Przedłużonym okresowego pierwiastków jest okresowego pierwiastków o pierwiastki poza 7 -tego okresu , elementy Hipotetyczna o liczbie atomowej większych niż 118 (co odpowiada oganesson ) sortowane w zależności od ich konfiguracje elektronowe obliczenia.
Pierwszy wydłużony Okresowego zostały teoretycznie przez Glenn Seaborg w 1969 jest dostarczony jest osiem th okres zawierającego 18 części blokowego g i nową rodzinę pierwiastków tak zwanych „ superactinide ”. Następnie opublikowano inne rozszerzone tabele, rozkładając elementy czasami w 9 okresach , jak na przykład ta zaproponowana w 1971 roku przez Fricke et al. lub ten, który zaproponował w 2011 roku Pekka Pyykkö .
Nie ma nic, co określałoby maksymalną liczbę protonów i elektronów , jakie może zawierać ten sam atom . Granica praktyce obserwowalności Ogólnie szacuje się na ponad Z = 130 , ponieważ istnienie superciężkich atomów zderza się z granicy stabilności z jądrami . Powoduje to umieszczenie końca układu okresowego wkrótce po jednej z sugerowanych wartości dla ostatniej wyspy stabilności , w tym przypadku wyśrodkowanej wokół Z = 126 .
Richard Feynman stwierdzono w 1948 prosty interpretacja półproduktów relatywistycznymi Diraca równanie wyników w niemożności stanowiących orbitali atomowych , gdy liczba atomowa Z jest większa niż 1 / α ≈ 137 , gdzie α jest struktura stała porządku : te atomy nie może mieć stabilną orbitę elektroniczną dla ponad 137 elektronów , co uniemożliwiłoby istnienie elektrycznie obojętnych atomów powyżej 137 protonów; elementem 137 od tamtej pory czasami nazywany „feynmanium”.
Model Bohra daje również prędkość v 1s większą niż prędkość światła c dla elektronów warstwy spodniej 1w, gdzie Z> 137 :
.Dalsze badania, w szczególności biorąc pod uwagę niezerową wielkość jądra, pokazują jednak, że krytyczna liczba protonów, dla których energia wiązania elektron - jądro staje się większa niż 2 m 0 c 2 , gdzie m 0 reprezentuje masę w rdzeniu . reszta o elektronów lub pozytonów , warto z Crit ≈ 173 : w tym przypadku, jeśli 1S podpowłoką nie jest pełny, w polu elektrostatycznym jądra stwarza obraz elektronów pozytronowej para nie , stąd emisji l pozyton; jeśli wynik ten nie wyklucza całkowicie możliwości obserwacji atomów zawierających więcej niż 173 protony jednego dnia, to podkreśla dodatkowy czynnik niestabilności, który ich dotyczy.
Poza siedmioma okresami standardowymi przewiduje się ósmy okres w celu sklasyfikowania atomów - dotychczas nieobserwowanych - posiadających więcej niż 118 protonów. Ten ósmy okres byłby pierwszym, który miałby elementy bloku g , scharakteryzowane w stanie podstawowym przez elektrony na orbicie g. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę granice częstotliwości krawędzi stołu - wpływ Relatywiści na elektronach bardzo duże węgla - to istotne wówczas stają ostatnia trzecia część 7 th okresie , to jest prawdopodobne, że układ elektroniczny z tych atomów przestrzegania zasad zaobserwowano przez pierwsze sześć okresów. Szczególnie trudno jest ustalić liczbę elementów zawartych w tym bloku g : reguła Klechkowskiego przewiduje 18, ale metoda Hartree-Fock przewiduje 22.
