Tabla periódica extendida

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Una tabla periódica extendida teoriza sobre elementos químicos más allá de los actualmente conocidos en la tabla periódica y probados, hasta oganesson , que completa el séptimo período (fila) en la tabla periódica en el número atómico ( Z ) 118. A partir de 2021 ^[update], ningún elemento con se ha sintetizado con éxito un número atómico más alto que el oganesson; todos los elementos del octavo período y posteriores siguen siendo, por tanto, puramente hipotéticos.

Si se descubren más elementos con números atómicos más altos que éste, se colocarán en períodos adicionales, dispuestos (como con los períodos existentes) para ilustrar tendencias periódicas recurrentes en las propiedades de los elementos en cuestión. Se espera que cualquier período adicional contenga un número mayor de elementos que el séptimo período, ya que se calcula que tiene un llamado bloque g adicional , que contiene al menos 18 elementos con orbitales g parcialmente llenos en cada período. Una mesa de ocho período que contiene este bloque fue sugerido por Glenn T. Seaborg en 1969. ^[1]^[2] El primer elemento de la g-bloque puede tener número atómico 121, y por lo tanto tendría el nombre sistemático unbiunium . A pesar de muchas búsquedas, ningún elemento de esta región ha sido sintetizado o descubierto en la naturaleza. ^[3]

De acuerdo con la aproximación orbital en las descripciones de la mecánica cuántica de la estructura atómica, el bloque g correspondería a elementos con orbitales g parcialmente llenos, pero los efectos de acoplamiento espín-órbita reducen sustancialmente la validez de la aproximación orbital para elementos de alto número atómico. Mientras que la versión de Seaborg del período extendido tenía los elementos más pesados siguiendo el patrón establecido por los elementos más ligeros, ya que no tomaba en cuenta los efectos relativistas , los modelos que toman en cuenta los efectos relativistas no lo hacen. Pekka Pyykkö y Burkhard Fricke utilizaron modelos informáticos para calcular las posiciones de los elementos hasta Z = 172, y encontraron que varios fueron desplazados delRegla de Madelung . ^[4] Como resultado de la incertidumbre y la variabilidad en las predicciones de las propiedades químicas y físicas de los elementos más allá de 120, actualmente no hay consenso sobre su ubicación en la tabla periódica ampliada.

Es probable que los elementos en esta región sean muy inestables con respecto a la desintegración radiactiva y experimenten desintegración alfa o fisión espontánea con vidas medias extremadamente cortas , aunque se supone que el elemento 126 se encuentra dentro de una isla de estabilidad que es resistente a la fisión pero no a la alfa. decaer. También pueden ser posibles otras islas de estabilidad más allá de los elementos conocidos, incluida una teorizada en torno al elemento 164, aunque el alcance de los efectos estabilizadores de los proyectiles nucleares cerrados es incierto. No está claro cuántos elementos más allá de la isla de estabilidad esperada son físicamente posibles, si el período 8 está completo o si hay un período 9. ElLa Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) define la existencia de un elemento si su vida útil es superior a ^10-14 segundos (0,01 picosegundos o 10 femtosegundos), que es el tiempo que tarda el núcleo en formar una nube de electrones . ^[5]

Ya en 1940, se observó que una interpretación simplista de la ecuación relativista de Dirac tiene problemas con los orbitales de electrones en Z > 1 / α ≈ 137, lo que sugiere que los átomos neutros no pueden existir más allá del elemento 137, y que una tabla periódica de elementos basada en los orbitales de electrones, por lo tanto, se rompe en este punto. ^[6] Por otro lado, un análisis más riguroso calcula que el límite análogo es Z ≈ 173 donde la subcapa 1s se sumerge en el mar de Dirac , y que en cambio no son átomos neutros los que no pueden existir más allá del elemento 173, sino núcleos desnudos, por tanto, no supone ningún obstáculo para la ampliación del sistema periódico. Los átomos más allá de este número atómico crítico se denominanátomos supercríticos .

Historia [ editar ]

Se propuso por primera vez que existieran elementos más pesados más allá de los actínidos ya en 1895, cuando el químico danés Hans Peter Jørgen Julius Thomsen predijo que el torio y el uranio formaban parte de un período de 32 elementos que terminaría en un elemento químicamente inactivo con peso atómico 292 ( no muy lejos del 294 conocido hoy por el primer y único isótopo descubierto de oganesson ). En 1913, el físico sueco Johannes Rydberg predijo de manera similar que el siguiente gas noble después del radón tendría el número atómico 118, y derivó puramente formalmente congéneres de radón aún más pesados en Z = 168, 218, 290, 362 y 460, exactamente donde el Aufbau principiopredeciría que lo serían. Niels Bohr predijo en 1922 la estructura electrónica de este próximo gas noble en Z = 118, y sugirió que la razón por la que los elementos más allá del uranio no se veían en la naturaleza era porque eran demasiado inestables. El físico e ingeniero alemán Richard Swinne publicó un artículo de revisión en 1926 que contenía predicciones sobre los elementos transuránicos (él pudo haber acuñado el término) en el que anticipó las predicciones modernas de una isla de estabilidad : había planteado la hipótesis desde 1914 de que las vidas medias no deberían disminuir estrictamente con el número atómico, pero sugirió en cambio que podría haber algunos elementos de vida más larga en Z = 98-102 y Z = 108-110, y especuló que tales elementos podrían existir en el núcleo de la Tierra , en meteoritos de hierro o en los casquetes polares de Groenlandia, donde habían estado encerrados desde su supuesto origen cósmico. ^[7] En 1955, estos elementos se denominaron elementos superpesados . ^[8]

Las primeras predicciones sobre las propiedades de los elementos superpesados no descubiertos se hicieron en 1957, cuando se exploró por primera vez el concepto de proyectiles nucleares y se teorizó la existencia de una isla de estabilidad alrededor del elemento 126. ^[9] En 1967, se realizaron cálculos más rigurosos, y el se teorizó que la isla de estabilidad se centraba en el flerovium entonces no descubierto (elemento 114); Este y otros estudios posteriores motivaron a muchos investigadores a buscar elementos superpesados en la naturaleza o intentar sintetizarlos en aceleradores. ^[8] En la década de 1970 se realizaron muchas búsquedas de elementos superpesados, todas con resultados negativos. A diciembre de 2018^[update], se ha intentado la síntesis para todos los elementos hasta e incluyendo unbiseptium ( Z = 127), excepto unbitrium ( Z = 123), ^[10]^[11]^[12] con el elemento más pesado sintetizado con éxito siendo el oganesson en 2002 y el más reciente siendo el descubrimiento el de tennessine en 2010. ^[10]

Como se predijo que algunos elementos superpesados se encontrarían más allá de la tabla periódica de siete períodos, Glenn T. Seaborg propuso por primera vez un octavo período adicional que contenía estos elementos en 1969. Este modelo continuó el patrón en elementos establecidos e introdujo un nuevo bloque g y serie de superactinidas que comienza en el elemento 121, aumentando el número de elementos en el período 8 en comparación con los períodos conocidos. ^[1]^[2]^[8] Sin embargo, estos primeros cálculos no tuvieron en cuenta los efectos relativistas que rompen las tendencias periódicas y hacen imposible la extrapolación simple. En 1971, Fricke calculó la tabla periódica hasta Z = 172 y descubrió que algunos elementos tenían propiedades diferentes que rompen el patrón establecido, ^[4]y un cálculo de 2010 de Pekka Pyykkö también señaló que varios elementos podrían comportarse de manera diferente a lo esperado. ^[13] Se desconoce hasta qué punto la tabla periódica podría extenderse más allá de los 118 elementos conocidos, ya que se predice que los elementos más pesados serán cada vez más inestables. Glenn T. Seaborg sugirió que, prácticamente hablando, el final de la tabla periódica podría llegar tan pronto como alrededor de Z = 120 debido a la inestabilidad nuclear. ^[14]

Estructuras predichas de una tabla periódica extendida [ editar ]

Actualmente no hay consenso sobre la ubicación de elementos más allá del número atómico 120 en la tabla periódica.

