pe 30 decembrie 2015, știința chimiei a primit oficial patru subiecte noi. Uniunea Internațională de Chimie Pură și aplicată (IUPAC) a confirmat descoperirea a patru noi elemente chimice, toate acestea fiind create în laboratoare.unele rapoarte au sugerat că aceste elemente „completează” tabelul periodic al elementelor. Acest lucru este greșit. Vă puteți aștepta cu încredere la alte elemente noi după ultimul lot., Dar ar putea dura ceva timp, pentru că sunt din ce în ce mai greu de făcut.ceea ce completează noile elemente este al șaptelea rând al tabelului periodic. Dacă și când sunt realizate elementele 119 sau 120, acestea vor începe un rând cu totul nou.nimeni nu știe cât de mult poate fi extins tabelul prin crearea de noi elemente. Unii suspectează că nu există nici o limită. Alții spun că poate exista un punct dincolo de care atomii nu pot deveni mai grei: astfel de atomi enormi ar fi complet instabili, dezintegrându-se instantaneu într-o rafală de radioactivitate.dar un lucru este clar., Dacă reușim să construim elemente din ce în ce mai grele, vom descoperi că se comportă într-un mod cu adevărat ciudat.

elementele sunt blocurile fundamentale ale chimiei. Un element este în esență o substanță care conține doar un singur tip de atom. Deci a face un element nou înseamnă a face un nou tip de atom.fiecărui element i se atribuie un număr: de exemplu, carbonul este numărul 6. Aceste numere nu sunt etichete arbitrare, ci au o semnificație fundamentală. Ele specifică câte protoni, un fel de particulă elementară, conține atomul.,

Se pare ciudat, dar este, de fapt, se întâmplă tot timpul, chiar și în unele dintre atomii din corpul tău

Protonii au o sarcină electrică pozitivă, și acestea sunt adunate într-o pată de cerneală în centrul atomului. Electronii mult mai ușori, cu sarcini negative care echilibrează protonii, „orbitează” nucleul într-un nor difuz.cu excepția atomilor de hidrogen, nucleele atomice conțin și un al doilea tip de particulă: neutronul, cu o masă aproape exact aceeași cu cea a unui proton, dar fără sarcină electrică., Atomii unui element pot avea un număr diferit de neutroni, iar aceste variante se numesc „izotopi”.neutronii servesc ca un fel de adeziv care ajută la legarea protonilor împreună. Fără ele, sarcinile electrice pozitive ale protonilor i-ar împinge în afară.cu toate acestea, nucleele atomilor foarte grei, cum ar fi uraniul, sunt atât de împachetate cu protoni care resping reciproc, încât nici măcar o preponderență a neutronilor nu le poate ține împreună. Acești atomi suferă „dezintegrare radioactivă”: aruncă particule și energie.,

mai Mare de stele poate genera elemente mai grele cum ar fi mercurul,

atunci Când un atom se descompune, numărul total de protoni din nucleu se schimbă, și așa radioactive proces de descompunere devine un element în altul. Sună ciudat, dar se întâmplă de fapt tot timpul, chiar și în unii dintre atomii din corpul tău.fiecare tip de nucleu are un raport optim de protoni la neutroni. Deci atomii se vor dezintegra dacă au prea mulți sau prea puțini neutroni, chiar dacă au nuclee mici.,pentru elementele ușoare precum carbonul și oxigenul, raportul stabil este destul de mult 1:1. Elementele mai grele necesită un ușor exces de neutroni.procesele naturale ale universului pot produce numai elemente până la o anumită greutate.cele mai ușoare cinci elemente, de la hidrogen la bor, au fost create în cea mai mare parte în Big Bang-ul care a început universul.

orice lucru mai greu trebuia făcut în interiorul stelelor. Acolo, temperaturile și presiunile intense forțează nucleele elementelor luminoase să fuzioneze împreună. Aceasta se numește fuziune nucleară., Stelele mai mari pot genera elemente mai grele precum mercur, care are 80 de protoni în nucleu.

