Dmitri Mendeleev krediteras med att göra den första periodiska tabellen som liknar modern periodisk tabell. Hans bord beställde elementen genom att öka atomvikt (vi använder atomnummer idag). Han kunde se återkommande trendereller periodicitet i egenskaperna hos elementen. Hans tabell kunde användas för att förutsäga existensen och egenskaperna hos element som inte hade upptäckts.
När du tittar på modern periodisk tabell, ser du inte mellanrum och mellanslag i elementets ordning. Nya element upptäcks inte exakt längre. De kan emellertid tillverkas med hjälp av partikelacceleratorer och kärnreaktioner. EN nytt element är gjord genom att lägga till en proton (eller fler än en) eller neutron till ett befintligt element. Detta kan göras genom att krossa protoner eller neutroner i atomer eller genom att kollidera atomer med varandra. De sista elementen i tabellen har siffror eller namn, beroende på vilken tabell du använder. Alla nya element är mycket radioaktiva. Det är svårt att bevisa att du har skapat ett nytt element, eftersom det försvinner så snabbt.
Viktiga takeaways: Hur nya element upptäcks
- Medan forskare har hittat eller syntetiserat element med atomnummer 1 till 118 och periodiska tabellen verkar full, är det troligt att ytterligare element kommer att göras.
- Superheavy element skapas genom att slå före befintliga element med protoner, neutroner eller andra atomkärnor. Processerna för transmutation och fusion används.
- Vissa tyngre element tillverkas sannolikt i stjärnor, men eftersom de har så korta halveringstider har de inte överlevt att hittas på jorden idag.
- Just nu handlar problemet mindre om att skapa nya element än att upptäcka dem. Atomerna som produceras förfaller ofta för snabbt för att kunna hittas. I vissa fall kan verifiering komma från att observera dotterkärnor som har förfallit men inte kunde ha resulterat från någon annan reaktion förutom att använda det önskade elementet som en moderkärna.
Processerna som gör nya element
Elementen som finns på jorden idag föddes i stjärnor via nukleosyntes eller annars bildade de som förfallsprodukter. Alla elementen från 1 (väte) till 92 (uran) förekommer i naturen, även om elementen 43, 61, 85 och 87 är resultatet av radioaktivt sönderfall av thorium och uran. Neptunium och plutonium upptäcktes också i naturen, i uranrika bergarter. Dessa två element är resultatet av neutronfångning med uran:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Den viktigaste takeaway här är att bombardering av ett element med neutroner kan producera nya element eftersom neutroner kan förvandlas till protoner via en process som kallas neutron beta-förfall. Neutronen sönderfaller till en proton och frigör en elektron och antineutrino. Att lägga till en proton till en atomkärna förändrar dess elementidentitet.
Kärnreaktorer och partikelacceleratorer kan bombardera mål med neutroner, protoner eller atomkärnor. För att bilda element med atomantal större än 118 räcker det inte att lägga till en proton eller neutron till ett redan existerande element. Anledningen är att de superheavy kärnor som långt in i det periodiska systemet helt enkelt inte finns i någon mängd och inte håller tillräckligt länge för att användas i elementssyntes. Så forskare försöker kombinera lättare kärnor som har protoner som lägger till det önskade atomnumret eller de försöker göra kärnor som förfaller till ett nytt element. Tyvärr, på grund av den korta halveringstiden och det lilla antalet atomer, är det mycket svårt att upptäcka ett nytt element, men mycket mindre verifiera resultatet. De mest troliga kandidaterna för nya element kommer att vara atomnummer 120 och 126 eftersom de tros ha isotoper som kan hålla tillräckligt länge för att detekteras.
Superheavy element i stjärnor
Om forskare använder fusion för att skapa superheavy element, gör stjärnor också dem? Ingen vet svaret med säkerhet, men det är troligt att stjärnor också gör transuranelement. Eftersom isotoperna är så kortlivade överlever bara de lättare sönderfallsprodukterna tillräckligt länge för att detekteras.
källor
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Syntes av elementen i stjärnorna." Recensioner av modern fysik. Vol. 29, nummer 4, sid. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). "Den senaste tidens utveckling av upptäckten av elementen 100–111." Ren och tillämpad kemi. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Sök efter superheavy kärnor." Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et al. (1985). "Sök efter superheavy element med 48Ca + 254Esg-reaktion. " Fysisk granskning C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium och Lawrencium." I Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (red.). Aktinid- och transaktinidelementens kemi (3: e upplagan). Dordrecht, Nederländerna: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.