Todos estos elementos hipotéticos no descubiertos son nombrados por el estándar de nombre de elemento sistemático de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) que crea un nombre genérico para su uso hasta que el elemento haya sido descubierto, confirmado y aprobado un nombre oficial. Por lo general, estos nombres no se utilizan en la bibliografía y se denominan por sus números atómicos; por lo tanto, el elemento 164 normalmente no se llamaría "unhexquadium" o "Uhq" (el nombre y símbolo sistemáticos de la IUPAC), sino más bien "elemento 164" con el símbolo "164", "(164)" o "E164". ^[15]

Principio de Aufbau [ editar ]

En el elemento 118, se supone que los orbitales 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, 5f, 6s, 6p, 6d, 7s y 7p están llenos, con los orbitales restantes sin llenar. Una simple extrapolación del principio de Aufbau predeciría que la octava fila llenará orbitales en el orden 8s, 5g, 6f, 7d, 8p; pero después del elemento 120, la proximidad de las capas de electrones hace que la colocación en una mesa simple sea problemática.

v t mi Tabla periódica extendida
1	1 hora																																																	2 Él
2	3 Li	4 ser																																											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
3	11 Na	12 mg																																											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
4	19 K	20 Ca																																	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 Como	34 Se	35 Hab	36 Kr
5	37 Rb	38 Sr																																	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 meses	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 cd	49 pulg	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 Yo	54 Xe
6	55 C	56 Ba																			57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 pm	62 Sm	63 UE	64 Dios	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Ptos	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 en	86 Rn
7	87 Fr	88 Ra																			89 Ac	90 mil	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 am	96 cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og
8	119 Uue	120 Ubn	121 Ubu	122 Ubb	123 Ubt	124 Ubq	125 Ubp	126 Ubh	127 Ubs	128 Ubo	129 Ube	130 Utn	131 Utu	132 Utb	133 Utt	134 Utq	135 Utp	136 Uth	137 Uts	138 Uto	139 Ute	140 Uqn	141 Uqu	142 Uqb	143 Uqt	144 Uqq	145 Uqp	146 Uqh	147 Uqs	148 Uqo	149 Uqe	150 Upn	151 Upu	152 Upb	153 Upt	154 Upq	155 Upp	156 Uph	157 Ups	158 Upo	159 Upe	160 Uhn	161 Uhu	162 Uhb	163 Uht	164 Uhq	165 Uhp	166 Uhh	167 Uhs	168 Uho

Leyenda

El color de fondo muestra la categoría:

bloque s

bloque f

bloque d

bloque p

Pyykkö [ editar ]

No todos los modelos muestran los elementos superiores siguiendo el patrón establecido por los elementos más ligeros. Pekka Pyykkö , por ejemplo, utilizó modelos informáticos para calcular las posiciones de los elementos hasta Z = 172 y sus posibles propiedades químicas en un artículo publicado en 2011. Encontró que varios elementos se desplazaron de la regla de ordenación de energía de Madelung como resultado de orbitales superpuestos; esto se debe al papel cada vez mayor de los efectos relativistas en los elementos pesados. ^[13]

Fricke [ editar ]

Burkhard Fricke et al., Quienes realizaron cálculos hasta el elemento 184 en un artículo publicado en 1971, también encontraron algunos elementos que se desplazaron del principio de Aufbau como consecuencia de efectos relativistas. ^[4]^[16]

H

Él

Li

Ser

B

C

norte

O

F

Nordeste

N / A

Mg

Alabama

Si

PAG

S

Cl

Arkansas

K

California

Carolina del Sur

Ti

V

Cr

Minnesota

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Georgia

Ge

Como

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nótese bien

Mes

Tc

Ru

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Pd

Ag

CD

En

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Licenciado en Letras

La

Ce

Pr

Dakota del Norte

Pm

Sm

UE

Di-s

Tuberculosis

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ejército de reserva

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Correos

A

Rn

P.

Real academia de bellas artes

C.A

Th

Pensilvania

U

Notario público

Pu

Soy

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Maryland

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Monte

Ds

Rg

Cn

Nueva Hampshire

Florida

Mc

Lv

Ts

Og

119

120

121

122-141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

Nefedov [ editar ]

Nefedov [ ru ] , Trzhaskovskaya y Yarzhemskii realizaron cálculos hasta 164 (resultados publicados en 2006). Contrariamente a Pyykkö, así como a Fricke et al., Consideraron que los elementos 158 a 164 eran homólogos de los grupos 4 a 10, y no 6 a 12, notando similitudes de configuraciones electrónicas con los metales de transición del período 5. Los elementos 111 y 112 se desplazan del plano para reflejar configuraciones diferentes de Au y Hg. ^[17]

Forma sugerida por Nefedov et al. (Fragmento, forma corta de 8 columnas para los elementos pesados)

Kulsha [ editar ]

El químico computacional Andrey Kulsha ha sugerido dos formas de la tabla periódica extendida. Según sus probables propiedades químicas, los elementos 157-172 se colocan como congéneres del octavo período del itrio al xenón en el quinto período; ^[18] esto concuerda con los cálculos de 2006 de Nefedov et al. ^[17] En la primera sugerencia de Kulsha (2011, después de la publicación del artículo de Pyykkö), ^{[19] los} elementos 121-138 y 139-156 se colocan como dos filas separadas (en conjunto llamadas "elementos de ultransición"), relacionados por la adición de un 5g ¹⁸ subshell en el núcleo, ya que imitan respectivamente a los lantánidos y actínidos. ^[18]En su segunda sugerencia (2016), los elementos 121-142 forman un bloque g (ya que tienen actividad 5g), mientras que los elementos 143-156 forman un bloque f colocado debajo del actinio a través del nobelio. ^[20]

La primera forma sugerida de Kulsha

Segunda forma sugerida de Kulsha

Búsquedas de elementos no descubiertos [ editar ]

Intentos de síntesis [ editar ]

Se han realizado intentos infructuosos de sintetizar los elementos del período 8 hasta el unbiseptium, excepto el unbitrium. Los intentos de sintetizar el ununennio, el primer elemento del período 8, están en curso a partir de 2021.

Ununennium [ editar ]

La síntesis de ununennio se intentó por primera vez en 1985 bombardeando un objetivo de einstenio-254 con iones de calcio -48 en el acelerador superHILAC en Berkeley, California:

²⁵⁴
₉₉Es
+ ⁴⁸
₂₀California
→ ³⁰²
₁₁₉Uue
* → sin átomos

No se identificaron átomos, lo que dio lugar a una sección transversal límite de 300 nb . ^[21] Cálculos posteriores sugieren que la sección transversal de la reacción 3n (que daría como resultado ²⁹⁹ Uue y tres neutrones como productos) en realidad sería seiscientas mil veces más baja que este límite superior, a 0.5 pb. ^[22]

Como el ununenio es el elemento más ligero por descubrir, ha sido objeto de experimentos de síntesis por equipos tanto alemanes como rusos en los últimos años. ^{[ cita requerida ]} Los experimentos rusos se llevaron a cabo en 2011, y no se publicaron resultados, lo que implica fuertemente que no se identificaron átomos de ununennio. De abril a septiembre de 2012, se realizó un intento de sintetizar los isótopos ²⁹⁵ Uue y ²⁹⁶ Uue bombardeando un objetivo de berkelio -249 con titanio -50 en el Centro GSI Helmholtz de Investigación de Iones Pesados en Darmstadt , Alemania. ^[23]^[24]Con base en la sección transversal teóricamente predicha, se esperaba que un átomo de ununennio se sintetizara dentro de los cinco meses posteriores al comienzo del experimento. ^[25]

²⁴⁹
₉₇Bk
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁶
₁₁₉Uue
+ 3 ¹
₀
norte

²⁴⁹
₉₇Bk
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₁₉Uue
* → ²⁹⁵
₁₁₉Uue
+ 4 ¹
₀
norte

El experimento se planeó originalmente para continuar hasta noviembre de 2012, ^[26] pero se detuvo temprano para hacer uso del objetivo ²⁴⁹ Bk para confirmar la síntesis de tennessine (cambiando así los proyectiles a ⁴⁸ Ca). ^[27] Se predijo que esta reacción entre ²⁴⁹ Bk y ⁵⁰ Ti sería la reacción práctica más favorable para la formación de ununennio, ^[24] ya que es bastante asimétrica, ^[25] aunque también algo fría. ^[27] (La reacción entre ²⁵⁴ Es y ⁴⁸ Ca sería superior, pero preparando cantidades de miligramos de ²⁵⁴Es para un objetivo es difícil.) ^[25] Sin embargo, el cambio necesario de la " solución milagrosa " ⁴⁸ Ca a ⁵⁰ Ti divide el rendimiento esperado de ununennio por aproximadamente veinte, ya que el rendimiento depende en gran medida de la asimetría de la reacción de fusión. . ^[25]

Debido a las vidas medias cortas previstas, el equipo de GSI utilizó una nueva electrónica "rápida" capaz de registrar eventos de desintegración en microsegundos. ^[24] No se identificaron átomos de ununennio, lo que implica una sección transversal límite de 70 fb. ^[27] La sección transversal real prevista es de alrededor de 40 fb, que se encuentra en los límites de la tecnología actual. ^[25]

El equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna , Rusia, planeó comenzar experimentos sobre la síntesis de ununennio y unbinilio utilizando las reacciones ²⁴⁹ Bk + ⁵⁰ Ti y ²⁴⁹ Cf + ⁵⁰ Ti en 2019 utilizando un nuevo complejo experimental. ^[28]^[29] El equipo de RIKEN en Japón también planeó hacer intentos con estos elementos a partir de 2018 con objetivos de ²⁴⁸ Cm usando las reacciones de ²⁴⁸ Cm + ⁵¹ V ^[30] y ²⁴⁸ Cm + ⁵⁴ Cr. ^[31]El primero está en marcha desde junio de 2018 ^[30].

