары атомдық сан i ең үлкен атомдық массасы барлық белгілі элементтер арасында. 2002-2005 жылдары 294 изотоптың төрт атомы ғана ашылды.
Бұл элемент периодтық жүйенің 18-ші тобына жатады, яғни. асыл газдар (оның алғашқы жасанды өкілі), бірақ ол барлық басқа асыл газдардан айырмашылығы айтарлықтай реактивтілікті көрсете алады. Бұрын оганессон стандартты жағдайларда газ деп есептелді, бірақ қазіргі болжамдар Оганесянның бұрын келтірілген сұхбатында айтқан релятивистік әсерлеріне байланысты осы жағдайларда тұрақты агрегация жағдайын көрсетеді. Периодтық кестеде ол жетінші кезеңнің соңғы түбірі бола отырып, p-блокта орналасқан.
Орыс ғалымдары да, американдық ғалымдар да тарихта оған әртүрлі атаулар ұсынған. Ақыр соңында, IUPAC Ованисянның периодтық жүйедегі ең ауыр элементтерді ашуға қосқан зор үлесін мойындап, оның естелігін құрметтеу туралы шешім қабылдады. Бұл элемент тірі адамның атымен аталған екі элементтің бірі (себоргтың жанында).
