元素周期表真的没有尽头吗?
来自世界各地的研究人员正在竞相创造元素周期表的下一个元素——一个含有119个质子的原子,而密歇根州立大学的一名科学家正在研究元素周期表的末端。
目前,元素周期表何时结束还没有明确的结论。我们还有很多要发现的。
根据核物理学家维托尔德·纳扎勒维奇的说法,我们有充分的理由相信周期表不是无限的,但是理解这一点并不能帮助我们预测它的极限。
目前,元素周期表的重量级冠军和表中的最后一个元素是“oganesson”。它短暂的化学反应表明,奥地利气体含有118个质子和176个中子。
2016年,科学家将元素周期表中的元素118命名为“淇澳”。这标志着官方对这一元素的认可。与此同时,新加入周期表的其他新超重元素(核壳模型理论)被命名为:113 nihonium,115 moscovium和117 tennessine。
这些人工合成的重粒子代表了核物理中一个重要的新领域,旧的规则将不再适用。
“他们占据了核世界的一个偏远角落,我们对核世界的范围知之甚少,”纳扎勒维奇说。计算机模型显示Og可能有不寻常的电子结构。
理论是我们可以将质子和一堆中子结合形成一个巨大的原子核,最多可以结合184个质子。然而,即使我们称它为原子,这个尺度是否已经是极限仍有争议。
一个问题很有哲理性——如果一个原子不能携带任何电子,它还能被称为原子吗?
特技飞行的半衰期只有几毫秒。这几乎不是亚原子粒子之间的强键,但在再次分散之前,一系列电子已经有足够的时间停留在原位。
理论上,元素相互碰撞后,原子核可以紧密结合形成更大的原子核。然而,如果这些原子核在电子抓住它们之前就已经分裂了,那么它们是否仍然可以被称为原子家族的一员就值得探索了。
假设这些具有极快半衰期的原子足够稳定,可以携带电子。然后,齐和敖的特殊电子组合也将指向一个完全不同的疯狂前景。
大量质子在一个地方的积累导致静电力的严重积累,这不仅使电子难以保持预期的模式,而且还导致所谓的“库仑挫折”。
通常,原子表面的能量足以将它拉成一个近似球体。当“库仑阻塞”足够大时,原子核会形成凸起和空洞,从而使原子本身不稳定。
这些超重元素在极少数特殊情况下可能有周期性稳定岛现象(核物理稳定岛理论),但这需要一些特殊的计算机模型来确定它们的“库仑*”是否会造成严重后果。
量子效应和相对论效应在粒子聚集中起作用,这使得预测超大超重元素的特性变得困难。
再以气体和氧气为例,从质子的数量来判断,气体和氧气都是惰性气体。然而,根据元素周期定律和理论计算,大气可能非常活跃(化学活性,容易反应),其体积使其在室温下不像气体。
如果周期表上的新元素不遵循旧规则,那么我们应该重新考虑元素之间的关系。
明年将是德米特里·门捷列夫引入元素周期表150周年。
自从我们用新的元素填充周期表,使它继续适应既定的模式以来,已经有很长时间了。
我们应该考虑的是我们需要探索什么,是否需要重新思考整个元素表。
这不仅仅是一个学术练习。尽管超重原子的寿命可能很短,但超重原子的出现可能会告诉我们一些新的情况,如中子星等物体内部的极端物理现象。
元素119的创造将迎来一个新时代,预示着元素周期表的一个新时代。
蝌蚪工作人员编译自sciencealert.com,翻译员晴空燕,转载必须授权
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