Unbinilium [ editar ]

Tras su éxito en la obtención de oganesson por la reacción entre 249 Cf y 48 Ca en 2006, el equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna inició experimentos similares en marzo-abril de 2007, con la esperanza de crear unbinilium (elemento 120) de núcleos de 58 Fe y 244 Pu . ^[32]^[33] Se predice que los isótopos de unbinilio tienen vidas medias de desintegración alfa del orden de microsegundos . ^[34]^[35]El análisis inicial reveló que no se produjeron átomos de unbinilio, lo que proporciona un límite de 400 fb para la sección transversal a la energía estudiada. ^[36]

²⁴⁴
₉₄Pu
+ ⁵⁸
₂₆Fe
→ ³⁰²
₁₂₀Ubn
* → sin átomos

El equipo ruso planeó actualizar sus instalaciones antes de intentar la reacción nuevamente. ^[36]

En abril de 2007, el equipo del Centro GSI Helmholtz de Investigación de Iones Pesados en Darmstadt , Alemania , intentó crear unbinilio utilizando uranio -238 y níquel -64: ^[37]

²³⁸
₉₂U
+ ⁶⁴
₂₈Ni
→ ³⁰²
₁₂₀Ubn
* → sin átomos

No se detectaron átomos, lo que proporciona un límite de 1,6 pb para la sección transversal a la energía proporcionada. El GSI repitió el experimento con mayor sensibilidad en tres corridas separadas en abril-mayo de 2007, enero-marzo de 2008 y septiembre-octubre de 2008, todas con resultados negativos, alcanzando un límite de sección transversal de 90 fb. ^[37]

En junio-julio de 2010, y nuevamente en 2011, después de actualizar su equipo para permitir el uso de objetivos más radiactivos, los científicos del GSI intentaron la reacción de fusión más asimétrica: ^[38]

²⁴⁸
₉₆Cm
+ ⁵⁴
₂₄Cr
→ ³⁰²
₁₂₀Ubn
* → sin átomos

Se esperaba que el cambio en la reacción quintuplicaría la probabilidad de sintetizar unbinilio, ^[39] ya que el rendimiento de tales reacciones depende en gran medida de su asimetría. ^[25] Se observaron tres señales correlacionadas que coincidían con las energías de desintegración alfa predichas de ²⁹⁹ Ubn y su hija ²⁹⁵ Og, así como con la energía de desintegración conocida experimentalmente de su nieta ²⁹¹Lv . Sin embargo, la vida útil de estas posibles desintegraciones fue mucho más larga de lo esperado y los resultados no pudieron confirmarse. ^[40]^[41]^[38]

En agosto-octubre de 2011, un equipo diferente del GSI que utilizaba las instalaciones de TASCA intentó una reacción nueva, aún más asimétrica: ^[42]^[27]

²⁴⁹
₉₈Cf
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ²⁹⁹
₁₂₀Ubn
* → sin átomos

Debido a su asimetría, ^[43] se predijo que la reacción entre ²⁴⁹ Cf y ⁵⁰ Ti sería la reacción práctica más favorable para sintetizar unbinilio, aunque también es algo fría. No se identificaron átomos de unbinilio, lo que implica una sección transversal limitante de 200 fb. ^[27] Jens Volker Kratz predijo que la sección transversal máxima real para producir unbinilio por cualquiera de estas reacciones sería de alrededor de 0,1 fb; ^[44] en comparación, el récord mundial para la sección transversal más pequeña de una reacción exitosa fue de 30 fb para la reacción ²⁰⁹ Bi ( ⁷⁰ Zn, n) ²⁷⁸Nh , ^[25]y Kratz predijo una sección transversal máxima de 20 fb para producir el ununennium vecino. ^[44] Si estas predicciones son precisas, entonces sintetizar ununennio estaría en los límites de la tecnología actual, y sintetizar unbinilium requeriría nuevos métodos. ^[44]

Unbiunium [ editar ]

La síntesis de unbiunio se intentó por primera vez en 1977 bombardeando un objetivo de uranio-238 con iones de cobre -65 en la Gesellschaft für Schwerionenforschung en Darmstadt , Alemania :

²³⁸
₉₂U
+ ⁶⁵
₂₉Cu
→ ³⁰³
₁₂₁Ubu
* → sin átomos

No se identificaron átomos. ^[11]

Unbibium [ editar ]

Los primeros intentos de sintetizar unbibium fueron realizados en 1972 por Flerov et al. en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR), utilizando las reacciones de fusión en caliente inducidas por iones pesados: ^[10]

²³⁸
₉₂U
+ ^66,68
₃₀Zn
→ ^{304, 306}
₁₂₂Ubb
* → sin átomos

Estos experimentos fueron motivados por predicciones tempranas sobre la existencia de una isla de estabilidad en N = 184 y Z > 120. No se detectaron átomos y se midió un límite de rendimiento de 5 nb (5,000 pb ). Los resultados actuales (ver flerovium ) han demostrado que la sensibilidad de estos experimentos fue demasiado baja en al menos 3 órdenes de magnitud. ^[12]

En 2000, el Centro Helmholtz de Investigación de Iones Pesados Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) realizó un experimento muy similar con una sensibilidad mucho mayor: ^[10]

²³⁸
₉₂U
+ ⁷⁰
₃₀Zn
→ ³⁰⁸
₁₂₂Ubb
* → sin átomos

Estos resultados indican que la síntesis de tales elementos más pesados sigue siendo un desafío significativo y se requieren más mejoras en la intensidad del haz y la eficiencia experimental. La sensibilidad debe aumentarse a 1 fb en el futuro para obtener resultados de mayor calidad.

Otro intento fallido de sintetizar unbibium se llevó a cabo en 1978 en el GSI Helmholtz Center, donde un objetivo de erbio natural fue bombardeado con iones xenón-136 : ^[10]

^nat
₆₈Er
+ ¹³⁶
₅₄Xe
→ ^{298, 300, 302, 303, 304, 306}
Ubb
* → sin átomos

En particular, se esperaba que la reacción entre ¹⁷⁰ Er y ¹³⁶ Xe produjera emisores alfa con semividas de microsegundos que se descompondrían en isótopos de flerovium con semividas quizás aumentando hasta varias horas, ya que se predice que el flerovium se encuentra cerca el centro de la isla de la estabilidad . Después de doce horas de irradiación, no se encontró nada en esta reacción. Tras un intento fallido similar de sintetizar unbiunio a partir de ²³⁸ U y ⁶⁵ Cu, se concluyó que las vidas medias de los núcleos superpesados deben ser inferiores a un microsegundo o las secciones transversales son muy pequeñas. ^[45]Una investigación más reciente sobre la síntesis de elementos superpesados sugiere que ambas conclusiones son ciertas. ^[25]^[46] Los dos intentos en la década de 1970 para sintetizar unbibium fueron impulsados por la investigación que investigaba si los elementos superpesados podían ocurrir de forma natural. ^[10]

Entre 2000 y 2004 se llevaron a cabo varios experimentos que estudian las características de fisión de varios núcleos de compuestos superpesados, como ³⁰⁶ Ubb, en el Laboratorio de Reacciones Nucleares de Flerov . Se utilizaron dos reacciones nucleares, a saber, ²⁴⁸ Cm + ⁵⁸ Fe y ²⁴² Pu + ⁶⁴ Ni. ^[10] Los resultados revelan cómo los núcleos superpesados se fisionan predominantemente al expulsar núcleos de capa cerrada como ¹³² Sn (Z = 50, N = 82). También se encontró que el rendimiento de la vía de fusión-fisión fue similar entre proyectiles ⁴⁸ Ca y ⁵⁸ Fe, lo que sugiere un posible uso futuro de ⁵⁸Proyectiles de Fe en formación de elementos superpesados. ^[47]

Unbiquadium [ editar ]

Los científicos de GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) intentaron medir la fisión directa y retardada de núcleos compuestos de elementos con Z = 114, 120 y 124 para sondear los efectos de la capa en esta región y determinar el próximo protón esférico. cáscara. Esto se debe a que tener capas nucleares completas (o, de manera equivalente, tener un número mágico de protones o neutrones ) conferiría más estabilidad a los núcleos de tales elementos superpesados, acercándose así a la isla de estabilidad . En 2006, con los resultados completos publicados en 2008, el equipo proporcionó los resultados de una reacción que involucró el bombardeo de un germanio natural. objetivo con iones de uranio:

²³⁸
₉₂U
+ ^nat
₃₂Ge
→ ^{308, 310, 311, 312, 314}
Ubq
* → fisión

El equipo informó que habían podido identificar núcleos compuestos que se fisionan con vidas medias> ^10-18 s. Este resultado sugiere un fuerte efecto estabilizador en Z = 124 y apunta a la siguiente capa de protones en Z > 120, no en Z = 114 como se pensaba anteriormente. Un núcleo compuesto es una combinación suelta de nucleones que aún no se han organizado en capas nucleares. No tiene estructura interna y se mantiene unido solo por las fuerzas de colisión entre el objetivo y los núcleos del proyectil. Se estima que se necesitan alrededor de ^10-14 s para que los nucleones se organicen en capas nucleares, momento en el que el núcleo compuesto se convierte en un nucleón., y la IUPAC utiliza este número como la vida media mínima que debe tener un isótopo declarado para que pueda ser reconocido como descubierto. Por lo tanto, los experimentos de GANIL no cuentan como un descubrimiento del elemento 124 . ^[10]

La fisión del núcleo compuesto ³¹² 124 también se estudió en 2006 en el acelerador de iones pesados ALPI en tándem en los Laboratori Nazionali di Legnaro (Laboratorios Nacionales Legnaro) en Italia: ^[48]

²³²
₉₀Th
+ ⁸⁰
₃₄Se
→ ³¹²
Ubq
* → fisión

De manera similar a los experimentos anteriores realizados en el JINR ( Instituto Conjunto de Investigación Nuclear ), los fragmentos de fisión se agruparon alrededor de núcleos doblemente mágicos como ¹³² Sn ( Z = 50, N = 82), revelando una tendencia de los núcleos superpesados a expulsar tales núcleos doblemente mágicos en fisión. ^[47] También se encontró que aumentaba el número promedio de neutrones por fisión del núcleo compuesto ³¹² 124 (en relación con los sistemas más livianos), lo que confirma que la tendencia de núcleos más pesados que emiten más neutrones durante la fisión continúa en la región de masa superpesada. ^[48]

Unbipentium [ editar ]

El primer y único intento de sintetizar unbipentium se realizó en Dubna en 1970-1971 utilizando iones de zinc y un objetivo de americio - 243 : ^[12]

²⁴³
₉₅Soy
+ ^{66, 68}
₃₀Zn
→ ^{309, 311}
Ubp
* → sin átomos

No se detectaron átomos y se determinó un límite de sección transversal de 5 nb. Este experimento fue motivado por la posibilidad de una mayor estabilidad para los núcleos alrededor de Z ~ 126 y N ~ 184, ^[12] aunque investigaciones más recientes sugieren que la isla de estabilidad puede estar en un número atómico más bajo (como copernicium , Z = 112) , y la síntesis de elementos más pesados como el unbipentium requerirá experimentos más sensibles. ^[25]

Unbihexium [ editar ]

El primer y único intento de sintetizar unbihexium , que no tuvo éxito, fue realizado en 1971 en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) por René Bimbot y John M. Alexander utilizando la reacción de fusión en caliente: ^[10]

²³²
₉₀Th
+ ⁸⁴
₃₆Kr
→ ³¹⁶
₁₂₆Ubh
* → sin átomos

Se observaron partículas alfa de alta energía (13-15 MeV ) y se tomaron como posible evidencia de la síntesis de unbihexio. Experimentos posteriores sin éxito con mayor sensibilidad sugieren que la sensibilidad de 10 mb de este experimento era demasiado baja; por tanto, la formación de núcleos de unbihexium en esta reacción es muy poco probable. ^[8]

Unbiseptium [ editar ]

El primer y único intento de sintetizar unbiseptio, que no tuvo éxito, se realizó en 1978 en el acelerador de UNILAC en el Centro GSI Helmholtz, donde un objetivo de tantalio natural fue bombardeado con iones xenón -136: ^[10]

^nat
₇₃Ejército de reserva
+ ¹³⁶
₅₄Xe
→ ^{316, 317}
Ubs
* → sin átomos

Búsquedas en la naturaleza [ editar ]

Un estudio realizado en 1976 por un grupo de investigadores estadounidenses de varias universidades propuso que los elementos superpesados primordiales , principalmente livermorio , unbiquadium, unbihexium y unbiseptium, podrían ser una causa de daño por radiación inexplicable (particularmente radiohalos ) en minerales. ^[8] Esto llevó a muchos investigadores a buscarlos en la naturaleza de 1976 a 1983. Un grupo dirigido por Tom Cahill, profesor de la Universidad de California en Davis , afirmó en 1976 que habían detectado partículas alfa y rayos X con la energías adecuadas para causar el daño observado, apoyando la presencia de estos elementos. En particular, la presencia de longevos (del orden de 10⁹ años) núcleos de unbiquadium y unbihexium, junto con sus productos de desintegración, en una abundancia de ^{10-11 en} relación con sus posibles congéneres uranio y plutonio . ^[49] Otros afirmaron que no se había detectado ninguno y cuestionaron las características propuestas de los núcleos superpesados primordiales. ^[8] En particular, citaron que dichos núcleos superpesados deben tener una capa de neutrones cerrada en N = 184 o N = 228, y esta condición necesaria para una mayor estabilidad solo existe en los isótopos deficientes en neutrones del hígado o en los isótopos ricos en neutrones del otro elementos que no serían beta-estables ^[8]a diferencia de la mayoría de los isótopos naturales. ^[50] También se propuso que esta actividad fuera causada por transmutaciones nucleares en cerio natural , lo que genera más ambigüedad sobre esta observación afirmada de elementos superpesados. ^[8]

El 24 de abril de 2008, un grupo dirigido por Amnon Marinov en la Universidad Hebrea de Jerusalén afirmó haber encontrado átomos individuales de unbibium -292 en forma natural torio depósitos en una gran cantidad de entre 10 ^-11 y 10 ^-12 en relación con el torio. ^[51] La reclamación de Marinov et al. fue criticado por una parte de la comunidad científica, y Marinov dice que ha enviado el artículo a las revistas Nature y Nature Physics, pero ambas lo rechazaron sin enviarlo a revisión por pares. ^[52] Se afirmó que los átomos de unbibium-292 estaban superdeformados o isómeros hiperdeformados , con una vida media de al menos 100 millones de años. ^[10]

Una crítica de la técnica, utilizada anteriormente para identificar supuestamente isótopos de torio más ligeros mediante espectrometría de masas , ^[53] se publicó en Physical Review C en 2008. ^[54] Una refutación del grupo Marinov se publicó en Physical Review C después del comentario publicado. ^[55]

Una repetición del experimento de torio utilizando el método superior de espectrometría de masas con acelerador (AMS) no pudo confirmar los resultados, a pesar de una sensibilidad 100 veces mejor. ^[56] Este resultado arroja dudas considerables sobre los resultados de la colaboración de Marinov con respecto a sus afirmaciones de isótopos de larga vida de torio , ^[53] roentgenium ^[57] y unbibium . ^[51] Todavía es posible que solo existan rastros de unbibium en algunas muestras de torio, aunque esto es poco probable. ^[10]

La posible extensión de los elementos superpesados primordiales en la Tierra hoy en día es incierta. Incluso si se confirma que han causado el daño por radiación hace mucho tiempo, ahora podrían haberse descompuesto a meros rastros, o incluso haber desaparecido por completo. ^[58] También es incierto si tales núcleos superpesados pueden producirse naturalmente, ya que se espera que la fisión espontánea termine el proceso r responsable de la formación de elementos pesados entre el número de masa 270 y 290, mucho antes de que se puedan formar elementos más pesados que el unbinilio. . ^[59]

Una hipótesis reciente intenta explicar el espectro de la estrella de Przybylski por flerovium , unbinilium y unbihexium de origen natural . ^[60]^[61]^[62]

Propiedades previstas de elementos del octavo período [ editar ]

El elemento 118, oganesson , es el elemento más pesado que se ha sintetizado. Los dos elementos siguientes, los elementos 119 y 120 , deben formar una serie de 8s y ser un metal alcalino y alcalinotérreo, respectivamente. Más allá del elemento 120, se espera que comience la serie de superactínidos , cuando los electrones 8s y el llenado de las subcapas 8p _1/2 , 7d _3/2 , 6f y 5g determinen la química de estos elementos. CCSD completo y precisoLos cálculos no están disponibles para elementos más allá de 122 debido a la extrema complejidad de la situación: los orbitales 5g, 6f y 7d deben tener aproximadamente el mismo nivel de energía, y en la región del elemento 160, los 9s, 8p _3/2 y Los orbitales 9p _1/2 también deberían tener aproximadamente la misma energía. Esto hará que las capas de electrones se mezclen de modo que el concepto de bloque ya no se aplique muy bien, y también dará como resultado propiedades químicas novedosas que harán que el posicionamiento de algunos de estos elementos en una tabla periódica sea muy difícil. ^[15]

Autovalores de energía (en eV) para los electrones más externos de elementos con Z = 100 a 172, predichos usando cálculos de Dirac-Fock. Los signos - y + se refieren a orbitales con un número cuántico azimutal disminuido o aumentado de la división espín-órbita respectivamente: p− es p _1/2 , p + es p _3/2 , d− es d _3/2 , d + es d _{5 / 2} , f− es f _5/2 , f + es f _7/2 , g− es g _7/2 y g + es g _9/2 . ^[dieciséis]

Propiedades químicas y físicas [ editar ]

Elementos 119 y 120 [ editar ]

Algunas propiedades predichas de los elementos 119 y 120 ^[4]^[15]
Propiedad	119	120
Peso atómico estándar	[322]	[325]
Grupo	1	2
Configuración de electrones de valencia	8 s ¹	8 s ²
Estados de oxidación estables	1 , 3	2 , 4
Primera energía de ionización	463,1 kJ / mol	563,3 kJ / mol
Radio metálico	260 pm	200 pm
Densidad	3 g / cm ³	7 g / cm ³
Punto de fusion	0–30 ° C (32–86 ° F)	680 ° C (1300 ° F)
Punto de ebullición	630 ° C (1200 ° F)	1.700 ° C (3.100 ° F)

Los dos primeros elementos del período 8 serán ununennio y unbinilio, elementos 119 y 120. Sus configuraciones electrónicas deben tener el orbital 8s lleno. Este orbital se estabiliza y contrae relativistamente; por tanto, los elementos 119 y 120 deberían parecerse más al rubidio y el estroncio que sus vecinos inmediatos arriba, el francio y el radio . Otro efecto de la contracción relativista del orbital 8s es que los radios atómicos de estos dos elementos deben ser aproximadamente los mismos que los del francio y el radio. Deben comportarse como metales alcalinos y alcalinotérreos normales.(aunque menos reactivo que sus vecinos verticales inmediatos), normalmente formando estados de oxidación +1 y +2 respectivamente, pero la desestabilización relativista de la subcapa 7p _3/2 y las energías de ionización relativamente bajas de los electrones 7p _3/2 deberían producir una oxidación más alta estados como +3 y +4 (respectivamente) también son posibles. ^[4]^[15]

Superactinidas [ editar ]

Se puede considerar que las superactínidas oscilan entre los elementos 121 a 157, que pueden clasificarse como los elementos 5g y 6f del octavo período, junto con el primer elemento 7d. ^[17] En la serie de superactínidos, los depósitos 7d _3/2 , 8p _1/2 , 6f _5/2 y 5g _7/2 deben llenarse todos simultáneamente. ^[16] Esto crea situaciones muy complicadas, tanto que se han realizado cálculos de CCSD completos y precisos solo para los elementos 121 y 122. ^[15] La primera superactinida, unbiunio (elemento 121), debería ser similar al lantano y al actinio : ^{[ 63]}su estado de oxidación principal debe ser +3, aunque la cercanía de los niveles de energía de las subcapas de valencia puede permitir estados de oxidación más altos, al igual que en los elementos 119 y 120. ^[15] La estabilización relativista de la subcapa 8p debe resultar en un estado fundamental de 8s ² configuración de electrones de valencia 8p ¹ para el elemento 121, en contraste con las configuraciones ds ² de lantano y actinio; ^[15] sin embargo, esta configuración anómala no parece afectar su química calculada, que sigue siendo similar a la del actinio. ^[64] Se predice que su primera energía de ionización será de 429,4 kJ / mol, que sería más baja que la de todos los elementos conocidos excepto por el potasio , rubidio , cesio y francio de metales alcalinos : este valor es incluso más bajo que el del período 8 ununennio de metal alcalino (463,1 kJ / mol). De manera similar, la siguiente superactinida, unbibium (elemento 122), puede ser similar al cerio y al torio , con un estado de oxidación principal de +4, pero tendría una configuración de electrones de valencia en el estado fundamental 7d ¹ 8s ² 8p ¹ u 8s ² 8p ² , ^{[65] a} diferencia de la configuración 6d ² 7s ² del torio . Por lo tanto, su primera energía de ionizaciónsería más pequeño que el del torio (Th: 6,3 eV ; Ubb: 5,6 eV) debido a la mayor facilidad para ionizar el electrón 8p _1/2 del unbibium que el electrón 6d del torio. ^[15] El colapso del orbital de 5g en sí mismo se retrasa hasta alrededor del elemento 125; Se espera que las configuraciones electrónicas de la serie isoelectrónica de 119 electrones sean [Og] 8s ¹ para los elementos 119 a 122, [Og] 6f ¹ para los elementos 123 y 124, y [Og] 5g ¹ para el elemento 125 en adelante. ^[66]

En las primeras superactínidas, se predice que las energías de enlace de los electrones añadidos serán lo suficientemente pequeñas como para perder todos sus electrones de valencia; por ejemplo, el unbihexio (elemento 126) podría formar fácilmente un estado de oxidación de +8, y podrían ser posibles estados de oxidación incluso más altos para los siguientes elementos. Unbihexium también se predice para mostrar una variedad de otros estados de oxidación : cálculos recientes han sugerido un establo monofluoruro UbhF puede ser posible, como resultado de una interacción de unión entre el 5 g orbital en unbihexium y el 2 p orbital en flúor . ^[67]Otros estados de oxidación predichos incluyen +2, +4 y +6; Se espera que +4 sea el estado de oxidación más habitual del unbihexio. ^[16] Se predice que las superactínidas de unbipentium (elemento 125) a unbiennium (elemento 129) exhibirán un estado de oxidación de +6 y formarán hexafluoruros , aunque se predice que UbpF ₆ y UbhF ₆ se unirán relativamente débilmente. ^[66] Las energías de disociación del enlacese espera que aumenten mucho en el elemento 127 y aún más en el elemento 129. Esto sugiere un cambio de un carácter iónico fuerte en los fluoruros del elemento 125 a un carácter más covalente, que involucra al orbital 8p, en los fluoruros del elemento 129. La unión en estos superractinida los hexafluoruros se encuentran principalmente entre la subcapa 8p más alta de la superactinida y la subcapa 2p del flúor, a diferencia de cómo el uranio usa sus orbitales 5f y 6d para unirse en hexafluoruro de uranio . ^[66]

A pesar de la capacidad de las primeras superactínidas para alcanzar estados de oxidación elevados, se ha calculado que los electrones de 5 g serán más difíciles de ionizar; Se espera que los iones Ubp ⁶⁺ y Ubh ⁷⁺ tengan una configuración 5g ¹ , similar a la configuración 5f ¹ del ion Np ⁶⁺ . ^[13]^[66] Se observa un comportamiento similar en la baja actividad química de los electrones 4f en los lantánidos ; esto es una consecuencia de que los orbitales de 5g son pequeños y están profundamente enterrados en la nube de electrones. ^[13]La presencia de electrones en los orbitales g, que no existen en la configuración electrónica del estado fundamental de ningún elemento actualmente conocido, debería permitir que los orbitales híbridos actualmente desconocidos se formen e influyan en la química de los superactínidos de nuevas formas, aunque la ausencia de electrones g en elementos conocidos dificulta la predicción de la química de las superactínidas. ^[4]

Algunos compuestos predichos de las superactínidas (X = un halógeno ) ^[13]^[66]^[68]
	121	122	123	124	125	126	127	128	129	132	142	143	144	145	146	148	153	154	155	156	157
Compuesto	UbuX ₃	UbbX ₄	UbtX ₅	UbqX ₆	UbpF UbpF ₆ UbpO²⁺ ₂	UbhF UbhF ₆ UbhO ₄	UbsF ₆	UboF ₆	UbeF UbeF ₆		UqbX ₄ UqbX ₆	UqtF ₆	UqqX ₆ UqqO²⁺ ₂ UqqF ₈ UqqO ₄	UqpF ₆		UqoO ₆
Análogos	La X ₃ Ac X ₃	Ce X ₄ Ju X ₄			Np O²⁺ ₂						ThF 4		UF 6 UO2+ 2 Pu F ₈ PuO ₄			UO 6
Estados de oxidación	3	4	5	6	1, 6, 7	1, 2, 4, 6, 8	6	6	dieciséis	6	4, 6	6, 8	3, 4, 5, 6, 8	6	8	12	3	0, 2	3, 5	2	3

En las últimas superactínidas, los estados de oxidación deberían ser más bajos. Por el elemento 132, el estado de oxidación más estable predominante será solo +6; esto se reduce aún más a +3 y +4 por el elemento 144, y al final de la serie de superactínidos será solo +2 (y posiblemente incluso 0) porque el caparazón 6f, que se está llenando en ese punto, está muy adentro la nube de electrones y los electrones 8s y 8p _1/2 están demasiado unidos para ser químicamente activos. La cáscara de 5g debe llenarse en el elemento 144 y la cáscara de 6f alrededor del elemento 154, y en esta región de los superactínidos el 8p _1/2los electrones están unidos con tanta fuerza que ya no son activos químicamente, de modo que solo unos pocos electrones pueden participar en las reacciones químicas. Los cálculos de Fricke et al. predice que en el elemento 154, la capa 6f está llena y no hay d- u otras funciones de onda electrónica fuera de las capas 8s y 8p _1/2 químicamente inactivas . Esto puede hacer que el elemento 154 sea bastante poco reactivo con propiedades similares a las de los gases nobles . ^[4]^[15] Sin embargo, los cálculos de Pyykkö esperan que en el elemento 155, la capa 6f sea todavía químicamente ionizable: Upp ³⁺ debe tener una capa 6f completa, y el cuarto potencial de ionización debe estar entre los del terbio ydisprosio , ambos conocidos en el estado +4. ^[13]

De manera similar a las contracciones de lantánidos y actínidos , debería haber una contracción de superactínidos en la serie de superactínidos donde los radios iónicos de los superactínidos son menores de lo esperado. En los lantánidos , la contracción es de aproximadamente 4,4 pm por elemento; en los actínidos, son aproximadamente las 3 pm por elemento. La contracción es mayor en los lantánidos que en los actínidos debido a la mayor localización de la función de onda 4f en comparación con la función de onda 5f. Las comparaciones con las funciones de onda de los electrones externos de los lantánidos, actínidos y superactínidos conducen a una predicción de una contracción de aproximadamente 2 µm por elemento en los superactínidos; aunque esto es más pequeño que las contracciones en los lantánidos y actínidos, su efecto total es mayor debido al hecho de que 32 electrones se llenan en las capas profundamente enterradas de 5g y 6f, en lugar de solo 14 electrones en las capas 4f y 5f en los lantánidos y actínidos respectivamente. ^[4]

Pekka Pyykkö divide estos superactínidos en tres series: una serie 5g (elementos 121 a 138), una serie 8p _1/2 (elementos 139 a 140) y una serie 6f (elementos 141 a 155), señalando también que habría un gran cantidad de superposición entre los niveles de energía y que los orbitales 6f, 7d u 8p _1/2 también podrían estar ocupados en los primeros átomos o iones superractínidos. También espera que se comporten más como " superlantánidos", en el sentido de que los electrones de 5g serían en su mayoría químicamente inactivos, de manera similar a cómo solo uno o dos electrones de 4f en cada lantánido se ionizan en compuestos químicos. También predijo que los posibles estados de oxidación de los superactínidos podrían aumentar muy alto en la serie 6f, a valores como +12 en el elemento 148. ^[13]

Andrey Kulsha ha llamado a los treinta y seis elementos 121 a 156 elementos de "ultransición" y ha propuesto dividirlos en dos series de dieciocho cada una, una de los elementos 121 a 138 y otra de los elementos 139 a 156. La primera sería análoga a la lantánidos, con estados de oxidación que van principalmente de +4 a +6, ya que domina el relleno de la capa de 5g y los elementos vecinos son muy similares entre sí, creando una analogía con el uranio , el neptunio y el plutonio . El segundo sería análogo a los actínidos: al principio (alrededor de elementos en los 140) se esperarían estados de oxidación muy altos a medida que el caparazón 6f se eleva por encima del 7d, pero después de eso, los estados de oxidación típicos disminuirían y en elementos en el 150 en adelante el 8p _1/2los electrones dejarían de ser químicamente activos. Debido a que las dos filas están separadas por la adición de una subcapa completa de 5g ¹⁸ , también podrían considerarse análogas entre sí. ^[18]

Como ejemplo de los últimos superactínidos, se espera que el elemento 156 exhiba principalmente el estado de oxidación +2, debido a su configuración electrónica con electrones 7d ² fácilmente eliminados sobre una [Og] estable 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 8s ² 8p²
_1/2centro. Por lo tanto, se puede considerar un congénere más pesado de nobelio , que también tiene un par de electrones 7s ² fáciles de eliminar sobre un núcleo estable de [Rn] 5f ¹⁴ , y generalmente se encuentra en el estado +2 (se requieren oxidantes fuertes para obtener nobelio en el +3 estado). ^[18] Su primera energía de ionización debería ser de unos 400 kJ / mol y su radio metálico de unos 170 picómetros. Con una masa atómica relativa de alrededor de 445 u, ^[4] debería ser un metal muy pesado con una densidad de alrededor de 26 g / cm ³ .

Elementos 157 a 166 [ editar ]

Se espera que los metales de transición 7d en el período 8 sean los elementos 157 a 166. Aunque los electrones 8s y 8p _1/2 están unidos con tanta fuerza en estos elementos que no deberían poder participar en ninguna reacción química, los 9s y 9p Se espera que la _{mitad de los} niveles estén fácilmente disponibles para la hibridación. ^[4]^[15] Estos elementos 7d deben ser similares a los elementos 4d de itrio a través del cadmio . ^[18] En particular, el elemento 164 con una configuración electrónica 7d ¹⁰ 9s ⁰ muestra claras analogías con el paladio con su configuración electrónica 4d ¹⁰ 5s ⁰ .^[dieciséis]

No se espera que los metales nobles de esta serie de metales de transición a ser tan noble como sus homólogos más ligeros, debido a la ausencia de un exterior s shell para el blindaje y también porque la cáscara 7d está fuertemente dividida en dos subcapas debido a los efectos relativistas. Esto hace que las primeras energías de ionización de los metales de transición 7d sean más pequeñas que las de sus congéneres más ligeros. ^[4]^[15]^[16]

El interés teórico en la química del unhexquadio está motivado en gran medida por las predicciones teóricas de que, especialmente los isótopos ⁴⁷² Uhq y ⁴⁸² Uhq (con 164 protones y 308 o 318 neutrones ), estaría en el centro de una hipotética segunda isla de estabilidad (la primera centrándose en el copernicio , en particular los isótopos ²⁹¹ Cn, ²⁹³ Cn y ²⁹⁶ Cn, que se espera que tengan vidas medias de siglos o milenios). ^[69]^[44]^[70]^[71]

