Dmitri Mendeleev krediteres for at fremstille den første periodiske tabel, der ligner moderne periodiske tabel. Hans bord bestilte elementerne ved at øge atomvægt (vi bruger atomnummer i dag). Han kunne se tilbagevendende tendenser, eller periodicitet, i elementernes egenskaber. Hans tabel kunne bruges til at forudsige eksistensen og karakteristika af elementer, der ikke var blevet opdaget.
Når du ser på moderne periodiske tabel, vil du ikke se huller og mellemrum i elementernes rækkefølge. Nye elementer opdages ikke nøjagtigt mere. Imidlertid kan de fremstilles ved hjælp af partikelacceleratorer og nukleare reaktioner. EN nyt element er lavet ved at tilføje en proton (eller flere end én) eller neutron til et allerede eksisterende element. Dette kan gøres ved at sprænge protoner eller neutroner i atomer eller ved at kollidere atomer med hinanden. De sidste par elementer i tabellen har tal eller navne, afhængigt af hvilken tabel du bruger. Alle nye elementer er meget radioaktive. Det er vanskeligt at bevise, at du har lavet et nyt element, fordi det forfalder så hurtigt.
Key takeaways: Hvordan nye elementer opdages
- Mens forskere har fundet eller syntetiseret elementer med atomnummer 1 til 118, og den periodiske tabel fremstår fuld, er det sandsynligvis, at der vil blive lavet yderligere elementer.
- Superheavy elementer er fremstillet ved at slå allerede eksisterende elementer med protoner, neutroner eller andre atomkerner. Processerne med transmutation og fusion anvendes.
- Nogle tungere elementer fremstilles sandsynligvis i stjerner, men fordi de har så korte halveringstider, har de ikke overlevet at blive fundet på Jorden i dag.
- På dette tidspunkt handler problemet mindre om at fremstille nye elementer end at registrere dem. De atomer, der produceres, forfalder ofte for hurtigt til at blive fundet. I nogle tilfælde kan bekræftelse komme fra at observere datterkerner, der er henfaldet, men ikke kunne være resultatet af nogen anden reaktion, bortset fra at bruge det ønskede element som en overordnet kerne.
Processerne, der skaber nye elementer
Elementerne, der findes på Jorden i dag, blev født i stjerner via nukleosyntesen, ellers dannede de som forfaldsprodukter. Alle elementerne fra 1 (brint) til 92 (uran) forekommer i naturen, skønt elementerne 43, 61, 85 og 87 er resultatet af radioaktivt henfald af thorium og uran. Neptunium og plutonium blev også opdaget i naturen i uranrig sten. Disse to elementer er resultatet af neutronfangst af uran:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Den vigtigste afhentning her er, at bombardering af et element med neutroner kan producere nye elementer, fordi neutroner kan forvandles til protoner via en proces, der kaldes neutron beta-henfald. Neutronen nedbrydes til et proton og frigiver en elektron og antineutrino. Tilføjelse af en proton til en atomkerne ændrer dens elementidentitet.
Atomreaktorer og partikelacceleratorer kan bombardere mål med neutroner, protoner eller atomkerner. For at danne elementer med atomnummer over 118, er det ikke nok at tilføje en proton eller neutron til et allerede eksisterende element. Årsagen er, at de superheavy kerner der langt ind i det periodiske system simpelthen ikke er tilgængelige i nogen mængde og ikke holder længe nok til at blive brugt i elementersyntese. Så forskere forsøger at kombinere lettere kerner, der har protoner, der føjer sig til det ønskede atomnummer, eller de søger at gøre kerner, der henfalder til et nyt element. På grund af den korte halveringstid og det lille antal atomer er det desværre meget svært at opdage et nyt element, langt mindre bekræfte resultatet. De mest sandsynlige kandidater til nye elementer vil være atomnummer 120 og 126, fordi de menes at have isotoper, der muligvis kan vare længe nok til at blive detekteret.
Superheavy elementer i stjerner
Hvis forskere bruger fusion til at skabe superheavy elementer, gør stjerner også dem? Ingen ved svaret med sikkerhed, men det er sandsynligvis, at stjerner også fremstiller transuraniumelementer. Men fordi isotoperne er så kortvarige, overlever kun de lettere forfaldsprodukter længe nok til at blive detekteret.
Kilder
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Syntese af elementerne i stjerner." Anmeldelser af moderne fysik. Vol. 29, udgave 4, s. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). "Den seneste udvikling vedrørende opdagelsen af elementerne 100–111." Ren og anvendt kemi. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Søg efter superheavy kerner." Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et al. (1985). "Søg efter superheavy elementer ved hjælp af 48Ca + 254Esg-reaktion. " Fysisk gennemgang C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium og Lawrencium." I Morss, Lester R. Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (red.). Kemien for actinid- og transactinidelementerne (3. udgave). Dordrecht, Holland: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.