Dmitri Mendelejev wordt gecrediteerd met het maken van het eerste periodiek systeem dat lijkt op de modern periodiek systeem. Zijn tafel rangschikte de elementen door te verhogen atoomgewicht (we gebruiken atoomnummer vandaag). Hij kon zien terugkerende trendsof periodiciteit in de eigenschappen van de elementen. Zijn tafel kan worden gebruikt om het bestaan en de kenmerken van niet ontdekte elementen te voorspellen.
Als je kijkt naar de modern periodiek systeemzie je geen gaten en spaties in de volgorde van de elementen. Nieuwe elementen worden niet echt meer ontdekt. Ze kunnen echter worden gemaakt met behulp van deeltjesversnellers en nucleaire reacties. EEN nieuw element is gemaakt door een proton toe te voegen (of meer dan één) of neutron aan een reeds bestaand element. Dit kan gedaan worden door protonen of neutronen in atomen of te breken door botsende atomen met elkaar. De laatste paar elementen in de tabel hebben cijfers of namen, afhankelijk van de tabel die u gebruikt. Alle
nieuwe elementen zijn zeer radioactief. Het is moeilijk te bewijzen dat je een nieuw element hebt gemaakt, omdat het zo snel vergaat.Belangrijkste punten: hoe nieuwe elementen worden ontdekt
- Terwijl onderzoekers elementen met atoomnummer 1 tot en met 118 hebben gevonden of gesynthetiseerd en het periodiek systeem vol lijkt, zullen er waarschijnlijk extra elementen worden gemaakt.
- Superzware elementen worden gemaakt door reeds bestaande elementen te raken met protonen, neutronen of andere atoomkernen. De processen van transmutatie en fusie worden gebruikt.
- Sommige zwaardere elementen worden waarschijnlijk gemaakt in sterren, maar omdat ze zo'n korte halfwaardetijden hebben, hebben ze het vandaag niet overleefd om op aarde te worden gevonden.
- Op dit moment gaat het minder om het maken van nieuwe elementen dan om het detecteren ervan. De atomen die worden geproduceerd, vervallen vaak te snel om te worden gevonden. In sommige gevallen kan verificatie komen van het observeren van dochterkernen die zijn vervallen maar die niet uit een andere reactie konden zijn voortgekomen, behalve het gebruik van het gewenste element als een ouderkern.
De processen die nieuwe elementen maken
De elementen die tegenwoordig op aarde worden gevonden, zijn in sterren geboren via nucleosynthese of anders zijn ze gevormd als vervalproducten. Alle elementen van 1 (waterstof) tot 92 (uranium) komen in de natuur voor, hoewel elementen 43, 61, 85 en 87 het gevolg zijn van radioactief verval van thorium en uranium. Neptunium en plutonium werden ook in de natuur ontdekt, in uraniumrijk gesteente. Deze twee elementen waren het gevolg van het vangen van neutronen door uranium:
238U + n → 239U → 239Np → 239Pu
De belangrijkste afhaalmogelijkheid hier is dat het bombarderen van een element met neutronen nieuwe elementen kan produceren omdat neutronen kunnen veranderen in protonen via een proces dat neutron beta-verval wordt genoemd. Het neutron vervalt in een proton en geeft een elektron en antineutrino vrij. Het toevoegen van een proton aan een atoomkern verandert de identiteit van het element.
Kernreactoren en deeltjesversnellers kunnen doelen bombarderen met neutronen, protonen of atoomkernen. Om elementen te vormen met atoomnummers groter dan 118, is het niet voldoende om een proton of neutron toe te voegen aan een reeds bestaand element. De reden is dat de superzware kernen die ver in het periodiek systeem zitten, eenvoudigweg niet in welke hoeveelheid dan ook beschikbaar zijn en niet lang genoeg meegaan om te worden gebruikt bij de synthese van elementen. Onderzoekers proberen dus lichtere kernen te combineren die protonen hebben die optellen tot het gewenste atoomnummer, of ze proberen kernen die vervallen tot een nieuw element te maken. Helaas is het vanwege de korte halfwaardetijd en het kleine aantal atomen erg moeilijk om een nieuw element te detecteren, laat staan het resultaat te verifiëren. De meest waarschijnlijke kandidaten voor nieuwe elementen zijn atoomnummer 120 en 126 omdat wordt aangenomen dat ze isotopen hebben die lang genoeg kunnen duren om te worden gedetecteerd.
Superzware elementen in sterren
Als wetenschappers fusie gebruiken om superzware elementen te maken, maken sterren ze dan ook? Niemand weet het antwoord zeker, maar sterren maken waarschijnlijk ook transuranium-elementen. Omdat de isotopen echter zo kort leven, overleven alleen de lichtere vervalproducten lang genoeg om te worden gedetecteerd.
Bronnen
- Fowler, William Alfred; Burbidge, Margaret; Burbidge, Geoffrey; Hoyle, Fred (1957). "Synthese van de elementen in sterren." Beoordelingen van moderne fysica. Vol. 29, nummer 4, pp. 547–650.
- Greenwood, Norman N. (1997). 'Recente ontwikkelingen met betrekking tot de ontdekking van elementen 100–111.' Pure en toegepaste chemie. 69 (1): 179–184. doi: 10.1351 / pac199769010179
- Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). 'Zoektocht naar superzware kernen.' Europhysics Nieuws. 33 (1): 5–9. doi: 10.1051 / epn: 2002102
- Lougheed, R. W.; et al. (1985). "Zoek naar superzware elementen met 48Ca + 254Esg reactie. " Fysieke beoordeling C. 32 (5): 1760–1763. doi: 10.1103 / PhysRevC.32.1760
- Silva, Robert J. (2006). 'Fermium, Mendelevium, Nobelium en Lawrencium.' In Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (red.). De chemie van de actinide- en transactinide-elementen (3e ed.). Dordrecht, Nederland: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.