Los cálculos predicen que los electrones 7d del elemento 164 (unhexquadium) deberían participar muy fácilmente en las reacciones químicas, de modo que el unhexquadium debería poder mostrar estados de oxidación +6 y +4 estables además del estado +2 normal en soluciones acuosas con ligandos fuertes . Unhexquadium debería poder formar compuestos como Uhq ( CO ) ₄ , Uhq ( PF 3 ) ₄ (ambos tetraédricos como los correspondientes compuestos de paladio) y Uhq ( CN )²⁻
₂( lineal ), que es un comportamiento muy diferente al del plomo , del cual unhexquadium sería un homólogo más pesado si no fuera por los efectos relativistas. Sin embargo, el estado divalente sería el principal en solución acuosa (aunque los estados +4 y +6 serían posibles con ligandos más fuertes), y el unhexquadio (II) debería comportarse de manera más similar al plomo que el unhexquadio (IV) y el unhexquadio (VI). ). ^[15]^[16]

Se espera que el Unhexquadium sea un ácido de Lewis blando y tenga un parámetro de suavidad de Ahrland cercano a 4 eV . Unhexquadium debería ser como mucho moderadamente reactivo, teniendo una primera energía de ionización que debería ser de alrededor de 685 kJ / mol, comparable a la del molibdeno . ^[4]^[16] Debido a las contracciones de lantánidos, actínidos y superactínidos , el unhexquadio debería tener un radio metálico de solo 158 pm , muy cercano al del magnesio mucho más ligero , a pesar de su peso atómico esperado de alrededor de 474 u, que es aproximadamente 19,5 veces el peso atómico del magnesio. ^[4]Este pequeño radio y alto peso hacen que se espere que tenga una densidad extremadamente alta de alrededor de 46 g · cm ⁻³ , más del doble que la del osmio , actualmente el elemento más denso conocido, a 22,61 g · cm ⁻³ ; unhexquadium debería ser el segundo elemento más denso en los primeros 172 elementos de la tabla periódica, siendo solo su vecino unhextrium (elemento 163) más denso (a 47 g · cm ⁻³ ). ^[4] El unhexquadio metálico debe tener una energía cohesiva muy grande ( entalpía de cristalización) debido a sus enlaces covalentes , lo que probablemente resulte en un alto punto de fusión. En el estado metálico, el unhexquadio debe ser bastante noble y análogo al paladio y al platino.. Fricke y col. sugirió algunas similitudes formales con el oganesson , ya que ambos elementos tienen configuraciones de capa cerrada y energías de ionización similares, aunque señalan que si bien el oganesson sería un gas noble muy malo, el unhexquadio sería un buen metal noble. ^[dieciséis]

Los elementos 165 (unhexpentio) y 166 (unhexhexio), los dos últimos metales 7d, deben comportarse de manera similar a los metales alcalinos y alcalinotérreos cuando se encuentran en los estados de oxidación +1 y +2, respectivamente. Los electrones 9s deben tener energías de ionización comparables a las de los electrones 3s del sodio y el magnesio., debido a los efectos relativistas que hacen que los electrones 9s estén mucho más fuertemente ligados de lo que predecirían los cálculos no relativistas. Los elementos 165 y 166 normalmente deberían exhibir los estados de oxidación +1 y +2 respectivamente, aunque las energías de ionización de los electrones 7d son lo suficientemente bajas como para permitir estados de oxidación más altos como +3 para el elemento 165. El estado de oxidación +4 para el elemento 166 es menor probablemente, creando una situación similar a los elementos más ligeros en los grupos 11 y 12 (particularmente oro y mercurio ). ^[4]^[15] Al igual que con el mercurio pero no con el copernicio, se espera que la ionización del elemento 166 a Uhh ²⁺ dé como resultado un 7d ¹⁰configuración correspondiente a la pérdida de los electrones s pero no de los electrones d, haciéndola más análoga a los elementos más ligeros "menos relativistas" del grupo 12 zinc, cadmio y mercurio, que esencialmente no tienen carácter de metal de transición. ^[13]

Algunas propiedades predichas de los elementos 156–166
Los radios y densidades metálicos son primeras aproximaciones. ^[4]^[13]^[15]
El grupo más análogo se da primero, seguido de otros grupos similares. ^[dieciséis]
Propiedad	156	157	158	159	160	161	162	163	164	165	166
Peso atómico estándar	[445]	[448]	[452]	[456]	[459]	[463]	[466]	[470]	[474]	[477]	[481]
Grupo	Grupo Yb (4)	3 (5)	4 (6)	5 (7)	6 (8)	7 (9)	8 (10)	9 (11)	10 (12, 14, 18)	11 (1, 13)	12 (2, 14)
Configuración de electrones de valencia	7d ²	7d ³	7d ⁴	7d ⁵	7d ⁶	7d ⁷	7d ⁸	7d ⁹	7d ¹⁰	7d ¹⁰ 9s ¹	7d ¹⁰ 9s ²
Estados de oxidación estables	2	3	4	1 , 5	2 , 6	3 , 7	4 , 8	5	0 , 2 , 4 , 6	1 , 3	2
Primera energía de ionización	400 kJ / mol	450 kJ / mol	520 kJ / mol	340 kJ / mol	420 kJ / mol	470 kJ / mol	560 kJ / mol	620 kJ / mol	690 kJ / mol	520 kJ / mol	630 kJ / mol
Radio metálico	170 pm	163 pm	157 pm	152 pm	148 pm	148 pm	149 pm	152 pm	158 pm	250 pm	200 pm
Densidad	26 g / cm ³	28 g / cm ³	30 g / cm ³	33 g / cm ³	36 g / cm ³	40 g / cm ³	45 g / cm ³	47 g / cm ³	46 g / cm ³	7 g / cm ³	11 g / cm ³

Elementos 167 a 172 [ editar ]

Se espera que los siguientes seis elementos de la tabla periódica sean los últimos elementos del grupo principal en su período, ^[13] y es probable que sean similares a los elementos 5p del indio al xenón . ^[18] En los elementos 167 a 172, se llenarán los depósitos 9p _1/2 y 8p _3/2 . Sus valores propios de energía están tan cerca entre sí que se comportan como una subcapa p combinada, similar a las subcapa 2p y 3p no relativistas. Por lo tanto, el efecto de par inerte no ocurre y se espera que los estados de oxidación más comunes de los elementos 167 a 170 sean +3, +4, +5 y +6 respectivamente. Se espera que el elemento 171 (unseptunio) muestre algunas similitudes con elhalógenos , que muestran varios estados de oxidación que van de -1 a +7, aunque se espera que sus propiedades físicas sean más cercanas a las de un metal. Se espera que su afinidad electrónica sea de 3,0 eV , lo que le permite formar HUsu, análogo a un haluro de hidrógeno . Se espera que el Usu ^- ion sea una base blanda , comparable al yoduro (I ^- ). Se espera que el elemento 172 (unseptbio) sea un gas noble con un comportamiento químico similar al del xenón, ya que sus energías de ionización deberían ser muy similares (Xe, 1170,4 kJ / mol; Usb, 1090 kJ / mol). La única diferencia principal entre ellos es que se espera que el elemento 172, a diferencia del xenón, sea un líquido o unsólido a temperatura y presión estándar debido a su peso atómico mucho más alto. ^[4] Se espera que el Unseptbium sea un ácido de Lewis fuerte , que forma fluoruros y óxidos, de manera similar a su congénere más ligero, el xenón. ^[16] Debido a la analogía de los elementos 165-172 con los períodos 2 y 3, Fricke et al. consideraron que formaban un noveno período de la tabla periódica, mientras que el octavo período fue tomado por ellos para terminar en el elemento de metal noble 164. Este noveno período sería similar al segundo y tercer período en que se espera que no tenga transición rieles. ^[dieciséis]

Algunas propiedades predichas de los elementos 167-172
Los radios y densidades metálicos o covalentes son primeras aproximaciones. ^[4]^[15]^[16]
Propiedad	167	168	169	170	171	172
Peso atómico estándar	[485]	[489]	[493]	[496]	[500]	[504]
Grupo	13	14	15	dieciséis	17	18
Configuración de electrones de valencia	9s ² 9p ¹	9s ² 9p ²	9s ² 9p ² 8p ¹	9s ² 9p ² 8p ²	9s ² 9p ² 8p ³	9s ² 9p ² 8p ⁴
Estados de oxidación estables	3	4	5	6	−1 , 3 , 7	0 , 4 , 6 , 8
Primera energía de ionización	620 kJ / mol	720 kJ / mol	800 kJ / mol	890 kJ / mol	984 kJ / mol	1090 kJ / mol
Radio metálico o covalente	190 p. M.	180 p. M.	175 pm	170 pm	165 pm	220 pm
Densidad	17 g / cm ³	19 g / cm ³	18 g / cm ³	17 g / cm ³	16 g / cm ³	9 g / cm ³

