Как сверхтяничная химия могла изменить периодическую таблицу

Исследователи непосредственно наблюдали самый тяжелый атом, но участвовал в химической реакции и образуя молекулу. Открытие толкает «Сверхтяжная» химиякоторый включает в себя чрезвычайно массивные радиоактивные элементы, на новый уровень – и даже может привести к перестройке периодической таблицы.

С некоторыми экзотическими химическими элементами трудно экспериментировать, что затрудняет определение их правильного размещения в периодической таблице. Например, радиоактивный элемент Copernicium находится среди группы, называемой переходными металлами, но он ведет себя больше как благородные газы, которые принадлежат к другому разделу.

Эта проблема может повлиять на элементы на самом дне стола, тяжелые и радиоактивные атомы называется актинидамиговорит Дженнифер Пор в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии. Чтобы проверить свойства актинидов, она и ее коллеги провели химическую реакцию, которая создала молекулу, содержащую самый тяжелый актинид, Nobelium, который является элементом 102.

Чтобы сделать элемент, исследователи использовали ускоритель частиц, который разбил луч очень энергичных атомов кальция в кусок свинца. Атомы нобелия появились после этого столкновения и реагировали с молекулами азота и воды в воздухе. Детектор быстрому действию, похожий на машину, вызывающую частицу, называемую масс-спектрометром, а затем определил полученные молекулы более точно, чем в любой прошлой попытке провести чрезмерную химию.

Затем команда переосмысливает свой эксперимент с кусочком Thulium вместо свинца. Это создало актинид под названием Actinium, который является элементом 89. Сравнивая, насколько легко вода была придерживаться актиния по сравнению с нобелием, исследователи подтвердили, что эти два элемента ведут себя так же, чтобы принадлежать в одном и том же ряду периодической таблицы.

Нобелия не только должным образом помещается в периодическую таблицу; Это также стало самым тяжелым элементом, который исследователи непосредственно наблюдали, образуя новую молекулу – хотя самый тяжелый элемент, когда -либо созданный По -прежнему Оганссон, элемент 118. И процедура, используемая для создания молекул, которые содержат нобелия, а затем точно идентифицировать их, может привести к новым прорывам.

София Хайнц в Центре тяжелых ионов GSI Helmholtz в Германии говорит, что новый эксперимент является реальным техническим продвижением для Сверхтяничная химияПолем По ее словам, молекулы, содержащие элементы, тяжелее, чем нобелия, были сделаны ранее, но исследователи никогда не смогут напрямую идентифицировать их. «Возможность непосредственно изучать отдельные молекулы является важным шагом вперед».

Питер Швердтфегер В Университете Мэсси в Новой Зеландии говорит, что новый эксперимент «открывает дверь для гораздо большего количества будущих экспериментов с различными сверхсветными».

Еще до того, как будут проведены какие -либо новые эксперименты, результаты оказывают влияние. Пор и ее команда подумали, что им придется добавить дополнительные молекулы в эксперимент для актиния и нобелия, с которыми можно реагировать. Неожиданно, однако, сверхтегии реагировали с веществами, которые уже присутствовали: азот и вода в воздухе. Анастасия Боршевский в Университете Гронингена в Нидерландах говорит, что это может заставить ученых пересмотреть Предыдущие чрезмерные эксперименты в котором исследователи предполагали, что они смотрят на атомы – потому что они, возможно, также наблюдали за молекулами, в которых содержались эти атомы. «Это заставит нас теоретиков на некоторое время», – говорит Швердтфегер.

Для Поры следующая задача – это химия с еще более тяжелыми элементами, такими как Дубний, который является элементом 105. Для этого команде, возможно, придется ускорить свою процедуру, потому что более тяжелые элементы получают, тем меньше времени они проводят в стабильном состоянии, прежде чем упасть в другой элемент.

«Если что -то пойдет хорошо, мы хотим сделать более крупных парней в конце [of the periodic table]Полем У нас нет никаких [heaviness] Ограничения этой техникой », – говорит Пор. И, в отличие от Nobelium, некоторые из этих более крупных элементов могут в конечном итоге найти новые места на периодической таблице.