Dodano: 21 czerwiec 2018r.

Czy Tablica Mendelejewa ma swój koniec?

W przyszłym roku minie 150 lat od powstania Układu Okresowego Pierwiastków, znanego też jako Tablica Mendelejewa. Mimo swojego wieku układ wciąż się powiększa. W 2016 roku dodano do niego cztery nowe superciężkie pierwiastki. Naukowcy zastanawiają się teraz, czy tablica będzie wydłużać się w nieskończoność?

 

Odpowiedzi na to pytanie szuka prof. Witek Nazarewicz ze Stanowego Uniwersytetu w Michigan. Swój artykuł opublikował w piśmie "Nature Physics Perspective".

Układ okresowy stworzył Dmitrij Mendelejew 149 lat temu. Z powodu nadchodzącej rocznicy rok 2019 został uznany przez ONZ za Rok Układu Okresowego Pierwiastków.

Tablica Mendelejewa wciąż się wydłuża. W 2016 roku dodano do niej cztery nowe pierwiastki: nihonium, moscovium, tennessine i oganesson, o liczbie atomowej kolejno 113, 115, 117 I 118. Aby potwierdzić istnienie tych elementów, naukowcy pracowali przez niemal dziesięć lat.

 

Wszystkie pierwiastki posiadające więcej niż 104 protony nazywane są "superciężkimi". Wciąż stanowią one dla nauki sporą zagadkę, bo stworzone w laboratorium istnieją zaledwie przez ułamki sekund, po czym ulegają dezintegracji, innymi słowy są bardzo niestabilne.

Dla tych cięższych niż oganesson, rozpad może być tak szybki, że uniemożliwia przyciągnięcie i uchwycenie elektronu, by utworzyć atom. Pozostają zbiorami protonów i neutronów. Gdyby faktycznie tak było, to podważałoby to sposób, w jaki współcześni naukowcy definiują i rozumieją "atomy". Nie można byłoby ich już opisać jako centralnego jądra z elektronami krążącymi wokół niego, podobnie jak planety krążą wokół Słońca.

Czy takie jądra rzeczywiście mogą występować? Nie wiadomo, ale takiej możliwości nie można jednak wykluczyć. Być może gdzieś we Wszechświecie, głęboko w jądrach gwiazd.

Naukowcy z wielu krajów powoli, ale posuwają się do przodu syntetyzując nowe pierwiastki. Obecnie pracują nad syntezą pierwiastka ze 119 protonami. Będzie to wyjątkowe odkrycie, bo Tablicę Okresową trzeba będzie wzbogacić o nowy, ósmy okres. Prace te trwają w kilku laboratoriach, głównie w Joint Institute for Nuclear Research w Rosji, w GSI w Niemczech i RIKEN w Japonii.

- Teoria nie jest w stanie wiarygodnie przewidzieć optymalnych warunków potrzebnych do ich syntezy, więc musimy zgadywać i przeprowadzić eksperymenty, aż coś znajdziemy... To oczywiście może trwać latami – przyznał Nazarewicz. Ale naukowiec wierzy, że odkrycie nastąpi w ciągu najbliższych kilku lat. Badacze mają już nawet nazwy dla pierwiastków ósmego okresu, które dopiero starają się zsyntetyzować. Są to np. ununennium (119), unbinilium (120), czy unbibium (122).

Według części badaczy superciężkie pierwiastki mogą powstawać w jądrach wybuchających gwiazd neutronowych lub w czasie gwiezdnych kolizji. W takich ekstremalnych środowiskach, jądro może łączyć się z coraz liczniejszymi neutronami tworząc cięższy izotop. Miałaby tę samą liczbę protonów, a zatem byłby to ten sam pierwiastek, ale cięższy.

Naukowcy wciąż wiedzą bardzo mało o superciężkich pierwiastkach. Większość masywnych jąder atomowych rozpada się w ułamku sekundy. Istnieje jednak koncepcja tzw. "wysp stabilności", która mówi, że niektóre superciężkie pierwiastki mogą mieć izotopy o podwyższonej trwałości. Oznaczałoby to, że jądra atomowe takich cząstek nie rozpadłyby się niemal natychmiast po powstaniu. Czas ich rozpadu mógłby być rzędu minut, miesięcy lub lat. Twórcą tej hipotezy jest laureat nagrody Nobla z chemii Glenn Seaborg.

W miarę postępu prac badacze będę próbować syntetyzować superciężkie pierwiastki. Obecnie mogą się jedynie zastanawiać, jak będą wyglądały te egzotyczne pierwiastki. – Nie wiele na ten temat wiemy i to jest wyzwanie. Jednak to, czego się dowiedzieliśmy, może oznaczać koniec układu okresowego, jaki znamy – zaznaczył Nazarewicz.

 

Źródło i fot.: Michigan State University