The end of the periodic table? — ABC Chemicals

Был ли у периодической таблицы свой день? Это было бы довольно мрачное завершение Международного года Периодической таблицы, но конец может приближаться. По мере того, как ученые расширяют членство в таблице, синтезируя новые сверхтяжелые элементы — буквально по одному атому за раз — попытка найти место для этих новичков за столом может в итоге привести к его полному разрушению. Или, по крайней мере, оставить его в необходимости каких-то кардинальных изменений.

Теории о химических и физических свойствах сверхтяжелых элементов предполагают, что новейшие элементы переросли периодическую таблицу — они просто слишком велики, чтобы соответствовать. Тяга их огромных ядер заставляет электроны достигать релятивистских скоростей, что сдвигает их химию в соответствие с тенденциями таблицы. Например, предсказывается, что Оганессон будет вести себя как полупроводник, а не как благородный газ — он может даже не иметь электронных оболочек. Так к чему это относится?

Проверка этих предсказаний требует довольно поразительных технических навыков. Не только создание элементов, но и захват каждого эфемерного атома в эксперименте до того, как он исчезнет. Как мы можем изучать химию элемента, когда только горстка атомов когда-либо существовала; все они прошли за 60 микросекунд? В нашей недавней статье мы рассмотрим химиков, которые пытаются сделать это с помощью одноатомной, доли секунды науки.

И то, что они могут найти, ставит важный вопрос о будущем периодической таблицы. Стоны под тяжестью сверхтяжелых далеких сторон стола кажутся все более опасными с каждым новым дополнением — балансируя на грани краха. Таким образом, может случиться так, что периодическая таблица, как мы ее знаем, заканчивается, или, по крайней мере, трудно оправдать использование дополнительных уровней детализации для обеспечения ее продолжения. В самом деле, хотя интеллектуальные усилия по созданию таблицы, основанной на более фундаментальной квантовомеханической основе, являются спорными, можно ли добавить что-либо к ее цели.

150 лет назад периодическая таблица была глубоким открытием — формулировкой идеи, которая постепенно появлялась из эмпирических исследований молодой химии. Это была чрезвычайно полезная модель и инструмент исследования. Он делал предсказания, указывая путь к новым знаниям; это поставило вопросы, которые привели нас к ответам, которые никто не предсказал; и в нем были тайны, которые уговаривали и смешивали. Сегодня пробелы были заполнены, и его тайны раскрылись; его цель уже не практическая, а педагогическая. В этом контексте поиск места для сверхтяжелых элементов может показаться бухгалтерским учетом.

И все же странность сверхтяжелых серий также является напоминанием о том, что наше восприятие элементов происходит из узкого окна в просторах вселенной. В ядрах газовых гигантов нашей солнечной системы водород настолько сильно конденсирован, что превращается в металл; на солнце атомы в сиянии слияния; в глубоком космосе реакции продиктованы вероятностью квантового туннелирования. И во всем этом экзотическом химическом пространстве возможно, что сверхтяжелые элементы существовали только здесь, на Земле. Каждый уникален в бесконечности своей исчезающе короткой жизнью.

Построение внешних границ стола занимает ту же область, что и поиск темной материи или источников жизни — ответы на фундаментальные вопросы о природе вселенной и природе науки и знаний. Периодическая таблица больше не является загадкой, которую нужно решать, но сверхтяжелый синтез ищет ответ на свой последний оставшийся вопрос: чем он заканчивается?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *