Insula de stabilitate
Elementele chimice în afara plumbului sunt radioactive și nu au izotopi stabili. Acest lucru înseamnă că se vor dezintegra în alte elemente. Cu excepția plutoniului, timpul lor de înjumătățire este de ordinul câtorva minute sau secunde. Există o teorie în fizică care spune că, după un număr de elemente cu perioade scurte de înjumătățire, vor exista altele cu perioade mai lungi de înjumătățire. Acestea sunt cunoscute în general sub numele de insule de stabilitate. Se așteaptă ca aceste elemente să aibă izotopi cu timpi de înjumătățire de ordinul a câteva minute. Ipoteza este că nucleulatomic este construit în "învelișuri" într-un mod similar cu structura învelișurilor de electroni mult mai mari din atomi. În ambele cazuri, învelișurile sunt doar grupuri de niveluri de energie cuantică care sunt relativ apropiate unele de altele. Nivelurile de energie din stările cuantice din două învelișuri diferite vor fi separate de un decalaj energetic relativ mare. Astfel, atunci când numărul de neutroni și protoni umple complet nivelurile energetice ale unui anumit înveliș din nucleu, energia de legătură per nucleon va atinge un maxim local și, prin urmare, acea configurație particulară va avea o durată de viață mai lungă decât izotopii din apropiere care nu posedă învelișuri pline.
Un înveliș plin ar avea "numere magice" de neutroni și protoni. Un posibil număr magic de neutroni pentru nucleele sferice este 184, iar unele numere de protoni care ar putea corespunde sunt 114, 120 și 126 - ceea ce ar însemna că cei mai stabili izotopi sferici ar fi Flerovium-298, unbinilium-304 și unbihexium-310. De remarcat în mod special Ubh-310, care ar fi "dublu magic" (se crede că atât numărul său de protoni de 126, cât și numărul de neutroni de 184 sunt magice) și, prin urmare, cel mai probabil să aibă un timp de înjumătățire foarte lung. (Următorul nucleu sferic sferic dublu magic mai ușor este plumb-208, cel mai greu nucleu stabil și cel mai stabil metal greu).
Cercetările recente indică faptul că nucleele mari sunt deformate, ceea ce face ca numerele magice să se schimbe. În prezent, se crede că Hassium-270 este un nucleu dublu magic deformat, cu numerele magice deformate 108 și 162. Cu toate acestea, are un timp de înjumătățire de numai 3,6 secunde.
Au fost produși izotopi cu suficienți protoni pentru a-i planta pe o insulă de stabilitate, dar cu prea puțini neutroni pentru a-i plasa măcar pe "țărmurile" exterioare ale insulei. Este posibil ca aceste elemente să posede proprietăți chimice neobișnuite și, dacă au izotopi cu o durată de viață adecvată, ar fi disponibile pentru diverse aplicații practice (cum ar fi ținte de acceleratoare de particule și, de asemenea, surse de neutroni).
Tabel periodic cu elemente colorate în funcție de timpul de înjumătățire al celui mai stabil izotop al lor. Elemente stabile. Elemente radioactive cu perioade de înjumătățire de peste patru milioane de ani. Timpii de înjumătățire între 800 și 34.000 de ani. Timp de înjumătățire între 1 zi și 103 ani. Timp de înjumătățire cuprins între un minut și o zi. Timp de înjumătățire mai mic de un minut.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce elemente sunt dincolo de plumb?
R: Elementele de dincolo de plumb sunt radioactive și nu au izotopi stabili.
Î: Care este teoria din fizică care explică de ce unele elemente au o perioadă de înjumătățire mai lungă?
R: Teoria din fizică afirmă că, după un număr de elemente cu perioade de înjumătățire scurte, vor exista altele cu perioade de înjumătățire mai lungi, cunoscute sub numele de insule de stabilitate. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când numărul de neutroni și protoni umple complet nivelurile energetice ale unui anumit înveliș din nucleu, energia de legătură per nucleon va atinge un maxim local și, astfel, acea configurație particulară va avea o durată de viață mai lungă decât izotopii din apropiere.
Î: Care sunt numerele magice pentru nucleele sferice?
R: Numerele magice pentru nucleele sferice sunt numerele neutronilor de 184 și numerele protonilor de 114, 120 și 126. Acestea ar însemna că cei mai stabili izotopi sferici ar fi fleroviul-298, unbiniliul-304 și unbihexiul-310.
Î: Se crede că hasiul-270 este dublu magic?
R: Da, se crede că Hassium-270 este un nucleu deformat dublu magic, cu numerele magice deformate 108 și 162.
Î: Cât de lungă este perioada sa de înjumătățire?
R: Timpul său de înjumătățire este de 3,6 secunde.
Î: Există aplicații practice pentru aceste elemente?
R: Da, dacă au izotopi cu o durată de viață adecvată, ar putea fi utilizate pentru diverse aplicații practice, cum ar fi ținte de acceleratoare de particule sau surse de neutroni.
