Stabilitātes sala — jaunu supersmago elementu atklāšana
Izpratne par stabilitātes salu ķīmijā
Elementu stabilitātes sala (apvilkta) tiek prognozēta, pamatojoties uz izotopu pussabrukšanas periodiem. Izmērītie pussabrukšanas periodi ir norādīti lodziņās, savukārt paredzamie pussabrukšanas periodi ir iekrāsoti.
Stabilitātes sala ir tā brīnišķīgā vieta, kur ir smaga izotopi no elementi palikt pietiekami ilgi, lai to pētītu un izmantotu. 'Sala' atrodas radioizotopu jūrā, kas tik ātri sadalās meitas kodolos, ka zinātniekiem ir grūti pierādīt elementa esamību, vēl jo mazāk izmantot izotopu praktiskai lietošanai.
Galvenās atziņas: Stabilitātes sala
- The stabilitātes sala attiecas uz periodiskās tabulas reģionu, kas sastāv no īpaši smagiem radioaktīviem elementiem, kuriem ir vismaz viens izotops ar relatīvi ilgu pussabrukšanas periodu.
- The kodola čaulas modelis tiek izmantots, lai prognozētu 'salu' atrašanās vietu, pamatojoties uz maksimālu saistīšanas enerģiju starp protoniem un neitroniem.
- Tiek uzskatīts, ka uz “salas” ir izotopi 'maģiski skaitļi' protonu un neitronu, kas ļauj tiem saglabāt zināmu stabilitāti.
Salas vēsture
Glens T. Sīborgs60. gadu beigās radīja frāzi 'stabilitātes sala'. Izmantojot kodola apvalka modeli, viņš ierosināja aizpildīt noteiktā apvalka enerģijas līmeņus ar optimālo skaitu protoni un neitroni palielinātu saistošā enerģija uz vienu nukleonu, ļaujot šim konkrētajam izotopam būt garākam Pus dzīve nekā citi izotopi, kuriem nebija pildītu čaulu. Izotopiem, kas aizpilda kodola apvalkus, ir tā sauktie protonu un neitronu “maģiski skaitļi”.
Stabilitātes salas atrašana
Stabilitātes salas atrašanās vieta tiek prognozēta, pamatojoties uz zināmajiem izotopu pussabrukšanas periodiem un paredzamajiem pussabrukšanas periodiem elementiem, kuri nav novēroti, pamatojoties uz aprēķiniem, kuru pamatā ir elementi, kas periodiskajā tabulā uzvedas tāpat kā virs tiem ( radniecīgās vielas ) un vienādojumu ievērošana, kas ņem vērā relatīvistiskos efektus.
Pierādījums tam, ka jēdziens “stabilitātes sala” ir saprātīgs, tika iegūts, kad fiziķi sintezēja elementu 117. Lai gan 117. izotops ļoti ātri sabruka, viens no tā sabrukšanas ķēdes produktiem bija larencija izotops, kas nekad iepriekš nebija novērots. Šim izotopam, Lawrencium-266, pussabrukšanas periods bija 11 stundas, kas ir ārkārtīgi ilgs šāda smaga elementa atomam. Iepriekš zināmajos lorencija izotopos bija mazāk neitronu un tie bija daudz mazāk stabili. Lawrencium-266 ir 103 protoni un 163 neitroni, kas liecina par vēl neatklātiem burvju skaitļiem, kurus var izmantot jaunu elementu veidošanai.
Kurām konfigurācijām var būt maģiski skaitļi? Atbilde ir atkarīga no tā, kam jūs jautājat, jo tas ir aprēķina jautājums un nav standarta vienādojumu kopas. Daži zinātnieki norāda, ka varētu būt stabilitātes sala, kas sastāv no 108, 110 vai 114 protoniem un 184 neitroniem. Citi iesaka sfērisku kodolu ar 184 neitroniem, bet 114, 120 vai 126 protoni varētu darboties vislabāk. Unbiheksijs-310 (elements 126) ir “divkārši maģisks”, jo tā protonu skaits (126) un neitronu skaits (184) ir maģiski skaitļi. Neatkarīgi no tā, vai metāt burvju kauliņus, dati, kas iegūti no elementu 116, 117 un 118 sintēzes, norāda uz pussabrukšanas perioda palielināšanos, kad neitronu skaits tuvojas 184.
Daži pētnieki uzskata, ka labākā stabilitātes sala varētu pastāvēt pie daudz lielākiem atomu skaitļiem, piemēram, ap elementa numuru 164 (164 protoni). Teorētiķi pēta reģionu, kurā Z = 106 līdz 108 un N ir aptuveni 160-164, kas šķiet pietiekami stabils attiecībā uz beta sabrukšanu un skaldīšanu.
Jaunu elementu radīšana no Stabilitātes salas
Lai gan zinātnieki varētu izveidot jaunus stabilus zināmo elementu izotopus, mums nav tādas tehnoloģijas, kas varētu pārsniegt 120 (darbs, kas pašlaik notiek). Visticamāk, būs jākonstruē jauns daļiņu paātrinātājs, kas spētu koncentrēties uz mērķi ar lielāku enerģiju. Mums būs arī jāiemācās padarīt lielākus zināmo daudzumu smagu nuklīdus kalpot kā mērķi šo jauno elementu veidošanai.
Jaunas atomu kodolu formas
Parastais atoma kodols atgādina cietu protonu un neitronu lodi, bet elementu atomi stabilitātes salā var iegūt jaunas formas. Viena iespēja būtu burbuļa formas vai dobs kodols, kurā protoni un neitroni veido sava veida apvalku. Grūti pat iedomāties, kā šāda konfigurācija varētu ietekmēt izotopa īpašības. Tomēr viena lieta ir skaidra... vēl ir jāatklāj jauni elementi, tāpēc nākotnes periodiskā tabula izskatīsies ļoti atšķirīga no tās, kuru mēs izmantojam šodien.