Układ okresowy rozszerzony do ósmego okresu z 22 elementami w bloku g mógłby zatem mieć następujący aspekt:
1 | H. | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Być | b | VS | NIE | O | fa | Urodzony | |||||||||||||||||||||||||
3 | Nie dotyczy | Mg | Glin | tak | P. | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K. | To | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Współ | Lub | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Płyta CD | W | Sn | Sb | ty | ja | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Plik | To | Pr | Nd | Po południu | Sm | Miał | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Czytać | Hf | Twój | W | Re | Kość | Ir | Pt | W | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | W | Rn | |
7 | Ks | Ra | Ac | Cz | Rocznie | U | Np | Mógłby | Jestem | Cm | Bk | Por | Jest | Fm | Md | Nie | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Poz | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 165 | 166 | 167 | 168 | 169 | 170 | 171 | 172 |
↓ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Czasami wspomina się o dziewiątym okresie, ale biorąc pod uwagę rzeczywistą niepewność co do możliwości zaobserwowania dziesięciu nowych cech ósmego okresu w przyszłości, wszystkie elementy o liczbie atomowej większej niż 130 upadków mają pierwszeństwo w czystej matematycznej ekstrapolacji. Należy zauważyć, że wariant powyższej tabeli, zaproponowany przez Fricke et al. w 1971 r. i poprawiony przez Pekka Pyykkö w 2011 r., rozdziela te same 172 elementy na 9 okresów, a nie 8, rozdzielając je nieokresowo: elementy 139 i 140 są zatem umieszczane między elementami 164 i 169 , w bloku p, a nie w blok g , podczas gdy elementy 165 do 168 umieszczone są na 9 -tego okresu w bloków s i P:
1 | H. | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Być | b | VS | NIE | O | fa | Urodzony | |||||||||||||||||||||||||
3 | Nie dotyczy | Mg | Glin | tak | P. | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K. | To | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Współ | Lub | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Płyta CD | W | Sn | Sb | ty | ja | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Plik | To | Pr | Nd | Po południu | Sm | Miał | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Czytać | Hf | Twój | W | Re | Kość | Ir | Pt | W | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | W | Rn | |
7 | Ks | Ra | Ac | Cz | Rocznie | U | Np | Mógłby | Jestem | Cm | Bk | Por | Jest | Fm | Md | Nie | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Poz | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 139 | 140 | 169 | 170 | 171 | 172 |
9 | 165 | 166 | ↓ | 167 | 168 | ||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 |
Jon | Cel | Nuklid | Rok | |
---|---|---|---|---|
Rutherfordium |
22 10Urodzony 12 6VS |
242 94,Mógłby 249 98,Por |
259 104,Rf 257 104,Rf |
1964 1969 |
Dubnium |
22 10Urodzony 15 7NIE |
243 95Jestem 249 98,Por |
261 105,Db 260 105,Db |
1968 1970 |
Seaborgium |
18 8O 54 24Cr |
249 98,Por 208 82Pb |
263m 106Sg 260 106,Sg |
1974 |
Bohr |
54 24Cr |
209 83Bi |
262 107,Bh |
Dziewiętnaście osiemdziesiąt jeden |
Has |
58 26Fe |
208 82Pb |
265 108,Hs |
1984 |
Meitnerium |
58 26Fe |
209 83Bi |
266 109,Mt |
1982 |
Darmstadtium |
62 28Lub |
208 82Pb |
269 110,Ds |
1994 |
Roentgenium |
64 28Lub |
209 83Bi |
272 111,Rg |
1994 |
Copernicium |
70 30Zn |
208 82Pb |
277 112,Cn |
1996 |
Nihonium |
70 30Zn |
209 83Bi |
278 113,Nh |
2004 |
Flerow |
48 20To |
244 94Mógłby |
289 114,Fl |
2003 |
Moscovium |
48 20To |
243 95Jestem |
287 115,Mc |
2003 |
Livermorium |
48 20To |
248 96,Cm |
293 116,Poz |
2000 |
Tennesse |
48 20To |
249 97,Bk |
293 117,Ts |
2010 |
Oganesson |
48 20To |
249 98,Por |
294 118,Og |
2002 |
Synteza nowych, superciężkich pierwiastków wymaga opanowania technik syntezy jądrowej . Obejmują one wystrzeliwanie jąder atomowych przeciwko sobie z wystarczającą energią, aby utworzyć stan przejściowy zwany jądrem złożonym , z którego nukleony przypadkowych jąder mogą zreorganizować się w warstwy jądrowe odpowiadające pojedynczemu jądru.