descoperirea plutoniului a rămas un secret până după al doilea Război Mondial

Dar multe dintre elementele din tabelul periodic sunt făcute în mediu intens de o stea care explodează sau „supernova”. Energiile enorme eliberate pot produce noi tipuri de fuziune pe măsură ce atomii se prăbușesc unul în altul, producând elemente la fel de grele ca uraniul, cu cei 92 de protoni ai săi.,este nevoie de multă energie pentru ca aceste reacții de fuziune nucleară să aibă loc, deoarece nucleele atomice încărcate pozitiv se resping reciproc. Un nucleu trebuie să se miște foarte repede pentru a trece prin această barieră și a fuziona cu altul.ca rezultat, uraniul este cel mai greu element găsit în cantități semnificative în natură. Nici un proces natural a fost găsit că face mult de ceva mai greu.deci, atunci când oamenii de știință vor să creeze elemente noi, trebuie să folosească acceleratoare de particule pentru a stimula atomii care se ciocnesc la viteze enorme, poate o zecime din viteza luminii.,acest lucru a fost făcut pentru prima dată în 1939. Oamenii de știință care lucrează la Universitatea din California din Berkeley au creat elementul 93, care se numește acum neptuniu.după terminarea războiului, fizicienii au stabilit să găsească noi elemente în serios

doi ani mai târziu, echipa a bombardat uraniul cu nuclee de”hidrogen greu”, fiecare conținând un proton și un neutron. Rezultatul a fost elementul 94: plutoniu.ei și-au dat seama curând că plutoniul, ca și uraniul, se va descompune spontan într-un proces dramatic numit fisiune nucleară., Nucleul său masiv sa împărțit aproape în jumătate, eliberând o cantitate imensă de energie.această constatare a fost rapid folosită: plutoniul obținut în acceleratoarele de particule a fost folosit în bomba atomică Fat Man aruncată pe Nagasaki în August 1945. Descoperirea plutoniului a rămas un secret militar până după Al Doilea Război Mondial.odată ce războiul s-a terminat, fizicienii au început să găsească noi elemente în serios.timp de zeci de ani, centrul cheie al SUA pentru această cercetare a fost la Berkeley, dar în zilele noastre, o mare parte din activitate s-a mutat la Laboratorul Național Lawrence Livermore, la aproximativ 40 km distanță., Lucrarea rusă se bazează la Institutul comun de Cercetări Nucleare (IUCN) din Dubna, Moscova, fondat în 1956.rivalitatea SUA-Sovietică a produs unele dispute amare despre prioritate

inițial, americanii erau în fața jocului. Ca urmare, elementele 95, 97 și 98 sunt numite americium, berkelium și californium.dar alte elemente noi au fost găsite într-un mod complet diferit. Acestea au fost identificate în resturi de la testele cu bombă cu hidrogen din SUA din anii 1950., Elementele au fost create din uraniu în „siguranțele” bombelor în timpul exploziilor intense.

Ca urmare, mai degrabă decât cântatul despre locul lor de origine, elemente 99 și 100 sunt numite după doi pionieri ai stiintei nucleare: einsteinium pentru Albert Einstein și fermium pentru Enrico Fermi.pe măsură ce Războiul Rece s-a adâncit, rivalitatea SUA-Sovietică a produs unele dispute amare despre prioritate.

între sfârșitul anilor 1950 și începutul anilor 1970, echipele Berkeley și JINR au argumentat cine a făcut pentru prima dată elementele 102, 104, 105 și 106., IUPAC soluționează astfel de argumente, dar a durat până în 1997 a acorda 104 (rutherfordium) la Berkeley și 105 (dubnium) la JINR.

Rușii sunt nemulțumiți de faptul că elementul 113 a fost acordat grupului Japonez

între Timp, element 107 a fost atacată între JINR și un copil nou de pe bloc: Germania Laborator pentru Heavy Ion Research, cunoscut sub abrevierea germană GSI, Darmstadt. Creditul pentru descoperire a fost în cele din urmă împărțit între cele două grupuri.,în timp ce elementele artificiale anterioare au fost realizate prin bombardarea atomilor grei cu cei mult mai ușori, cercetătorii GSI au găsit modalități de a îmbina două nuclee de dimensiuni medii: de exemplu, arderea ionilor de zinc, nichel și crom la ținte de plumb și bismut. Prin astfel de mijloace, elementul 108 a fost făcut pentru prima dată la GSI și numit hassium.

aceste zile element de luare este un pic mai mult de colaborare. Când a venit vorba de realizarea celor patru elemente noi, americanii, rușii și germanii și-au reunit resursele.,IUPAC spune că primele sinteze convingătoare ale celor 117 și 115 s-au datorat unui efort comun între JINR, Laboratorul Național Oak Ridge din Tennessee și Livermore în experimentele efectuate între 2010 și 2012. O colaborare separată JINR-Livermore începând din 2006 a primit elementul 118.

totul nu este încă în întregime roz, cu toate acestea. Rușii sunt nemulțumiți că elementul 113 a fost acordat unui grup japonez la Centrul Riken Nishina pentru știință bazată pe acceleratoare din Saitama și ar putea fi acum numit „japonicium”.,

