截至2009年,奧格涅斯揚領導多方團隊發現了117號元素「釒田」(一說石田),元素週期表的第七週期已經全部被填補完整,共有118枚元素。第七週期就是元素週期表的終結嗎?元素週期表會不會有個盡頭呢?一、玻爾模型根據玻爾模型,1s軌道電子的速度公式如下: Z為原子序數,α是精細結構常數也就是說,如果原子序數超過137,1s軌道電子的速度就要超光速了。這顯然不可能,所以很多人認為137號元素就是元素週期表的終點,這個數字恰好是精細結構常數的倒數。有傳言,費曼就持這個觀點,他還因此把137號元素命名為:femanmanium。 傳說中的費曼元素二、狄拉克海玻爾模型沒有考慮1s電子的相對論效應,如要考慮,則必須請出狄拉克方程。根據狄拉克方程的預言,真空並不空,而是一片「狄拉克海」。 這是根據狄拉克方程的電子基態能量: 當Z&>173時,將出現非常奇怪的現象。如果距離原子核最近的1s亞層沒有電子的話,原子核的電場將從真空裏抓出一個電子填進1s亞層,同時自發輻射出一個正電子。從下面這個能量圖上,可以看出,當Z&>173時,1s電子的能級就低於-mc2了,好像潛水了一樣。 有人認為Z&>173的元素不會存在,其實不然。Z&>173元素的原子被稱為「超臨界原子」,原子核周圍的強場被限制在一個非常小的空間內,由於1s亞層的能級已經潛入真空的最低能量之下,泡利不相容原理會禁止進一步自發地產生電子對。總之,科學家們認為超臨界原子的電子結構並不是什麼瓶頸,所以元素週期表的終點可能更加取決於原子核的穩定性,而不是電子殼層的穩定性。是啊,到了第七週期的尾部,元素的半衰期越來越短,115號元素「釒莫」以後,已發現的最穩定同位素的半衰期沒有超過1秒的,118號元素「奧氣」的最穩定同位素Og294的半衰期只有0.69毫秒。按照這個規律,更重的元素半衰期將更短,瞬間就會發生衰變。那麼,再往下去尋找新元素,還有意義嗎? 根據半衰期不同將元素塗成不同的顏色,紫色為半衰期小於10秒。三、穩定島理論從梅耶女士提出幻數理論之後,物理學家們開始不斷深入到原子核的內部,西博格在此基礎上提出了穩定島理論,擁有某些「幻數」的質子數和中子數的核素可能會更加穩定。 穩定島理論示意圖,顏色越紅,同位素越穩定,半衰期越長;顏色越藍,同位素越不穩定,半衰期越短。在最右邊也出現一個漂浮於藍色大海之上的紅黃色小島——穩定島。穩定島理論預言,126、138、154和164等號元素都可能是比較穩定的元素,但這也僅僅是預言而已。關於「幻數理論」和「穩定島理論」,請參閱下面的帖子。魯超:【元素家族-連載244】還會有新元素嗎??zhuanlan.zhihu.com四、小結一下各位專家的聲音:Richard Feynman:137 Yogendra Gambhir:146Pekka Pyykk?:172Albert Khazan:155Walter Greiner:沒有最高的 總結一下:1,到目前為止,還沒有一個最有說服力的理論能完全回答這個問題:元素週期表有沒有終結點。2,到目前為止,人類發現的最高原子序數的元素就是118號元素「奧氣」。3,IUPAC定義,一種元素只有它的半衰期大於10^-14秒,纔可以被認為是一種元素。因為如果半衰期更短,就沒有足夠 時間形成電子云。4,不管怎樣,「元素週期表有沒有終結點」這是一個好問題,指引著我們去理解電子殼層甚至原子核內部的奧祕。前118號元素的故事都已經記錄在我的專欄裏,歡迎大家互相學習交流。 元素家族——從化學元素看人類文明?zhuanlan.zhihu.com已出書,好物推薦一下 從化學的角度看宇宙、地球、人類的過去、現在和未來京東¥ 68.20去購買?參考:1,https://www.chemistryworld.com/opinion/column-the-crucible/3005076.article2,https://en.wikipedia.org/wiki/Extended_periodic_table3,https://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table#Element_with_the_highest_possible_atomic_number4,https://en.wikipedia.org/wiki/Aufbau_principle#The_Madelung_energy_ordering_rule5,http://fse.studenttheses.ub.rug.nl/14531/1/report.pdf6,https://www.researchgate.net/publication/2842139267,http://www.kernchemie.de/Transactinides/Transactinide-2/transactinide-2.html 謝邀。 我認為不會被推翻。目前週期表的形成,只是按照質子數和電子層數排列的,所謂的週期律只是後來研究的結果,可以認為跟週期表的形成沒有什麼關係。且不論新發現是什麼,就目前來說,元素週期表的現有元素的確有這麼排列的規律在裡面。目前第七週期已經滿了。即便發現新元素,質子數不同的可以繼續往後加,最多改變某些週期律,不會對整個表產生影響。胡亂猜想:除非發現兩種元素,質子數相同卻不是同一種元素,那就不是週期表崩塌了,那是化學的基本概念崩塌了,那也可以理解為化學崩塌了。 我個人認為可能性不大。第一,原子核對電子有吸引力,所以電子愈發容易被俘獲。第二,有些原子核具有放射性,特別是質子數為奇數的情況。目前的「穩定島理論」也沒有被實驗證實。我猜測第八週期是不完全的,很可能是奇數少偶數多的週期,就像斷斷續續的河流一樣,消失在沙漠裡面。 現有科學框架內不太可能被推翻,但是有可能不適用於某些未知的科學框架,就像牛頓力學一樣 我記得好像是大約到173號外層電子就超過光速了吧,不能存在了。第八週期有50個元素(多了個g區),那就是到168號,那這樣的話理論上至少第八週期可以出全。 推薦閱讀:
截至2009年,奧格涅斯揚領導多方團隊發現了117號元素「釒田」(一說石田),元素週期表的第七週期已經全部被填補完整,共有118枚元素。
第七週期就是元素週期表的終結嗎?元素週期表會不會有個盡頭呢?
一、玻爾模型
根據玻爾模型,1s軌道電子的速度公式如下:
也就是說,如果原子序數超過137,1s軌道電子的速度就要超光速了。這顯然不可能,所以很多人認為137號元素就是元素週期表的終點,這個數字恰好是精細結構常數的倒數。有傳言,費曼就持這個觀點,他還因此把137號元素命名為:femanmanium。
二、狄拉克海
玻爾模型沒有考慮1s電子的相對論效應,如要考慮,則必須請出狄拉克方程。根據狄拉克方程的預言,真空並不空,而是一片「狄拉克海」。
這是根據狄拉克方程的電子基態能量:
當Z&>173時,將出現非常奇怪的現象。如果距離原子核最近的1s亞層沒有電子的話,原子核的電場將從真空裏抓出一個電子填進1s亞層,同時自發輻射出一個正電子。
從下面這個能量圖上,可以看出,當Z&>173時,1s電子的能級就低於-mc2了,好像潛水了一樣。
有人認為Z&>173的元素不會存在,其實不然。
Z&>173元素的原子被稱為「超臨界原子」,原子核周圍的強場被限制在一個非常小的空間內,由於1s亞層的能級已經潛入真空的最低能量之下,泡利不相容原理會禁止進一步自發地產生電子對。
總之,科學家們認為超臨界原子的電子結構並不是什麼瓶頸,所以元素週期表的終點可能更加取決於原子核的穩定性,而不是電子殼層的穩定性。
是啊,到了第七週期的尾部,元素的半衰期越來越短,115號元素「釒莫」以後,已發現的最穩定同位素的半衰期沒有超過1秒的,118號元素「奧氣」的最穩定同位素Og294的半衰期只有0.69毫秒。按照這個規律,更重的元素半衰期將更短,瞬間就會發生衰變。那麼,再往下去尋找新元素,還有意義嗎?
三、穩定島理論
從梅耶女士提出幻數理論之後,物理學家們開始不斷深入到原子核的內部,西博格在此基礎上提出了穩定島理論,擁有某些「幻數」的質子數和中子數的核素可能會更加穩定。
穩定島理論預言,126、138、154和164等號元素都可能是比較穩定的元素,但這也僅僅是預言而已。
關於「幻數理論」和「穩定島理論」,請參閱下面的帖子。
四、小結一下各位專家的聲音:
Richard Feynman:137
Yogendra Gambhir:146
Pekka Pyykk?:172
Albert Khazan:155
Walter Greiner:沒有最高的
總結一下:
1,到目前為止,還沒有一個最有說服力的理論能完全回答這個問題:元素週期表有沒有終結點。
2,到目前為止,人類發現的最高原子序數的元素就是118號元素「奧氣」。
3,IUPAC定義,一種元素只有它的半衰期大於10^-14秒,纔可以被認為是一種元素。因為如果半衰期更短,就沒有足夠 時間形成電子云。
4,不管怎樣,「元素週期表有沒有終結點」這是一個好問題,指引著我們去理解電子殼層甚至原子核內部的奧祕。
前118號元素的故事都已經記錄在我的專欄裏,歡迎大家互相學習交流。
元素家族——從化學元素看人類文明?zhuanlan.zhihu.com
已出書,好物推薦一下
參考:
1,https://www.chemistryworld.com/opinion/column-the-crucible/3005076.article
2,https://en.wikipedia.org/wiki/Extended_periodic_table
3,https://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table#Element_with_the_highest_possible_atomic_number
4,https://en.wikipedia.org/wiki/Aufbau_principle#The_Madelung_energy_ordering_rule
5,http://fse.studenttheses.ub.rug.nl/14531/1/report.pdf
6,https://www.researchgate.net/publication/284213926
7,http://www.kernchemie.de/Transactinides/Transactinide-2/transactinide-2.html
謝邀。
我認為不會被推翻。
目前週期表的形成,只是按照質子數和電子層數排列的,所謂的週期律只是後來研究的結果,可以認為跟週期表的形成沒有什麼關係。
且不論新發現是什麼,就目前來說,元素週期表的現有元素的確有這麼排列的規律在裡面。目前第七週期已經滿了。即便發現新元素,質子數不同的可以繼續往後加,最多改變某些週期律,不會對整個表產生影響。
胡亂猜想:除非發現兩種元素,質子數相同卻不是同一種元素,那就不是週期表崩塌了,那是化學的基本概念崩塌了,那也可以理解為化學崩塌了。
我個人認為可能性不大。
第一,原子核對電子有吸引力,所以電子愈發容易被俘獲。
第二,有些原子核具有放射性,特別是質子數為奇數的情況。目前的「穩定島理論」也沒有被實驗證實。
我猜測第八週期是不完全的,很可能是奇數少偶數多的週期,就像斷斷續續的河流一樣,消失在沙漠裡面。
現有科學框架內不太可能被推翻,但是有可能不適用於某些未知的科學框架,就像牛頓力學一樣
我記得好像是大約到173號外層電子就超過光速了吧,不能存在了。第八週期有50個元素(多了個g區),那就是到168號,那這樣的話理論上至少第八週期可以出全。