Расширенная периодическая таблица Менделеева
-
Расширенная периодическая таблица Менделеева
- Теоретизирует о химических элементах, выходящих за рамки известных.
- Элемент с самым высоким атомным номером — оганессон (Z = 118).
- Все элементы восьмого периода и последующих остаются гипотетическими.
-
История и предсказания
- Предсказания о существовании элементов, не относящихся к актинидам, с 1895 года.
- В 1913 году Ридберг предсказал элемент с Z = 118.
- В 1922 году Бор предсказал электронную структуру элемента с Z = 118.
- В 1926 году Свинне предположил существование долгоживущих элементов.
-
Современные исследования
- В 1957 году исследована концепция ядерных оболочек.
- В 1967 году предположено существование островка стабильности вокруг элемента 126.
- В 1970-х годах проводились поиски сверхтяжелых элементов, но безуспешно.
-
Модели и расчеты
- В 1969 году Сиборг предложил модель с восьмым периодом и g-блоком.
- В 1971 году Фрике и Пюйкке обнаружили отклонения от правила Маделунга.
- В настоящее время нет единого мнения о размещении элементов выше 120.
-
Проблемы и неопределенности
- Элементы выше 120 могут быть крайне нестабильны.
- Международный союз теоретической и прикладной химии определяет элемент как существующий при времени жизни более 10-14 секунд.
- Неясно, сколько элементов физически возможны и завершен ли период 8.
-
Расчеты и классификации элементов
- Фрике и др. обнаружили смещение элементов из правила Маделунга из-за релятивистских эффектов.
- Нефедов и др. рассматривали элементы 158-164 как гомологи групп 4-10.
- Пюйкке предложил усовершенствовать таблицу Фрике и др., назначив ячейки элементам 121-164.
- Кульша предложил две формы расширенной таблицы Менделеева до 172.
-
Попытки синтеза элементов
- Попытки синтезировать элементы периода 8 до небисептия оказались безуспешными.
- Синтез элемента 119 (унуниум) продолжается с 2024 года.
- Попытки синтеза унбинилия также не увенчались успехом.
-
Современные исследования
- Команда RIKEN продолжает бомбардировку мишеней из кюрия-248 для поиска элемента 119.
- Команда ОИЯИ планирует новые эксперименты для синтеза элемента 119.
-
Попытки синтеза элемента 119
- В 2021 году ОИЯИ планировал исследовать реакцию 249Cf+50Ti, но сотрудничество прекратилось из-за санкций.
- В 2023 году успешно синтезирован 288Lv, и планируется начать эксперименты по синтезу элемента 120 к 2025 году.
-
Попытки синтеза элемента 120
- В 2022 году планируется использовать 88-дюймовый циклотрон в LBNL для создания новых элементов.
- В 2024 году успешно синтезированы два атома 290Lv, и планируется начать эксперименты по синтезу элемента 120 в 2025 году.
-
Попытки синтеза элементов 121 и 122
- В 1977 году небиуниум не был синтезирован.
- В 1972 году унбибий не был синтезирован, но чувствительность экспериментов была низкой.
- В 2000 году чувствительность экспериментов была увеличена, но синтез остался проблемой.
-
Попытки синтеза элементов 124 и 125
- В 2006 году ученые из GANIL идентифицировали сложные ядра с периодом полураспада > 10-18 с, что указывает на стабилизирующий эффект при Z = 124.
- В 1970-1971 годах небипентиум не был синтезирован, и был определен предел поперечного сечения в 5 нб.
-
Попытки синтеза элементов 126 и 127
- В 1971 году унбихексий не был синтезирован, и чувствительность эксперимента была низкой.
- В 1978 году небисептий не был синтезирован, и чувствительность эксперимента была низкой.
-
Поиски в природе
- В 1976 году группа исследователей заявила о присутствии альфа-частиц и рентгеновских лучей, что подтверждает присутствие элементов 124, 126 и 127.
-
Долгоживущие ядра элементов 124 и 126
- Предположение о наличии долгоживущих ядер элементов 124 и 126.
- Другие утверждали, что ничего подобного не обнаружено.
- Критика метода определения сверхтяжелых элементов.
-
Обнаружение атомов 292122
- Группа под руководством Амнона Маринова заявила об обнаружении атомов 292122 в природных месторождениях тория.
- Утверждение Маринова подверглось критике.
- Опровержение группы Маринова опубликовано в Physical Review C.
-
Сомнения в результатах
- Повторение эксперимента с использованием AMS не подтвердило результаты.
- Возможное присутствие следов унбибия в некоторых образцах тория.
-
Неопределенность количества сверхтяжелых элементов
- Возможное количество первичных сверхтяжелых элементов на Земле остается неопределенным.
- Неясно, могут ли такие ядра образовываться естественным путем.
-
Гипотеза о спектре звезды Пшибыльского
- Гипотеза объясняет спектр звезды Пшибыльского присутствием флеровия и других элементов 120.
-
Предсказанные свойства элементов восьмого периода
- Элемент 118, оганессон, является самым тяжелым синтезированным элементом.
- Элементы 119 и 120 должны образовывать ряд 8s и представлять собой щелочные и щелочноземельные металлы.
- После элемента 120 начнется серия суперактинидов.
-
Химические и физические свойства элементов 119 и 120
- Элементы 119 и 120 должны вести себя как щелочные и щелочноземельные металлы.
