Dabar populiaru
Publikuota: 2018 birželio 11d. 16:06

Kur yra periodinės cheminių elementų lentelės pabaiga?

Periodinė cheminių elementų lentelė su 4 naujais elementais
Scanpix nuotr. / Periodinė cheminių elementų lentelė su 4 naujais elementais

Ant chemijos kabineto sienos kabanti periodinę elementų sistemą vaizduojant lentelė ir taip atrodo nemaža. Tačiau mokslininkai nerimsta, kuria vis naujus elementus, kurie taip pat turėtų lentelėje užimti savo vietą. Tačiau tai ne taip paprasta, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio.

Artėjant periodinės cheminių elementų lentelės suformulavimo 150-osioms metinėms, Mičigano valstijos universiteto (MSU) profesorius Witekas Nazarewiczius naujausiame žurnalo „Nature Physics Perspective“ numeryje nagrinėja lentelės ribas.

Kitais metais sukaks 150 metų, kai Dmitrijus Mendelejevas suformulavo periodinės elementų sistemos principus. Tad Jungtinės Tautos paskelbė 2019-uosius Tarptautiniais periodinės cheminių elementų lentelės metais (IYPT 2019). Nors ir sulaukusi garbingo 150 metų amžiaus, lentelė tebeauga. 2016 metais į ją buvo įrašyti keturi nauji elementai: nihonis, moskovis, tenesinas, ir oganesonas. Jų atominiai skaičiai, priklausantys nuo protonų skaičiaus branduolyje, atitinkamai yra 113, 115, 117, ir 118.

Šių keturių elementų patvirtinimui prireikė dešimtmečių darbo ir viso pasaulio mokslininkų pastangų. Ir mokslininkai kelia klausimą: kiek dar lentelė gali plėstis? Kai kuriuos atsakymus naujausiame „Nature Physics Perspective“ pateikia W.Nazarewiczius, MSU fizikos profesorius ir Retųjų izotopų spindulių įrenginio vyr. mokslo darbuotojas.

Sunkiausio ir paskutiniojo periodinės lentelės elemento titulas dabar priklauso oganesonui, kurio branduolyje yra 118 protonų ir 176 neutronai. Visi elementai, kurių branduolyje yra daugiau nei 104 protonai, vadinami „supersunkiais“, ir priklauso plačiai, visiškai neištirtai sričiai, kurią mokslininkai stengiasi perprasti.

Spėjama, kad fiziškai gali egzistuoti atomai, kurių branduolyje yra 172 branduolinių sąveikų laikomi protonai. Ši jėga neleidžia jiems suirti, tačiau tik labai mažą sekundės dalį.

Šie laboratorijose išgauti branduoliai būna itin nestabilūs, ir, vos susiformavę, savaime suyra. Sunkesniems nei oganesonas elementams tai gali nutikti taip greitai, kad jie nespės net pritraukti elektronų ir suformuoti atomą. Visą savo neilgą gyvavimą jie praleis kaip protonų ir neutronų sankaupa.

O jei taip, mokslininkams tektų peržiūrėti patį „atomų“ supratimą ir apibrėžimą. Jie nebegalėtų būti apibrėžiami kaip centre esantis branduolys su aplink jį skriejančiais elektronais, kaip kad planetos skrieja aplink Saulę.

Jei kai kurie supersunkieji branduoliai būtų pakankamai stabilūs, kad spėtų prisitraukti elektronus, jų savybės gali būti keistos. Vienoje vietoje susikaupę protonai sukelia stiprią elektrostatinę jėgą, kuri gali ne tik apsunkinti elektronų kelionę į savo orbitas, bet ir sukuria vadinamuosius Kulono trikdžius.

Paprastai atomo paviršiaus energijos pakanka daugmaž sferiškos formos sudarymui. Tačiau pakankamai išaugus Kulono trikdžiams, branduoliuose susiformuoja jų stabilumą trikdantys pūpsniai ir tuštumos

Dėl tokiuose sunkiuose branduoliuose pasireiškiančio kvantinių ir reliatyvistinių efektų mišinio, darosi sunku numatyti tokių supersunkių branduolių savybes. Pavyzdžiui, vertinant formaliai, oganesonas priklauso inertinių dujų grupei. Tačiau dėl išskydusio išorinių elektronų sluoksnio jis aktyvesnis už inertines dujas, o dėl savo stambumo, kambario temperatūroje jis vargu ar būtų dujos.

