Die Insel der Stabilität ist der wundersame Ort, an dem es schwer ist Isotope von Elemente Bleiben Sie lange genug, um studiert und verwendet zu werden. Die "Insel" befindet sich in einem Meer von Radioisotopen, die so schnell in Tochterkerne zerfallen Für Wissenschaftler ist es schwierig zu beweisen, dass das Element existiert, und noch weniger, das Isotop für ein Praktikum zu verwenden Anwendung.
Wichtige Imbissbuden: Insel der Stabilität
- Das Insel der Stabilität bezieht sich auf einen Bereich des Periodensystems, der aus superschweren radioaktiven Elementen besteht, die mindestens ein Isotop mit einer relativ langen Halbwertszeit aufweisen.
- Das Kernschalenmodell wird verwendet, um den Ort der "Inseln" vorherzusagen, basierend auf der Maximierung der Bindungsenergie zwischen Protonen und Neutronen.
- Es wird angenommen, dass Isotope auf der "Insel" haben "magische Zahlen" von Protonen und Neutronen, die es ihnen ermöglichen, eine gewisse Stabilität aufrechtzuerhalten.
- Element 126Sollte es jemals hergestellt werden, wird angenommen, dass es ein Isotop mit einer ausreichend langen Halbwertszeit hat, damit es untersucht und möglicherweise verwendet werden kann.
Geschichte der Insel
Glenn T. Seaborg prägte den Ausdruck "Insel der Stabilität" in den späten 1960er Jahren. Unter Verwendung des Kernschalenmodells schlug er vor, die Energieniveaus einer gegebenen Hülle mit der optimalen Anzahl von zu füllen Protonen und Neutronen würde maximieren Bindungsenergie pro Nukleon, wodurch dieses bestimmte Isotop länger wird halbes Leben als andere Isotope, die keine gefüllten Schalen hatten. Isotope, die Kernschalen füllen, besitzen sogenannte "magische Zahlen" von Protonen und Neutronen.
Die Insel der Stabilität finden
Der Ort der Insel der Stabilität wird basierend auf bekannten Isotopenhalbwertszeiten und vorhergesagten Halbwertszeiten für Elemente vorhergesagt Dies wurde nicht beobachtet, basierend auf Berechnungen, bei denen sich die Elemente wie die über ihnen im Periodensystem verhaltenden verhalten (Kongenere) und Befolgen von Gleichungen, die relativistische Effekte berücksichtigen.
Der Beweis, dass das Konzept der "Insel der Stabilität" solide ist, kam, als die Physiker das Element 117 synthetisierten. Obwohl das Isotop von 117 sehr schnell zerfiel, war eines der Produkte seiner Zerfallskette ein Isotop von Lawrencium, das noch nie zuvor beobachtet worden war. Dieses Isotop, Lawrencium-266, zeigte eine Halbwertszeit von 11 Stunden, was für ein Atom eines so schweren Elements außerordentlich lang ist. Bisher bekannte Isotope von Lawrencium hatten weniger Neutronen und waren viel weniger stabil. Lawrencium-266 hat 103 Protonen und 163 Neutronen, was auf noch unentdeckte magische Zahlen hinweist, die zur Bildung neuer Elemente verwendet werden können.
Welche Konfigurationen könnten magische Zahlen besitzen? Die Antwort hängt davon ab, wen Sie fragen, da es sich um eine Berechnungssache handelt und es keine Standardgleichungen gibt. Einige Wissenschaftler vermuten, dass es eine Insel der Stabilität um 108, 110 oder 114 Protonen und 184 Neutronen gibt. Andere schlagen einen kugelförmigen Kern mit 184 Neutronen vor, aber 114, 120 oder 126 Protonen könnten am besten funktionieren. Unbihexium-310 (Element 126) ist "doppelt magisch", da sowohl seine Protonenzahl (126) als auch seine Neutronenzahl (184) magische Zahlen sind. Wie auch immer Sie die magischen Würfel würfeln, Daten aus der Synthese der Elemente 116, 117 und 118 deuten auf eine Erhöhung der Halbwertszeit hin, wenn sich die Neutronenzahl 184 nähert.
Einige Forscher glauben, dass die beste Insel der Stabilität bei viel größeren Ordnungszahlen existiert, wie etwa bei Element Nummer 164 (164 Protonen). Theoretiker untersuchen die Region, in der Z = 106 bis 108 und N zwischen 160 und 164 liegt, was hinsichtlich Beta-Zerfall und Spaltung ausreichend stabil erscheint.
Neue Elemente auf der Insel der Stabilität herstellen
Obwohl Wissenschaftler möglicherweise in der Lage sind, neue stabile Isotope bekannter Elemente zu bilden, verfügen wir nicht über die Technologie, um weit über 120 hinauszugehen (Arbeiten, die derzeit durchgeführt werden). Es ist wahrscheinlich, dass ein neuer Teilchenbeschleuniger gebaut werden muss, der sich auf ein Ziel mit größerer Energie konzentrieren kann. Wir müssen auch lernen, größere Mengen von bekanntem Schwerem zu machen Nuklide als Ziele für die Herstellung dieser neuen Elemente dienen.
Neue Atomkernformen
Das Übliche Atomkern ähnelt einer festen Kugel aus Protonen und Neutronen, aber Atome von Elementen auf der Insel der Stabilität können neue Formen annehmen. Eine Möglichkeit wäre ein blasenförmiger oder hohler Kern, wobei die Protonen und Neutronen eine Art Hülle bilden. Es ist schwer vorstellbar, wie sich eine solche Konfiguration auf die Eigenschaften des Isotops auswirken könnte. Eines ist jedoch sicher... Es gibt noch neue Elemente zu entdecken, sodass das Periodensystem der Zukunft ganz anders aussehen wird als das, das wir heute verwenden.