Мне нравится нынешний вид таблицы Менделеева - она отлично... помещается на мою визитку. Когда не было последних 5 элементов, открытых, кстати, нашими соотечественниками, было непонятно, как использовать лишнее пространство, но сейчас все симметрично и аккуратно.
Вот только ежегодно школьники и студенты спрашивают, а будет ли еще? Или же Юрий Цолакович Оганесян, группа которого сделала последний элемент, "закрыл" таблицу? Если кратко, то... и да и нет. Ответ лежит в балансе взаимодействий внутри ядра.
Напоминалка:
Число протонов в ядре (p), положительно заряженных частиц, совпадает с зарядом ядра Z, порядковым номером в таблице и (в обычном состоянии) с числом электров в оболочке
Число нейтронов (n), незаряженных частиц в ядре, сумма p+n примерно равна массе атома в а.е.м., "нуклоны" - это как раз p+n
Ядро удерживается "сильным ядерным взаимодействием", которое эффективно на расстояниях порядка фемтометров. Против него работает кулоновское (плюс от плюса) отталкивание между протонами. В отличие от сильного взаимодействия, оно дальнодействующее и растет по таблице Менделеева как ~Z². При увеличении Z энергия кулоновского отталкивания растет быстрее, чем вклад сильного взаимодействия в устойчивость.
Уже при Z > 100 (Эйнштейний-Фермий) времена жизни ядер составляют миллисекунды и меньше. Это означает, что многие фантастическте фильмы врут, когда показывают ученых с пробиркой "нового элемента". Мария Кюри могла позволить себе собирать радий в пробирку, у него период полураспада 1600 лет, но не сможет Оганесян с атомами Оганессона.
Значит ничего не выйдет?
Не совсем. Есть уже почти полностью обоснованная оболочечная модель ядра. Она предполагает, что нуклоны занимают конкретные энергитические уровни. Полное заполнение уровней дает дополнительную устойчивость.
Экспериментально подтверждены "магические числа протонов или нейтронов", соответствующие этим оболочкам: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126... Примеры - уникальная стабильность олова и свинца, который "дважды магический" и последний нерадиоактивный элемент (доказана радиоактивность висмута с периодом полураспада больше возраста Вселенной).
Комбинации p+n, соответствующие Z=126 и более лежат в основе гипотезы "острова стабильности". Такие ядра потенциально могут жить секунды или дольше, что на фоне микро- и наносекунд предыдущих соседей выглядит аномалией.
Есть и несколько независимых теоретических ограничений.
Ядерно-энергетический предел. При Z > 126 кулоновское отталкивание становится сопоставимым или превышает вклад сильного взаимодействия в удержание ядра. Барьер для распада падает до нуля. Ядро уже само не формируется как связанная система.
Релятивистская квантовая граница. В тяжелых атомах из решения уравнения Дирака следует, что при Z = 137 энергия 1s-уровня формально уходит в отрицательный континуум. Некоторые расчеты с учетом конечного размера ядра сдвигают критическое значение к Z = 170, но там уже точно глубинные электроны "упадут" на ядро.
Итого: несмотря на островок(ки) стабильности, где-то между №126 и №137, максимум до №170, таблица Менделеева закончится🤷♂️.
