В материале про последний элемент привычной нам таблицы Менделеева мы с вами отметили, что сегодняшние научные представления обозначают, что этот атом появится в ячейке 126.
Всё, что может быть дальше (или, похоже, не может) подразумевает другую физику становления атомного ядра и, вероятнее всего, мы вряд ли сможем обнаружить такие элементы. Более того, сам крайний элемент будет очень нестабилен и сможет просуществовать считанные секунды. Даже меньше, чем элемент 118, который сегодня считается вполне реальным и обнаруженным.
Причина простая - такая конфигурация субатомных частиц подразумевает, что силы электростатического отталкивания протонов значительно превысят сильное притяжение, а разные сопутствующие эффекты (например, релятивизм электрона) сделают модель атома невероятной. По сути такой атом - это мгновение, которое застывает на доли секунды и тем самым только подтверждает, что стандартная модель всё-таки сработала. Я рассказывал про это в видео по теме. Ещё стоило бы напомнить про остров стабильности, но это немного другая тема - есть там идея, что сначала будет этакий провал, а потом конфигурации опять будут устойчивыми, но это лишь гипотеза.
При этом атом на грани таблицы Менделеева будет находиться где-то и на границе реальности существующей модели вещества и окажется наделён довольно интересными свойствами.
Оказывается для него даже уже и название придумали, хотя он пока лишь гипотеза и олицетворение расчётной модели, обозначившей эту величину как пока ещё удачную. Называется 126 элемент унбигексий и ещё раз напишу, что он лишь гипотеза.
Название унбигексий (Unbihexium) временное, систематическое. Оно происходит от латинских чисел un-bi-hex (1-2-6). Согласно этой логике, если элемент когда-нибудь будет подтверждён, ему дадут настоящее имя как оганесон (Og, элемент 118) получил его в честь Юрия Оганесяна, российского физика, стоявшего у истоков охоты на сверхтяжёлые элементы.
Интересно, что унбигексий как раз и находится на границе острова стабильности.
Как выглядит атом с 126 протонами?
Чтобы представить себе унбигексий, нужно понять, что значит атомный номер 126.
126 - это количество протонов в ядре. У каждого из них есть положительный заряд, и, следовательно, чем больше протонов тем сильнее они отталкиваются друг от друга. Силы притяжения между ними обеспечивает ядерное взаимодействие, но оно короткодействующее. При таком большом числе протонов ядро начинает напоминать напряжённую пружину, готовую распрямиться в любой момент.
Стабильность таких ядер зависит от числа нейтронов. Они как цемент между протонами.
Для унбигексия расчёты показывают, что наилучшая стабильность может наблюдаться при около 184 нейтронах - это особое магическое число.
Именно это число нейтронов, по ядерной теории, создаёт замкнутую энергетическую оболочку, делая ядро более устойчивым.
Если учёным удастся добраться до унбигексия, то он может стать первым атомом на острове стабильности - частицей, способной существовать достаточно долго, чтобы исследовать её химию.
Химия за гранью привычного
Но даже без реального обнаружения элемента мы можем делать некоторые прогнозы. Если бы учёным удалось получить хотя бы несколько стабильных атомов унбигексия (элемент 126), их химические свойства, вероятно, стали бы одними из самых странных во всей таблице Менделеева.
На первый взгляд, этот элемент должен был бы вести себя как сверхтяжёлый аналог свинца (Pb) или полония (Po), ведь он располагается в той же группе. Однако при таких огромных зарядах ядра всё перестаёт подчиняться привычным правилам.
В атоме унбигексия внутренние электроны будут двигаться с околосветовой скоростью. Согласно специальной теории относительности, чем ближе скорость к световой, тем сильнее растёт масса частицы. Из-за этого орбитали - особенно самые близкие к ядру сжимаются и стабилизируются. Электроны буквально прилипают к ядру, снижая способность атома вступать в химические реакции.
Так возникает парадокс. Элемент, который по положению должен быть активным металлом, может оказаться почти инертным, напоминая благородный газ (не реагирует ни с чем при нормальных условиях).
Учёные уже сталкивались с подобным эффектом у золота и ртути - их необычные свойства напрямую связаны с релятивистскими поправками. Но в случае унбигексия это влияние станет доминирующим и вероятно, не будет подчиняться нашим прогнозам.
У элемента возможны новые типы химических связей, которые не укладываются в классические представления.
Некоторые квантово-химические модели предсказывают, что унбигексий может проявлять одновременно металлические и неметаллические свойства, образуя соединения с необычной структурой - например, с плавающими электронами или нестабильными кластерами.
Металл, газ или нечто третье?
Если унбигексий действительно окажется на острове стабильности и проживёт хотя бы секунды, возможно, он будет тяжёлым блестящим металлом, но химически пассивным, как платина или золото.
Однако другие расчёты указывают, что релятивистские эффекты сделают его квазинертным, словно сверхтяжёлый аналог ксенона. Он мог бы формировать слабые соединения с фтором или кислородом, но разрушаться при малейшем нагреве.
Электроны унбигексия будут чувствовать Эйнштейна своей пятой точкой и это точно скажется на их поведении. Это, пожалуй, одна из главных проблем этого атома.
С таким гигантским ядром унбигексий был бы крайне плотным веществом - плотность могла бы превышать 40–50 г/см³, то есть почти в два раза больше, чем у осмия, самого плотного известного металла.
Один кубический сантиметр унбигексия весил бы, как стальной шарик размером с теннисный мяч.
Это следствие того, что в ядре 126 протонов и около 184 нейтронов упакованы в невероятно малый объём — своеобразная «ядерная черная дыра» на атомном уровне.
Если бы его удалось сконденсировать в макроскопическое вещество, унбигексий, вероятно, был бы металлом серебристо-серого цвета, с огромной плотностью электронов и сильными связями между атомами. Температура плавления теоретически могла бы быть очень высокой - более 1500 °C, хотя точные расчёты зависят от того, насколько релятивистские эффекты изменят структуру электронного облака. Но парадокс в том, что из-за радиоактивности этот металл нагревался бы сам собой. Энергия распада могла бы расплавить его буквально изнутри.
Даже если он попадёт на остров стабильности, его ядро будет медленно трещать под давлением своих собственных сил. Он испускал бы альфа- и бета-частицы, возможно, с редкими гамма-вспышками, создавая локальное свечение - слабое, но зловеще красивое, будто вещество само светится изнутри.
В макроскопических количествах унбигексий стал бы самонагревающимся и самораспадающимся металлом, который нельзя ни остудить, ни заморозить.
Релятивистские эффекты, сжимающие электронные оболочки, должны были бы придать унбигексию высокую проводимость, сопоставимую с серебром или медью, но при этом необычную оптическую структуру. Он мог бы отражать свет не зеркально, а с переливом в золотисто-фиолетовых тонах, как будто металл ломает фотон, заставляя его менять частоту.
Некоторые расчёты даже допускают, что при определённых давлениях унбигексий мог бы проявлять сверхпроводимость, ведь тяжёлые ядра и плотные электронные облака создают идеальные условия для куперовских пар.
Но пока... Всё это лишь наши научные фантазии. Зато если идея сработает, то мы получим элемент настолько уникальный, что подобных свойств мы пока просто не наблюдали.
⚡ Ещё больше интересного в моём Telegram!
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями