Нови елементи периодног система

Овај систем научник је осмислио 1869. године у виду табеларног приказа законитости и заједничких својстава тада познатих елемената. Од тада се, напретком науке, непрекидно допуњава.

Мендељејев је такође предвидео нека својства елемената за која је очекивао да ће се открити у будућности и попунити празнине које је за њих наменио – који би по својствима и структури били слични до тада откривеним. Заснован на принципима које је применио генијални научник, периодни систем је током 150 година постојања и допуњавања револуционисао науку, а данас се сматра беочугом напредних истраживања у области хемије, физике и математике.

Међутим, систем није статичан. Тако су 2016. године додата четири нова елемента са атомским бројевима 113, 115, 117 и 118: ницонијум, московијум, тенесин и оганесон.

Била је потребна скоро деценија да би се непобитно утврдило њихово постојање, а сада се научници питају да ли постоји још неоткривених елемената на основу карактеристика које нуди ова јединствена табела – попут атомске тежине, броја протона и других заједничких својстава.

Неки одговори се могу наћи у истраживању Универзитета у Мичигену, чији су резултати објављени средином јуна у часопису Нејчер. Елементи са више од 104 протона означени су као „супертешки“ и део су „нове територије“ у коју су хемија и физика тек закорачиле. Предвиђено је да атоми до 172 протона могу физички формирати језгро које нуклеарна сила – фузија – држи заједно.

Међутим, она може спречити распад језгра само на неколико делића милисекунде.Језгра супертешких елемената се за сада могу формирати у лабораторијским условима, а распадају се у милисекунди пошто су изузетно нестабилна. За елементе теже од најтежег до сада познатог – оганесона – питање начина формирања језгра остаје отворено. Због велике тежине и екстремне нестабилности, остаје да се види да ли би сила која држи заједно атомско језгро уопште могла да привуче нове неутроне. Ако је тако, начин на који научници данас дефинишу и разумеју атом био би промењен. Они више не могу бити поједностављено описани као језгро са електронима који орбитирају попут планета око Сунца. А да ли се ова језгра уопште могу формирати код супертешких елемената, за сада је још непознаница.

Једно питање остаје: да ли се у свемиру могу произвести језгра супертешких елемената? Научници сматрају процес могућим, нарочито приликом судара неутронских звезда који је толико моћан да енергија коју ослобађа буквално утиче и на само ткиво универзума.

Приликом судара неутронских звезда, нестабилно језгро се у процесу који се зове фузија спаја са мноштвом неутрона, формирајући такозване изотопе – атоме, који се међусобно разликују по броју неутрона, па самим тим и по маси. Значајно је напоменути да је у питању исти хемијски елемент са већим бројем протона, који је, дакле, знатно тежи. Међутим, језгра супертешких елемената су толико нестабилна да се разграђују и пре него што су у могућности да ухвате нови неутрон – у делићу милисекунде. Сигурно је да та чињеница можда омета њихово стварање.

Ипак, научници не одустају. „У овом случају, теорија понекад није у стању да предвиди оптималне услове који морају постојати да би се супертешки елементи успешно синтетисали, стога је неопходно константно експериментисати“, рекао је један од аутора студије. Потрага за могућим елементом 119 већ је у пуном јеку у неколико светских институција. Истраживачи са Унивезитета у Мичигену сматрају да откриће није далеко: путем напредних симулација и специјалних метода посебно осмишљених за детекцију до сада неухватљивих структура супертешких језгара, истраживачи се надају потврди његовог постојања за пар година.

Поставља се питање куда даље. „За сада не знамо како би могле изгледати те фасцинантне структуре, нити које би особине могле имати и то нам, наравно, представља велики изазов, али оно што смо до сада научили и оно на шта нас истраживања упућују могло би да значи потпуно преобликовање периодног система елемената каквог га данас познајемо“, каже се у закључку студије.

 Припремила Наташа Гоати Марковић