Jei didesni elementai nepaklūsta periodinės lentelės dėsniams, teks pergalvoti jų klasifikavimą ir grupavimą. O ar tokie branduoliai iš viso gali susiformuoti, tebelieka paslaptis.

Mokslininkai lėtai, bet užtikrintai slenka į šį regioną, vieną po kito sintezuodami elementus, nežinodami, kokie jie bus, ir kur yra to galas. 119 elemento paieškos vyksta keliose laboratorijose, iš kurių svarbiausios yra Jungtinis branduolinių tyrimų institutas Rusijoje, GSI Vokietijoje, ir RIKEN Japonijoje.

„Branduolių teorija negali patikimai aprašyti, kokios yra optimalios jų sintezės sąlygos, tad, belieka spėlioti ir vykdyti sintezės eksperimentus, kol kas nors randama. Tai gali trukti ne vienerius metus“, – sakė W.Nazarewiczius.

Nors naujajame MSU „Facility for Rare Isotope Beams“ įrenginyje – bent jau dabartinio dizaino – šių supersunkių elementų kurti nesirengiama, jis gali padėti išsiaiškinti, kokios reakcijos turėtų būti naudojamos, taip praplečiant dabartinių eksperimentinių metodų ribas. Jei 119 elementas bus patvirtintas, jis periodinę elementų lentelę papildys aštuntuoju periodu. Tai aprašyta Mary Soon Lee sukurtu Elementiniu haiku:

Ar uždanga kils?
Aštuntasis aktas bus?
Dėmesio sulauks?

W.Nazarewiczius sakė, kad atradimas gal būti jau ne už kalnų: „Greitai. Galbūt dabar ar po dvejų trejų metų. Nežinome. Eksperimentai vyksta.“

Lieka ir kitas jaudinamas klausimas. Ar supersunkieji elementai gali būti susidaryti natūraliai, kosmose? Manoma, kad jie galėtų susidaryti iš elementų, tik sunkesnių. Tik problema, kad šie sunkūs branduoliai yra tokie nestabilūs, kad suyra daug anksčiau, nei spėja prisijungti daugiau neutronų ir suformuoti supersunkiuosius branduolius. Tai apsunkina jų formavimąsi žvaigždėse. Tikimasi, kad naudodami pažangius skaitmeninius modeliavimus mokslininkai sugebės „išvysti“ šiuos efemeriškuosius branduolius, atsekdami juos pagal sintezuojamus elementus.

Eksperimentų galimybėms augant, mokslininkai sieks šiais sunkesniais elementais papildyti pertvarkytą lentelę. O kol kas jie gali tik spėlioti šių egzotiškų sistemų nuostabias pritaikymo galimybes.

„Nežinome, kaip jie atrodys ir tai pagrindinis iššūkis. Bet tai, ką sužinojome iki šiol, gali reikšti mums pažįstamos periodinės lentelės pabaigą“, – pažymėjo W.Nazarewiczius.

Technologijos.lt

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą

Naujienos

Aktualu

Maištas žlugo: torių dauguma pareiškė pasitikinti Jungtinės Karalystės premjere Theresa May

Aktualu

Kalinys atskleidė, kaip organizuodavo telefonų ir narkotikų patekimą į Pravieniškes

Aktualu

D.Grybauskaitė: jokių pažymų apie premjero skelbiamas grėsmes nėra

Aktualu

Londoną supančiojus „Brexit“ mazgams priblokšta Europa klausia: „Kas jums pasidarė?“

Sportas

Čempionų lyga: paskutinis laimingasis „Lyon“ ir grandų sensacingi pralaimėjimai

„Ginčas“ dėl Lietuvos pilietybės: ar suteikti ją Kanadoje išaugusiam NBA potencialo talentui?

Gyvenimas

Išgirdę 8-metės dukters diagnozę tėvai nustėro: Lietuvoje gydymo nėra

Aktualu

Panevėžyje girtas vairuotojas policijai įkliuvo prie visą parą veikiančio baro

Aktualu

Švietimo ir mokslo komitetas pritarė D.Grybauskaitės etatinio apmokėjimo pataisoms

Vardai

Andrių Šedžių supykdė mitingas prie Šiaulių savivaldybės: abiturientus iš pamokų atginė per prievartą?