S-ar părea că ne apropiem de limita superioară pentru atomice dimensiune

Se spune că au făcut asta pentru prima dată în 2003, la JINR de zdrobitor de calciu în americiu. Experimentul japonez a fost realizat un an mai târziu prin împușcarea ionilor de zinc în bismut.

problema în toate aceste dispute este ceea ce contează ca un rezultat convingător. Experții IUPAC decid acest lucru, dar este încă destul de subiectiv.noile elemente sunt detectate, în general un atom la un moment dat, prin modul caracteristic în care suferă dezintegrare radioactivă., Fiecare izotop are un proces diferit de dezintegrare. Fiecare se descompune, de asemenea, la rata proprie, măsurată ca timp de înjumătățire: timpul necesar pentru ca jumătate dintr-o probă să se descompună.

aceste semnale subtile trebuie să fie reperat în mijlocul unui welter de alte procese nucleare, astfel încât nu este ușor să se decidă dacă o cerere este convingătoare sau nu.având în vedere aceste dificultăți, s-ar părea că atingem limita superioară pentru dimensiunea atomică. Dar există motive întemeiate pentru a continua în al optulea rând al tabelului periodic.,perspectiva de a începe un nou rând al tabelului este ispititoare, deoarece aceasta va însemna crearea de atomi, spre deosebire de orice am văzut vreodată înainte.electronii din atomi sunt organizați în grupuri numite cochilii. Fiecare coajă are o capacitate particulară, iar aceste cochilii determină atât modul în care se comportă atomii, cât și forma tabelului periodic.

problema în toate aceste dispute este ceea ce contează ca un rezultat convingător

primul shell poate găzdui doar doi electroni: atomii de hidrogen au o, heliul are doi., A doua coajă poate găzdui până la opt electroni: acesta este motivul pentru care al doilea rând al tabelului periodic are opt membri. Cojile mai mari pot lua și mai mulți electroni.cele patru elemente noi sunt ultimii membri rămași ai celui de-al șaptelea rând. Dacă am putea face elementul 119, acesta ar fi primul membru al celui de-al optulea rând și, prin urmare, primul element cunoscut cu un electron în a opta coajă.astfel de elemente extreme pot încălca regulile care guvernează tabelul periodic.

elementele din aceeași coloană a tabelului au proprietăți similare., Acest lucru se datorează faptului că cochiliile lor cele mai exterioare sunt așezate în același mod.

„Relativiste” efecte poate însemna un element de super-grele nu se comportă așa cum ne-am aștepta să

De exemplu, elemente în coloana din stânga sunt toate metale reactive. Toți au un singur electron în învelișul lor exterior, care este o configurație instabilă: atomii sunt predispuși să piardă acest electron singur.,în schimb, elementele din coloana din extrema dreaptă au toate seturi complete de electroni, ceea ce înseamnă că sunt extrem de nereactive: de aici și numele lor, „gazele inerte”.dar aceste reguli nu pot deține pentru toate elementele super-grele.în atomii lor, electronii din apropierea nucleului sunt atât de strâns legați de nucleul încărcat pozitiv încât călătoresc cu viteze imense. Ele sunt atât de rapide încât simt efectele teoriei relativității speciale a lui Einstein, care afirmă că obiectele care se mișcă aproape de viteza luminii câștigă masa.,ca urmare, electronii interiori devin mai grei. Acest lucru are un efect de lovire asupra electronilor exteriori care determină comportamentul chimic al unui element, deoarece electronii „simt” mișcările celuilalt datorită sarcinilor lor electrice.

pot Exista unele super-grele elemente a căror nuclei sunt relativ lungă durată

rezultatul este că „relativiste” efecte poate însemna un element de super-grele nu se comportă așa cum ne-am aștepta să., Asta pare să fie cazul pentru rutherfordium (element 104) și dubnium (105), dar nu pentru seaborgium (106) sau hassium (108).chiar și examinarea unor astfel de efecte este o tehnică uluitoare. Necesită studierea comportamentului chimic al unui pumn de atomi care există doar pentru câteva secunde.mai mult, elementele super-grele tind să se descompună tot mai repede cu cât devin mai grele. Aceasta înseamnă că va fi din ce în ce mai dificil nu numai să le studiem chimia, ci chiar să le facem – sau cel puțin, să le detectăm odată ce am făcut acest lucru.,cu toate acestea, este posibil să se estimeze cât de stabile vor fi aceste nuclee mai mari și se pare că vor dura suficient de mult pentru a studia dacă le facem. Deci, în principiu, nu pare să existe niciun motiv pentru care să nu mărșăluim în al optulea rând al tabelului periodic.de fapt, este posibil ca elementele super-grele să nu devină întotdeauna mai puțin stabile cu cât sunt mai grele. Pot exista unele ale căror nuclee sunt relativ de lungă durată, existente în”insulele de stabilitate”. Acest lucru va depinde de numărul de neutroni, precum și de numărul de protoni.,