- Возможны степени окисления +1, +2, +3 и +4.
-
Суперактиниды
- Суперактиниды находятся в диапазоне от элементов 121 до 157.
- Первый суперактинид, унбиуний, должен быть похож на лантан и актиний.
- Следующий суперактинид, унбибий, может быть похож на церий и торий.
-
Химические свойства суперактинидов
- Суперактиниды могут достигать высоких степеней окисления.
- Элемент 126 может образовывать монофторид 126F.
- В более поздних суперактинидах степени окисления снижаются.
-
Расчеты Фрике и соавт.
- Расчеты Фрике и соавт. подтверждают сложные электронные конфигурации суперактинидов.
-
Элементы 154 и 155
- Элемент 154 имеет заполненную оболочку 6f и может быть реакционноспособным.
- Элемент 155 имеет ионизируемую оболочку 6f, но его потенциал ионизации ниже, чем у тербия и диспрозия.
-
Суперактиниды
- Суперактиниды имеют сокращение ионных радиусов по сравнению с лантаноидами и актинидами.
- Пекка Пюйкке делит суперактиниды на три группы: 5g, 8p1/2 и 6f.
- Андрей Кульша предложил разделить суперактиниды на две серии: 121-138 и 139-156.
-
Элементы 156-166
- Элементы 156-166 будут переходными металлами 7d.
- Элемент 164 (неэксквадий) будет мягким металлом с высокой плотностью и энергией первой ионизации.
- Элементы 165 и 166 будут вести себя аналогично щелочным и щелочноземельным металлам.
-
Элементы 167-172
- Элементы 167-172 будут последними элементами основной группы в своем периоде.
- Элемент 171 (несептуний) будет проявлять сходство с галогенами и образовывать H171.
- Элемент 172 (несептбий) будет инертным газом с энергией ионизации, близкой к ксенону.
-
Различия между элементами 172 и 173
- Элемент 172 должен быть жидким или твердым при стандартной температуре и давлении.
- Элемент 173 может быть химически активным, как щелочной металл.
-
Девятый период периодической таблицы
- Элементы 165-172 образуют девятый период, аналогичный второму и третьему периодам.
- Элементы 173 и 174 могут иметь различные электронные конфигурации.
-
Потенциал для заполнения оболочек
- Элементы 172-184 могут иметь различные электронные конфигурации, включая 6g, 7f, 8d и 10s.
- Элементы 173-184 могут быть слабо сверхкритическими атомами.
-
Конец периодической таблицы
- Количество физически возможных элементов неизвестно.
- Периодическая таблица может закончиться после острова стабильности на Z = 126.
-
Элементы с атомным номером выше 137
- Нейтральные атомы не могут существовать при Z > 137 из-за релятивистских эффектов.
- Модель Бора неточна для атомов с Z > 137.
-
Сверхкритические атомы
- Атомы с Z > Zcr ≈ 172 называются сверхкритическими.
- Сверхкритические атомы не могут быть полностью ионизированы.
-
Кварковая материя
- В области за пределами A > 300 может существовать «континент стабильности» из кварковой материи.
- Кварковая материя может быть синтезирована в реакциях термоядерного синтеза.
-
Ядерные свойства
- Стабильность ядер снижается с увеличением атомного номера.
- В районе Z = 110-114 наблюдается «остров стабильности».
- Изотопы 310126, 322126 и 354126 могут быть долгоживущими.
-
Стабильность элементов 126 и 306122
- Элемент 126 может иметь ядерные изомеры с длительным периодом полураспада.
- Остров стабильности может находиться в центре 306122.
- Время жизни элементов 114-126 и N = 184 составляет от нескольких часов до нескольких дней.
-
Новые магические числа и островки стабильности
- Анализ одночастичных уровней предсказывает новые магические числа при Z = 126, 138, 154 и 164 и N = 228, 308 и 318.
- Возможны дополнительные островки стабильности вокруг 354126, 472164 и 482164.
- Эти ядра могут быть бета-стабильными и распадаться путем альфа-излучения или спонтанного деления.
-
Ограничения стабильности и существование элементов
- За пределами элемента 164 линия делимости может совпадать с линией нейтронного рассеяния.
- Возможны дополнительные магические числа при Z = 210, 274 и 354 и N = 308, 406, 524, 644 и 772.
- Международный союз теоретической и прикладной химии определяет элемент как существующий, если его время жизни превышает 10-14 секунд.
-
Деформированные ядра и формы стабильности
- В некоторых областях таблицы нуклидов могут быть дополнительные области стабильности из-за деформированных ядер.
- Ядра могут приобретать форму пузырьков или тороида, что влияет на их стабильность.
-
Предсказанные свойства распада
- Неоткрытые элементы за пределами оганессона могут быть очень нестабильными и подвергаться альфа-распаду или спонтанному делению.
- Период полураспада альфа-распада увеличивается с увеличением числа нейтронов.
- Кластерный распад также возможен для некоторых изотопов.
-
Электронные конфигурации
- Ожидаемые электронные конфигурации элементов 119-174 и 184 приведены в таблице.
- Полные расчеты недоступны для некоторых элементов, данные следует воспринимать как предварительные.
- Включены все предложенные конфигурации, так как правило Маделунга перестает работать.