24sek

„urBONUSas“: R.Petrauskas nededa taško: „Rimtai svarstyčiau pasiūlymą komentuoti „Žalgirį“

Gazas

Nerimas Dakaro dalyviams: automobilius gabenantis laivas sugedo viduryje Atlanto vandenyno

Patikrinta 15min Aktualu

Tiesa ar melas? Saulius Skvernelis: „Ministro pirmininko atlyginimas dėl mokesčių reformos nesikeis nė vienu euru“

Vardai

Filmavimo metu susižalojo Mios sūnus – prireikė medikų pagalbos

Vardai

Paaiškėjo „Eurovizijos“ atrankos vedėjai: duetas kartu dirbs pirmą kartą

Gazas

Filmų sukurti mitai: ar susišaudymo metu tikrai saugu slėptis už automobilio?

Mokslas.IT

Rusijoje demonstruotas „pažangus robotas“ pasirodė esąs žmogus su roboto kostiumu

Gyvenimas

Savanoriaujanti Vitalija: „Kodėl seneliai, turintys artimuosius, jaučiasi tokie vieniši?“

Sportas

Čempionų lyga: Maskvos CSKA vėl pažemino namuose žaidusį Madrido „Real“

Verslas

Jau kitais metais pinigų pervedimus bus galima atlikti per kelias sekundes

Naujienos

Aktualu

Ar Italijos populistai apvers Europą aukštyn kojom?

Verslas

„Oro navigacijos“ pirkimą tirs Generalinė prokuratūra – įranga nereikalinga

Aktualu

Baltieji rūmai: Donaldas Trumpas iš Singapūro išvyks antradienį

24sek

S.Pešičius apie Šarą Barselonoje: „Jei jis ir atvyks, tai bus tik trečias mano asistentas“

Verslas

G.Gruzdienė: profsąjungos norėtų 450 eurų MMA

Interviu 24sek

J.Kazlauskas apie R.Kurtinaičio situaciją: „Tai buvo didžiulė klubo klaida“

Brazilijos vietinė gentis nebegali ūkininkauti, nes gavo baudą už GMO sojas

Sportas

Vokietija – per repeticijas strigę pasaulio čempionai žada vėl įsibėgėti Rusijoje

Verslas

Vidiniai įmonės mokymai: iš studento į profesionalą

Pagaliau teritorija greta Geležinkelio stoties turi galimybių virsti moderniu miesto rajonu. Kada? Kol kas to pasakyti nedrįsta niekas, bet Vilniaus savivaldybė ir „Lietuvos geležinkeliai“ bent jau rado bendrą kalbą. Abi pusės suinteresuotos atnaujinimu, kad ir kiek tai kainuos. Kaina, beje, kol kas irgi neaiški.
Verslas

Stoties rajonas Vilniuje pasikeis – naują Autobusų stotį statys greta geležinkelio

Mokslas.IT

Kai išmaniųjų daiktų kūrėjai perlenkia lazdą, gauname pačius bukiausius daiktus

Aktualu

Sirijoje 2018 metais savo namus turėjo palikti daugiau kaip 920 tūkst. žmonių

Nors Lietuvos bankas negali tiesiogiai kontroliuoti draudimo įkainių, jis kviečia kreiptis, jei draudikai piktnaudžiauja ir įkainius pakelia nepagrįstai – už tai jie gali būti baudžiami.
Verslas

Vitas Vasiliauskas pakvietė skųstis, jei draudikai nepagrįstai kelia kainas, ir pažadėjo paviešinti bankų komisinius

Aktualu

Žymioji G7 susitikimo nuotrauka: pokštauja ir politikai, ir internautai

Aktualu

Bernardas Gailius: Ar dar galime susigrąžinti valdžią savoje valstybėje?

Verslas

Šimtmečio Dainų šventė džiugina būsto nuomotojus ir nakvynės namus – užsakymai jau pasipylė

Kultūra

Kauno „Brazilka“ sudomino fotomenininkę iš Italijos: įamžins ateities kartoms

24sek

L.Dončičius rodo pavyzdį – sutiko atvykti į rinktinę

Aktualu

Mike'as Pompeo: JAV Šiaurės Korėjai pasiūlys unikalias saugumo garantijas

2018 metų Birštono kurorto šventė

Vardai

Ypatingos

05:50
03:17

Gera keliauti kartu

Kviečiame anties

Šiemet buvau geras

Maistas

Dovanoju sveikatą

Sveikata

Parašykite atsiliepimą apie Mokslas.IT