Elemente transuranice

Elementele chimice cu un număr atomic mai mare de 92 sunt numite transuranice (din latinescul „dincolo de uraniu ”). De asemenea, numite „supraîncărcate” sunt unele elemente artificiale stabile cu un număr atomic mai mare de 103, numite și transatetide .

Generalitate

Elementele cu numere atomice de la 1 la 92 (cu câteva excepții) se găsesc destul de ușor în natură, fiind stabile sau având izotopi cu timpi de decădere relativ lungi.

Elementele cu un număr atomic mai mare nu există în mod natural (cu excepția plutoniului și a neptuniului care derivă din dezintegrarea beta ²³⁸ U → ²³⁹ U → ²³⁹ Np → ²³⁹ Pu ).

Prin urmare, acestea sunt observate după sinteza artificială. Studiul și sinteza acestor elemente au fost realizate de diferite grupuri, inclusiv:

• Glenn Theodore Seaborg și Edwin Mattison McMillan la Universitatea din California, Berkeley
• Gesellschaft für Schwerionenforschung în Darmstadt în Germania
• Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (FLNR), regizat de Jurij Colakovič Oganesian , la Institutul Unit pentru Cercetări Nucleare din Dubna , Rusia

Originea radioactivității

Geiger contor

În interiorul nucleului atomic există două forțe opuse: interacțiunea nucleară puternică , care leagă nucleonii împreună , și repulsia electrostatică , care forțează protonii să se respingă unul pe celălalt, toate fiind pozitive, deoarece sarcinile de același tip se resping reciproc. Deoarece ultima forță are un domeniu infinit de acțiune, deși scade în intensitate pe măsură ce pătratul distanței relative crește, în timp ce forța nucleară puternică are un domeniu de acțiune egal cu aproximativ un diametru al protonului (se spune că este o interacțiune la prag ), protonii se pot lega de ei înșiși doar pe cei mai apropiați, în timp ce suferă respingerea tuturor celorlalți, chiar și a celor mai îndepărtați. Dacă nucleul este mic, nu apar probleme, dar dacă devine prea mare, repulsia protonilor îndepărtați predomină asupra atracției celor vecini, iar nucleul devine instabil. Așa se nasc radioizotopii , adică nuclizii care se descompun emițând radiații și transformându-se în alții. Aceasta este originea radioactivității naturale. Un nucleu care are prea mulți protoni ajunge să scape de ei, să emită unii dintre ei și să se descompună într-un mod alfa sau beta . Acesta este motivul pentru care neutronii sunt prezenți în nucleu: sunt nucleoni și ajută la atragerea protonilor, dar nu au sarcină electrică și, prin urmare, nu îi resping. Într-adevăr, prin îndepărtarea protonilor unul de altul, acestea reduc repulsia electrostatică și contribuie la creșterea globală a nucleului.

Fisiune spontană

Cu toate acestea, peste un anumit număr de nucleoni, nucleul atomic nu mai poate rămâne stabil chiar și cu ajutorul neutronilor și, prin urmare, elementele naturale mai grele nu au izotopi stabili . Ultimul element care reușește să aibă cel puțin unul este plumbul , care are 82 de protoni în nucleu. Mai sus, toți izotopii posibili ai elementelor sunt instabili, chiar dacă pot avea o durată medie de viață de miliarde de ani, cum ar fi uraniul 238, și, prin urmare, supraviețuiesc încă din timpul nucleosintezei primordiale din Big Bang . Acestea sunt așa-numitele „nuclizi primordiali”. Dar, dintr-un anumit moment, începând de la Californium cu 98 de protoni, nucleul nu mai caută stabilitate emițând câțiva nucleoni, ci chiar împărțindu-se în doi. Este așa-numita fisiune spontană . În uraniu, fisiunea trebuie provocată, dar în elementele transuranice poate apărea spontan. Tocmai asta împiedică nucleele atomice să devină prea mari: dacă există mai mult de 105 protoni în nucleu, timpul de înjumătățire devine de ordinul a câteva secunde, dacă nu fracțiuni de secundă, datorită fisiunii spontane și în reacțiile nucleare nuclizi prea mari nici măcar nu se vor naște.

Ipoteza supraîncărcată

Cu toate acestea, se presupune că pot exista elemente stabile cu un număr mare de masă, deoarece durata medie de viață pentru fisiunea spontană scade odată cu creșterea pătratului numărului atomic, fiind legată de repulsia electrostatică. În corespondență cu închiderea învelișului nuclear cu 114 protoni și 184 neutroni (unul dintre așa-numiții nuclizi magici dubli ), ar trebui să reapară un nuclid stabil. S-a încercat producerea acestei specii de uriași prin bombardarea transuranicelor cu nuclee de sulf sau calciu , în speranța că starea compusă va scăpa de câțiva nucleoni și va returna o supraîncărcare sau, chiar, prin ciocnirea a doi nuclei de uraniu 238 , astfel încât să genereze un agregat nucleonic teribil de greu și instabil care, printr-un canal de descompunere, a dus la o supraîncărcare. Astăzi , următoarele elemente sunt clasificate ca supergreu: Darmstadtium , roentgeniu , coperniciu , nihonium , flerovio , muscovius , Livermoriu , tennessus și oganesson , sintetizat recent.

Elemente sintetice

Elementele sintetice sunt cele care nu sunt prezente în mod natural pe Pământ și care pot fi obținute numai artificial. Acestea sunt elementele cu numere atomice de la 99 încoace. Niciun element sintetic nu are izotopi stabili, dar nu toate elementele fără izotopi stabili sunt sintetici: de exemplu uraniu și toriu, dintre care există numeroase mine.

Apoi, există un grup de elemente care, deși nu sunt elemente sintetice, au fost descoperite mai întâi prin sinteză și apoi găsite mai târziu și în natură. Primul element obținut prin sinteză a fost tehneciul , în 1936. Acest element, deși are un număr atomic redus (43), nu posedă izotopi stabili și din acest motiv nu a fost niciodată observat în natură. Cu toate acestea, nu putem vorbi de un element sintetic real, deoarece urmele ulterioare ale izotopului ⁹⁸ Tc au fost descoperite în natură ca produs al fisiunii spontane a uraniului 238 sau a captării unui neutron și a decăderii beta ulterioare de către molibden 97.

Elemente conexe

• Tabelul periodic
• Radioactivitate
• Fluorcafit

linkuri externe

• ( EN ) Elemente transuranice , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul chimiei

Portalul de fizică