Dmitri Mendeleev on hyvitetty tekemällä ensimmäinen jaksollinen taulukko, joka muistuttaa moderni jaksollinen taulukko. Hänen pöytänsä tilasi elementit lisäämällä atomipaino (käytämme atominumero tänään). Hän näki toistuvat trendittai jaksollisuus elementtien ominaisuuksissa. Hänen taulukkoaan voitiin käyttää ennustamaan elementtien olemassaoloa ja ominaisuuksia, joita ei ollut löydetty.
Kun katsot moderni jaksollinen taulukko, et näe aukkoja ja välilyöntejä elementtien järjestyksessä. Uusia elementtejä ei enää löydy tarkalleen. Niitä voidaan kuitenkin valmistaa hiukkaskiihdyttimiä ja ydinreaktioita käyttämällä. uusi elementti on tehty lisäämällä protoni (tai useampia kuin yksi) tai neutroni olemassa olevaan elementtiin. Tämä voidaan tehdä puristamalla protoneja tai neutroneja atomeiksi tai törmäämällä atomeja toistensa kanssa. Taulukon muutamalla viimeisellä elementillä on numerot tai nimet käytetyn taulukon mukaan. Kaikki uudet elementit ovat erittäin radioaktiivisia. On vaikea todistaa, että olet tehnyt uuden elementin, koska se hajoaa niin nopeasti.
Keskeiset tavarat: Kuinka uusia elementtejä löydetään
- Vaikka tutkijat ovat löytäneet tai syntetisoineet elementtejä, joiden atominumero on 1 - 118, jaksollinen taulukko näyttää olevan täynnä, todennäköisesti lisäelementtejä tehdään.
- Superheavy-elementit valmistetaan iskemällä olemassa olevia elementtejä protoneilla, neutroneilla tai muilla atomiytimillä. Transmutaation ja fuusion prosesseja käytetään.
- Jotkut raskaammat elementit valmistuvat todennäköisesti tähtiin, mutta koska niillä on niin lyhyt puoliintumisaika, niitä ei ole säilynyt löydettävänä maapallolla.
- Tässä vaiheessa ongelmana on vähemmän uusien elementtien tekeminen kuin niiden havaitseminen. Tuotetut atomit hajoavat usein liian nopeasti löytääkseen. Joissain tapauksissa todentaminen saattaa johtua havaitsemalla tytärydimiä, jotka ovat rappeutuneet, mutta joita ei voida johtaa muihin reaktioihin, paitsi käyttämällä haluttua elementtiä emäsydämenä.
Prosesseja, jotka tuottavat uusia elementtejä
Maapallolta löydetyt alkuaineet syntyivät tähdissä nukleosynteesin kautta tai muuten muodostuivat rappeutumistuotteina. Kaikki alkuaineet välillä 1 (vety) - 92 (uraani) esiintyvät luonnossa, vaikka elementit 43, 61, 85 ja 87 johtuvat toriumin ja uraanin radioaktiivisesta hajoamisesta. Neptuniumia ja plutoniumia löydettiin myös luonnosta, uraanirikkaassa kalliossa. Nämä kaksi elementtiä johtuivat uraanin neutronin sieppauksesta:
238U + n → 239U → 239Np → 239pu
Tärkein lähtökohta tässä on, että elementin pommittaminen neutroneilla voi tuottaa uusia elementtejä, koska neutronit voivat muuttua protoneiksi prosessin kautta, jota kutsutaan neutronien beeta-hajoamiseksi. Neutroni hajoaa protoniksi ja vapauttaa elektronin ja antineutrinon. Protonin lisääminen atomiytimeen muuttaa sen alkuaineidentiteettiä.
Ydinreaktorit ja hiukkaskiihdyttimet voivat pommittaa kohteita neutroneilla, protoneilla tai atomiytimillä. Elementtien muodostamiseksi, joiden atomiluku on suurempi kuin 118, ei riitä, että lisätään protoni tai neutroni olemassa olevaan alkuaineeseen. Syynä on, että jaksotaulukkoon kaukana olevaa superheavy-ydintä ei yksinkertaisesti ole saatavana missään määrässä eikä se kestä niin kauan, että sitä voidaan käyttää alkuaineiden synteesissä. Joten tutkijat pyrkivät yhdistämään kevyempiä ytimiä, joissa on protoneja, jotka lisäävät halutun atomiluvun, tai he pyrkivät tekemään ytimet, jotka rappeutuvat uudeksi alkuaineeksi. Valitettavasti lyhyen puoliintumisajan ja pienen atomien lukumäärän vuoksi on erittäin vaikea havaita uutta alkuainetta, paljon vähemmän tarkistaa tulosta. Uusien elementtien todennäköisimmät ehdokkaat ovat atominumero 120 ja 126, koska niillä uskotaan olevan isotooppeja, jotka saattavat kestää riittävän kauan havaitakseen.
Superheavy-elementit tähdellä
Jos tutkijat luovat fuusion luodakseen superheavy-elementtejä, tekevätkö tähdet myös niitä? Kukaan ei tiedä vastausta tietyille, mutta on todennäköistä, että tähdet tekevät myös transuraanielementtejä. Koska isotoopit ovat kuitenkin niin lyhytaikaisia, vain kevyemmät hajoamistuotteet pysyvät riittävän kauan havaittavissa.
Lähteet
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Elementtien synteesi tähtiin." Arvostelut nykyfysiikasta. Vol. 29, numero 4, s. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). "Viimeaikainen kehitys elementtien 100–111 löytämisessä." Puhdas ja soveltava kemia. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Superheavy-ydinhaku." Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et ai. (1985). "Etsi superheavy elementtejä käyttämällä 48Ca + 254Esg-reaktio. " Fyysinen arviointi C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium ja Lawrencium." Julkaisussa Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (toim.). Aktinidi- ja transaktinidielementtien kemia (3. painos). Dordrecht, Alankomaat: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.