Stabilumo sala – naujų itin sunkių elementų atradimas
Suprasti stabilumo salą chemijoje
Elementų stabilumo sala (apbraukta) prognozuojama remiantis izotopų pusėjimo trukme. Išmatuotas pusinės eliminacijos laikas yra dėžutėse, o numatomas pusinės eliminacijos laikas yra užtamsintas.
Stabilumo sala yra ta nuostabi vieta, kur sunku izotopų apie elementai laikosi pakankamai ilgai, kad būtų galima ištirti ir naudoti. „Sala“ yra radioizotopų jūroje, kurie taip greitai skyla į dukterinius branduolius, kad mokslininkams sunku įrodyti, kad elementas egzistavo, o juo labiau – naudoti izotopą praktiniam pritaikymui.
Pagrindiniai pasiūlymai: stabilumo sala
- The stabilumo sala reiškia periodinės lentelės sritį, susidedančią iš itin sunkių radioaktyvių elementų, turinčių bent vieną izotopą, kurio pusinės eliminacijos laikas yra gana ilgas.
- The branduolinio apvalkalo modelis naudojamas „salų“ vietai numatyti, remiantis protonų ir neutronų surišimo energijos padidinimu.
- Manoma, kad „saloje“ yra izotopų 'stebuklingi skaičiai' protonų ir neutronų, kurie leidžia jiems išlaikyti tam tikrą stabilumą.
Salos istorija
Glennas T. Seaborgasseptintojo dešimtmečio pabaigoje sukūrė frazę „stabilumo sala“. Naudodamas branduolinio apvalkalo modelį, jis pasiūlė užpildyti tam tikro apvalkalo energijos lygius optimaliu skaičiumi protonų ir neutronų maksimaliai padidintų jungiamoji energija vienam nukleonui, leidžiant tam konkrečiam izotopui turėti ilgesnį pusė gyvenimo nei kiti izotopai, kurie neturėjo užpildytų apvalkalų. Izotopai, užpildantys branduolinius apvalkalus, turi vadinamuosius „stebuklingus protonų ir neutronų skaičius“.
Stabilumo salos radimas
Stabilumo salos vieta prognozuojama remiantis žinomais izotopų pusinės eliminacijos periodais ir numatomais nepastebėtų elementų pusinės eliminacijos periodais, remiantis skaičiavimais, remiantis elementų elgesiu, kaip ir virš jų esantys periodinėje lentelėje. giminingų junginių ) ir paklusti lygtims, kurios atspindi reliatyvistinius efektus.
Įrodymas, kad „stabilumo salos“ sąvoka yra patikima, atsirado, kai fizikai sintetino elementą 117. Nors 117 izotopas labai greitai suskyla, vienas iš jo skilimo grandinės produktų buvo niekad anksčiau nepastebėtas Lawrencio izotopas. Šio izotopo, Lawrencium-266, pusinės eliminacijos laikas buvo 11 valandų, o tai yra nepaprastai ilgas tokio sunkaus elemento atomui. Anksčiau žinomi Lawrencium izotopai turėjo mažiau neutronų ir buvo daug mažiau stabilūs. Lawrencium-266 turi 103 protonus ir 163 neutronus, o tai rodo dar neatrastus magiškus skaičius, kurie gali būti naudojami naujiems elementams formuoti.
Kurios konfigūracijos gali turėti magiškus skaičius? Atsakymas priklauso nuo to, ko klausiate, nes tai yra skaičiavimo reikalas ir nėra standartinio lygčių rinkinio. Kai kurie mokslininkai teigia, kad gali būti stabilumo sala, sudaryta iš maždaug 108, 110 arba 114 protonų ir 184 neutronų. Kiti siūlo sferinį branduolį su 184 neutronais, bet 114, 120 arba 126 protonai gali veikti geriausiai. Unbiheksis-310 (elementas 126) yra „dvigubai magiškas“, nes jo protonų skaičius (126) ir neutronų skaičius (184) yra stebuklingi skaičiai. Kad ir kaip mestumėte stebuklingus kauliukus, duomenys, gauti iš 116, 117 ir 118 elementų sintezės, rodo, kad pusinės eliminacijos laikas didėja, nes neutronų skaičius artėja prie 184.
Kai kurie tyrinėtojai mano, kad geriausia stabilumo sala gali egzistuoti esant daug didesniam atominiam skaičiui, pavyzdžiui, maždaug 164 elemento (164 protonai). Teoretikai tiria regioną, kuriame Z = 106–108, o N yra maždaug 160–164, o tai atrodo pakankamai stabili beta skilimo ir dalijimosi atžvilgiu.
Naujų elementų kūrimas iš stabilumo salos
Nors mokslininkams gali pavykti suformuoti naujus stabilius žinomų elementų izotopus, mes neturime technologijos, kuri padėtų viršyti 120 (šiuo metu vyksta darbas). Tikėtina, kad reikės sukurti naują dalelių greitintuvą, kuris galėtų sutelkti dėmesį į taikinį su didesne energija. Taip pat turėsime išmokti padaryti didesnius žinomus sunkius kiekius nuklidai būti taikiniais kuriant šiuos naujus elementus.
Naujos atomo branduolio formos
Įprastas atomo branduolys primena vientisą protonų ir neutronų rutulį, tačiau elementų atomai stabilumo saloje gali įgauti naujas formas. Viena iš galimybių būtų burbulo formos arba tuščiaviduris branduolys, o protonai ir neutronai sudarytų tam tikrą apvalkalą. Sunku net įsivaizduoti, kaip tokia konfigūracija gali paveikti izotopo savybes. Tačiau vienas dalykas yra aiškus... naujų elementų dar reikia atrasti, todėl ateities periodinė lentelė atrodys labai skirtingai nuo tos, kurią naudojame šiandien.