Dmitri Mendeleev krediteres med å lage den første periodiske tabellen som ligner på moderne periodisk bord. Bordet hans bestilte elementene ved å øke atomvekt (vi bruker atomnummer i dag). Han kunne se tilbakevendende trender, eller periodisitet, i elementenees egenskaper. Tabellen hans kunne brukes til å forutsi eksistensen og egenskapene til elementer som ikke hadde blitt oppdaget.
Når du ser på moderne periodisk bord, vil du ikke se mellomrom og mellomrom i elementenes rekkefølge. Nye elementer blir ikke akkurat oppdaget lenger. Imidlertid kan de lages ved hjelp av partikkelakseleratorer og kjernefysiske reaksjoner. EN nytt element er laget ved å legge til en proton (eller flere enn én) eller nøytron til et eksisterende element. Dette kan gjøres ved å knuse protoner eller nøytroner til atomer eller ved å kollidere atomer med hverandre. De siste elementene i tabellen vil ha tall eller navn, avhengig av hvilken tabell du bruker. Alle nye elementer er sterkt radioaktive. Det er vanskelig å bevise at du har laget et nytt element, fordi det forfaller så raskt.
Viktige takeaways: Hvordan nye elementer blir oppdaget
- Mens forskere har funnet eller syntetisert elementer med atomnummer 1 til 118 og periodiske tabeller ser ut som fulle, vil det sannsynligvis bli laget flere elementer.
- Superheavy elementer er laget av å slå eksisterende elementer med protoner, nøytroner eller andre atomkjerner. Prosessene med transmutasjon og fusjon brukes.
- Noen tyngre elementer er sannsynligvis laget i stjerner, men fordi de har så korte halveringstider, har de ikke overlevd å bli funnet på jorden i dag.
- På dette tidspunktet handler problemet mindre om å lage nye elementer enn å oppdage dem. Atomene som produseres forfaller ofte for raskt til å bli funnet. I noen tilfeller kan bekreftelse komme fra å observere datterkjerner som har forfalt, men ikke kunne ha resultert av noen annen reaksjon, bortsett fra å bruke det ønskede elementet som en foreldrekjerne.
Prosessene som lager nye elementer
Elementene som finnes på jorden i dag, ble født i stjerner via nukleosyntesen eller ellers de dannet som forfallsprodukter. Alle elementene fra 1 (hydrogen) til 92 (uran) forekommer i naturen, selv om elementene 43, 61, 85 og 87 skyldes radioaktivt forfall av thorium og uran. Neptunium og plutonium ble også oppdaget i naturen, i uranrik bergart. Disse to elementene er resultatet av nøytronfangst av uran:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
Det viktigste takeaway her er at bombardering av et element med nøytroner kan produsere nye elementer fordi nøytroner kan bli til protoner via en prosess som kalles nøytron beta-forfall. Neutronet forfaller til et proton og frigjør et elektron og antineutrino. Å legge til en proton til en atomkjerne endrer elementidentiteten.
Atomreaktorer og partikkelakseleratorer kan bombardere mål med nøytroner, protoner eller atomkjerner. For å danne elementer med atomnummer større enn 118, er det ikke nok å legge til et proton eller nøytron til et eksisterende element. Årsaken er at superheavy kjerner som langt inn i periodiske tabeller ganske enkelt ikke er tilgjengelige i noen mengde og ikke varer lenge nok til å bli brukt i element syntese. Så forskere søker å kombinere lettere kjerner som har protoner som legger opp til ønsket atomnummer, eller de søker å lage kjerner som forfaller til et nytt element. På grunn av den korte halveringstiden og det lille antallet atomer, er det dessverre veldig vanskelig å oppdage et nytt element, langt mindre bekrefte resultatet. De mest sannsynlige kandidatene for nye elementer vil være atomnummer 120 og 126 fordi de antas å ha isotoper som kan vare lenge nok til å bli oppdaget.
Superheavy Elements in Stars
Hvis forskere bruker fusjon for å lage superheavy elementer, gjør også stjerner dem? Ingen vet svaret med sikkerhet, men det er sannsynlig at stjerner også lager transuraniumelementer. Men fordi isotopene er så kortvarige, overlever bare de lettere forfallsproduktene lenge nok til å bli oppdaget.
kilder
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Syntese av elementene i stjerner." Anmeldelser av moderne fysikk. Vol. 29, utgave 4, s. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). "Nyere utviklinger vedrørende oppdagelsen av elementene 100–111." Ren og anvendt kjemi. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Søk etter superheavy kjerner." Europhysics News. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et al. (1985). "Søk etter superheavy elementer ved å bruke 48Ca + 254Esg-reaksjon. " Fysisk gjennomgang 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.). Kjemien til aktinid- og transaktinidelementene (3. utg.). Dordrecht, Nederland: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.