Zasadniczo rozróżnia się tak zwaną „gorącą” fuzję, która wytwarza złożone jądra o energii wzbudzenia rzędu 40 do 50 MeV , z tak zwanej „zimnej” fuzji (która w tym kontekście nie ma związku z koncepcja mediów zwana również „ zimną fuzją ”), w wyniku której powstają złożone jądra o energii wzbudzenia około 10 do 20 MeV . W pierwszym przypadku prawdopodobieństwo zderzeń tworzących jądra złożone wzrasta, ale jądra te częściej pękają , z niskim prawdopodobieństwem rozproszenia energii wzbudzenia przez emisję kilku neutronów (zwykle od 3 do 5) w celu utworzenia jądra. których rozpad można wykryć; w drugim przypadku prawdopodobieństwo powstania jąder złożonych jest mniejsze, ale także z mniejszym prawdopodobieństwem, że tak utworzone jądra złożone ulegną samoistnemu rozszczepieniu , co może sprzyjać tworzeniu się superciężkich jąder po emisji jednego lub dwóch neutronów.
W praktyce, gorąca fuzję jest zastosowanie docelowej aktynowców (na 7 th okresu układu okresowego pierwiastków), na której są bardzo silnie przyspieszone z jonów wystarczająco lekkie do 2 e okresu , nawet 3 th okres . Zimnej fuzji ze swojej strony obejmuje lżejsze cel - do metalu po transformacji z 6 -tego okresu , takie jak ołowiu i bizmutu, - w którym są przyspieszane ciężkich jonów, zwykle metalu z 4 p okres . Pierwsze transaktydyny (pierwiastki 104 Rf i 105 Db ) uzyskano metodą fuzji na gorąco, natomiast seaborgium ( pierwiastek 106 ) odkryły w 1974 roku dwa niezależne zespoły pracujące w Stanach Zjednoczonych metodą fuzji na gorąco, a drugie w ZSRR metodą fuzji na zimno:
Fuzja na gorąco : 18Zimna fuzja pozwoliła następnie odkryć pierwiastki 107 Bh , 108 Hs , 109 Mt , 110 Ds , 111 Rg , 112 Cn i 113 Nh . Ten ostatni otrzymuje się w 2004 przez połączenie najcięższe jon metalu 4 th z tradycyjnym najcięższej celu ich wykorzystania na 6 -tego okresu:
70Następujące superciężkie nuklidy zostały zatem zsyntetyzowane inną metodą, wykorzystującą wyjątkowe właściwości wapnia 48 , często określane jako srebrna kulka (tj. Nieoczekiwany roztwór), obejmującą gorącą fuzję z docelowym aktynowcem, bogatym w neutrony i cięższym jonem z 4 -tego okresu:48
20Że ; metoda ta umożliwiła odkrycie pięciu elementów 114 Fl , 115 Mc , 116 Lv , 117 Ts i 118 Og .
Wiele parametrów muszą być brane pod uwagę przy formułowaniu nuklidy produkt pochodzący z 8 -go okresu .
Reakcja syntezy jądrowej ma na ogół wyższą wydajność, im wyższa jest asymetria, to znaczy, im wyższy jest stosunek liczby masowej celu do jonu użytego jako pocisk. Brane są pod uwagę do przyspieszania jonów metalu z 4 p okres aktynowiec do 7 -go okresu.