acum Se pare că această insulă de stabilitate ar putea să nu se materializeze pana element 122

fizicienii au descoperit că protoni și neutroni din nucleele sunt, ca orbiteaza electroni, organizate în scoici. Cojile umplute corespund „numerelor magice” și duc la nuclee deosebit de stabile.nucleele de heliu, oxigen, calciu, staniu și plumb au o coajă plină de protoni, ceea ce le face deosebit de stabile. Cochilii de neutroni umpluți pot, de asemenea, să confere stabilitate., Izotopul plumb-208 este „dublu magic”, cu cochilii umplute atât de protoni, cât și de neutroni.pentru nucleele super-grele, calculele care dezvăluie numerele magice sunt mai greu de făcut, deci este mai puțin clar care sunt acele numere.

A fost o dată crezut că doi izotopi de elementul 114, numit flerovium după nuclear rus de știință Gheorghi Flerov, ar fi de două ori mai magic și, prin urmare, relativ stabil. Acești izotopi au avut 184 și 196 neutroni și sunt numiți flerovium-298 și flerovium-310.,

tot ce putem spera în mod realist pentru câțiva atomi se va lipi în jurul pentru câteva zile

cu toate Acestea, se pare că această insulă de stabilitate ar putea să nu se materializeze pana element 122.totuși, fleroviul ar putea obține o anumită stabilitate din efectele de coajă nucleară. Se preconizează că Flerovium-298 va avea un timp de înjumătățire de aproximativ 17 zile, ceea ce este imens prin standardele elementelor super-grele. Cel mai lung izotop trăit văzut până acum, flerovium-289, are un timp de înjumătățire de doar 2, 6 secunde.,nu este clar dacă elementele super-grele vor dura suficient de mult pentru a fi acumulate în bucăți apreciabile, atom cu atom. Dar pare puțin probabil. Cel mai bun lucru la care putem spera în mod realist este că câțiva atomi vor rămâne câteva zile.dincolo de asta, vine un moment în care atomii sunt atât de grei încât pur și simplu nu pot exista?

fizicianul american Richard Feynman a crezut așa. El a efectuat un calcul back-of-the-plic care a sugerat că era imposibil să se facă un atom cu 137 de protoni în nucleu.,

Perechi de particule, uneori, poate sa apara din nimic,

motivul A fost că mai intime electroni, cei din primul shell, a avut nici o orbită stabilă. Cu alte cuvinte, nucleul elementului 137 nu le mai putea ține.

cu toate Acestea, lui Feynman calcul făcut aproximația că nucleul are dimensiunea zero, care, desigur, nu. Atunci când calculul se face cu mai multă precizie, se pare că nu se întâmplă nimic neprevăzut la energiile mai intime electroni până când numărul atomic 173.,chiar și atunci atomii pot rămâne stabili, dar totuși se întâmplă ceva ciudat.ca orice altceva la aceste scale mici, totul se reduce la mecanica cuantică.

Chiar dacă nu există nici un capăt la tabelul periodic, pot exista lucruri ciudate care ne așteaptă în ținuturile îndepărtate

Acest lucru ne spune, printre alte lucruri ciudate, ca perechi de particule, uneori, poate sa apara din nimic., Una dintre particule va fi făcută din materie, iar cealaltă din antimaterie: de exemplu, unul ar putea fi un electron, iar celălalt omologul său antimaterie, un pozitron. În mod normal, cei doi se ciocnesc imediat și se anihilează reciproc.se pare că electronii interiori ai elementului 173 ar putea fi într-o stare neobișnuită, instabilă, care poate evoca aceste particule „virtuale”.

dacă unul dintre acești electroni este dat afară din cochilie, de exemplu prin zapping-o cu o radiografie, va lăsa o gaură în urmă. Această gaură va fi umplută de un electron care apare din nimic., Dar pentru ca acest electron să se formeze, trebuie să se formeze și un pozitron, iar acesta va fi emis de atom.

cu alte cuvinte, norii de electroni ai acestor elemente cu adevărat uriașe ar putea ocazional să râgâie particule de antimaterie.deci, chiar dacă nu există sfârșit în tabelul periodic, pot exista lucruri ciudate care ne așteaptă în cele mai îndepărtate. Dacă vom explora vreodată aceste elemente extreme este o altă problemă în întregime.