Szybkość neutronów atomowych zarodków zwiększa się wraz z liczbą atomową : stosunek N / Z jest na przykład 1 do 1,2 za stabilne izotopy z neonem na 2 nd czasie , ale jest równe 1,52 do bizmutu 209 ( 6 e okresie ) i 1,60 dla pluton-244 ( 7 -tego okresu ). Dlatego pociski muszą być tak bogate w neutrony, jak to tylko możliwe, w przeciwnym razie jądra powstałe w wyniku fuzji będą zbyt bogate w protony i rozpadną się, zanim będzie można je zaobserwować. Wapnia 48 jest więc wyrzucany z wyboru, ponieważ jest lekkie prawie stabilne i bogate w neutrony, przy czym stosunek N / Z 1,4: to on led odkrycie elementów 114 fl , 115 Mc , 116 Lv , 117 Ts i 118 Og . Istnieją cięższe alternatywy dla 48 Ca, ale są one mniej bogate w neutrony, na przykład tytan 50 ( N / Z = 1,27 ), nikiel 64 ( N / Z = 1,29 ), cynk 70 ( N / Z = 1,33 ), a zwłaszcza pallad 110 ( N / Z = 1,39 ); zastosowanie cięższych jonów powoduje jednak, że reakcja jest bardziej symetryczna, co zmniejsza jej prawdopodobieństwo sukcesu.
Podwójne ograniczenie polegające na utrzymywaniu asymetrycznej reakcji i wytwarzaniu nuklidów bogatych w neutrony oznacza stosowanie celów składających się z samych coraz cięższych atomów. Obecnie wykorzystywane cele to aktynowce, które są już trudne do wyprodukowania w wystarczającej ilości i o wystarczającej czystości, a ponadto szybko się rozpadają: na przykład berkel 249 użyty do syntezy pierwiastka 117 w JINR w 2010 roku nie był następnie produkowany tylko w Dębie. Ridge National Laboratory i rozpada się z okresem półtrwania około 330 dni. Dlatego w praktyce trudno jest mieć cele utworzone z dużo cięższych atomów: na przykład fermium 257 , który byłby doskonałym celem do próby syntezy pierwiastka 120 z wapniem 48 , może być wytwarzany jedynie w tempie kilku pikogramów ( 10-12 g ) na dostawę, podczas gdy dostępne są miligramy ( 10-3 g ) berkelium 249 .
Z tych powodów, próby syntezy elementów 8 th okresu składały się z gorącym fuzje jonów tytanu 50 , z chromu 54 , z żelaza 58 lub niklu 64 o celach plutonu 242 w Curium 248 , Berkelium 249 lub CALIFORNIUM 249 :
Taka konfiguracja zmniejsza prawdopodobieństwo sukcesu eksperymentu, ale z drugiej strony sprawia, że fuzja jest chłodniejsza, co zmniejsza energię wzbudzenia powstałego jądra złożonego, które będzie miało tendencję do wolniejszego rozpadu. Żadna z tych prób nie zakończyła się jednak sukcesem w 2016 roku.
Tylko kilka laboratoriów świata są wyposażone infrastruktury umożliwiając osiągnięcie wymaganych wrażliwości - o przekrojach rzędu femto barn , to znaczy 10 -43 m 2 , lub nawet 10 -25 nm 2 - w celu wykrycia jąder tak ciężkie jak te z ósmego okresu. Ogólnie rzecz biorąc, połączenie zasobów tych laboratoriów jest konieczne, aby osiągnąć przekonujące wyniki:
W Szwajcarii , Europejska Organizacja Badań Jądrowych (CERN, kantonie Genewa ), a Paul Scherrer Institute (PSI, Argowia ), są również wśród znanych organizacji w tej dziedzinie badań, na przykład w charakteryzacji zidentyfikowanych nuklidów . W Francji The wysokości krajowych ciężkich jonów przyspieszenia (GANIL w Normandii ) zaproponowany w 2000 innego podejścia, na podstawie przyspieszenia uranu 238 jonów na niklu i germanu celów celu zbadania właściwości rozpadu substancji jądra zawierającego 120 i 124, protony w celu zlokalizowania następnej magicznej liczby protonów wśród różnych wartości proponowanych przez istniejące teorie.