Más allá del elemento 172 [ editar ]

Se espera que el elemento 172, el último elemento del período 8, sea el primer gas noble después del oganesson (el último elemento del período 7). Más allá de esto, debería comenzar otra serie de transición larga como las superactínidas, llenando al menos las cáscaras 6g, 7f y 8d (con 10s, 10p _1/2 y 6h _11/2 de energía demasiado alta para contribuir al principio de la serie). Estos electrones estarían muy débilmente unidos, lo que potencialmente haría que se alcanzaran estados de oxidación extremadamente altos, aunque los electrones se unirían más estrechamente a medida que aumenta la carga iónica. ^[dieciséis]

En el elemento 173 (unsepttrio), el electrón más externo entraría en la subcapa 6g _7/2 . Debido a que las interacciones espín-órbita crearían una brecha de energía muy grande entre las subcapas 8p _3/2 y 6g _7/2 , se espera que este electrón más externo esté muy débilmente unido y se pierda muy fácilmente para formar un catión Ust ⁺ . Como resultado, se espera que el elemento 173 se comporte químicamente como un metal alcalino, y mucho más reactivo que incluso el cesio (el francio y el elemento 119 son menos reactivos que el cesio debido a efectos relativistas). ^[72]^[18]

El elemento 184 (unoctquadium) fue un objetivo significativo en las primeras predicciones, ya que originalmente se especuló que 184 sería un número mágico de protones: se predice que tendrá una configuración electrónica de [Usb] 6g ⁵ 7f ⁴ 8d ³ , con al menos el 7f y electrones 8d químicamente activos. Se espera que su comportamiento químico sea similar al del uranio y el neptunio , ya que es probable que una mayor ionización más allá del estado +6 (correspondiente a la eliminación de los electrones 6g) no sea rentable; el estado +4 debería ser el más común en solución acuosa, con +5 y +6 alcanzables en compuestos sólidos. ^[4]^[16]^[73]

Fin de la tabla periódica [ editar ]

Se desconoce el número de elementos físicamente posibles. Una estimación baja es que la tabla periódica puede terminar poco después de la isla de estabilidad , ^[14] que se espera que se centre en Z = 126, ya que la extensión de las tablas periódica y de nucleidos está restringida por las líneas de goteo de protones y neutrones y estabilidad frente a la desintegración alfa y la fisión espontánea. ^[74] Un cálculo de Y. Gambhir et al., Que analiza la energía de enlace nuclear y la estabilidad en varios canales de desintegración, sugiere un límite a la existencia de núcleos unidos en Z = 146. ^[75] Algunos, como Walter Greiner, predijo que es posible que no haya un final para la tabla periódica. ^[76] Otras predicciones del fin de la tabla periódica incluyen Z = 128 ( John Emsley ) y Z = 155 (Albert Khazan). ^[10]

Elementos por encima del número atómico 137 [ editar ]

Es una "leyenda popular" entre los físicos que Richard Feynman sugirió que los átomos neutros no podrían existir para números atómicos mayores que Z = 137, sobre la base de que la ecuación relativista de Dirac predice que la energía del estado fundamental del electrón más interno en tal átomo sería un número imaginario . Aquí, el número 137 surge como el inverso de la constante de estructura fina. Según este argumento, los átomos neutros no pueden existir más allá del untriseptium y, por lo tanto, una tabla periódica de elementos basada en orbitales de electrones se descompone en este punto. Sin embargo, este argumento supone que el núcleo atómico tiene forma de punto. Un cálculo más preciso debe tener en cuenta el tamaño pequeño, pero distinto de cero, del núcleo, que se predice que empujará el límite hasta Z ≈ 173. ^[76]

Modelo de Bohr [ editar ]

El modelo de Bohr presenta dificultad para átomos con número atómico mayor que 137, ya que la velocidad de un electrón en un orbital de electrones de 1s , v , está dada por

v=Z\alpha c\approx {\frac {Zc}{137.036}}

donde Z es el número atómico y α es la constante de estructura fina , una medida de la fuerza de las interacciones electromagnéticas. ^[77] Según esta aproximación, cualquier elemento con un número atómico superior a 137 requeriría que los electrones 1s viajen más rápido que c , la velocidad de la luz . Por lo tanto, el modelo de Bohr no relativista es inexacto cuando se aplica a tal elemento.

Ecuación relativista de Dirac [ editar ]

Valores propios de energía para las capas 1s, 2s, 2p _1/2 y 2p _3/2 de las soluciones de la ecuación de Dirac (teniendo en cuenta el tamaño finito del núcleo) para Z = 135-175 (- · -), para Thomas -Potencial Fermi (-) y para Z = 160-170 con el potencial autoconsistente (---). ^[4]

La ecuación relativista de Dirac da la energía del estado fundamental como

E={\frac {mc^{2}}{\sqrt {1+{\dfrac {Z^{2}\alpha ^{2}}{n-\left(j+{\frac {1}{2}}\right)+{\sqrt {\left(j+{\frac {1}{2}}\right)^{2}-Z^{2}\alpha ^{2}}}}}}}},

donde m es la masa en reposo del electrón. Para Z > 137, la función de onda del estado fundamental de Dirac es oscilatoria, en lugar de limitada, y no hay brecha entre los espectros de energía positiva y negativa, como en la paradoja de Klein . ^[78] Cálculos más precisos teniendo en cuenta los efectos del tamaño finito del núcleo indican que la energía de enlace primero excede 2 mc ² para Z > Z _cr ≈ 173. Para Z > Z _cr , si el orbital más interno (1s) es no lleno, el campo eléctrico del núcleo sacará un electrón del vacío, resultando en la emisión espontánea de un positrón . ^[79]^[80] Esta inmersión de la subcapa 1s en el continuo negativo a menudo se ha considerado como un "final" de la tabla periódica, aunque tratamientos más detallados sugieren un resultado menos sombrío. ^[13]^[76]^[81]

Los átomos con números atómicos superiores a Z _cr ≈ 173 se han denominado átomos supercríticos . Los átomos supercríticos no se pueden ionizar totalmente porque su subcapa 1s se llenaría mediante la creación de un par espontáneo en el que se crea un par electrón-positrón a partir del continuo negativo, con el electrón uniéndose y el positrón escapando. Sin embargo, el campo fuerte alrededor del núcleo atómico está restringido a una región muy pequeña del espacio, por lo que el principio de exclusión de Pauli prohíbe la creación de pares espontáneos una vez que se llenan las subcapas que se han sumergido en el continuo negativo. Los elementos 173-184 se han denominado átomos débilmente supercríticos , ya que para ellos sólo la capa 1s se ha sumergido en el continuo negativo; el 2pSe espera que _1/2 capa se una alrededor del elemento 185 y la capa 2s alrededor del elemento 245. Hasta ahora, los experimentos no han logrado detectar la creación espontánea de pares a partir del ensamblaje de cargas supercríticas a través de la colisión de núcleos pesados (por ejemplo, la colisión de plomo con uranio para dar momentáneamente un Z efectivo de 174; el uranio con uranio da un Z efectivo = 184 y el uranio con californio da un Z efectivo = 190). Como se espera que los átomos supercríticos no presenten dificultades con su estructura electrónica, el final de la tabla periódica puede estar determinado por la inestabilidad nuclear en lugar de las inestabilidades de la capa de electrones. ^[82]

Materia de quarks [ editar ]

También se ha postulado que en la región más allá de A > 300 , puede existir un " continente de estabilidad " completo que consiste en una fase hipotética de materia de quarks estable , que comprende quarks que fluyen libremente hacia arriba y hacia abajo en lugar de quarks unidos a protones y neutrones. Se teoriza que tal forma de materia es un estado fundamental de la materia bariónica con una mayor energía de enlace por barión que la materia nuclear., favoreciendo la descomposición de la materia nuclear más allá de este umbral de masa en materia de quarks. Si existe este estado de la materia, posiblemente podría sintetizarse en las mismas reacciones de fusión que conducen a núcleos superpesados normales, y se estabilizaría contra la fisión como consecuencia de su unión más fuerte que es suficiente para vencer la repulsión de Coulomb. ^[83]

Cálculos recientes ^[84] sugieren estabilidad de pepitas de materia de quark up-down (udQM) contra núcleos convencionales más allá de A ~ 266, y también muestran que las pepitas de udQM se vuelven supercríticas antes ( Z _cr ~ 163, A ~ 609) que los núcleos convencionales ( Z _cr ~ 177, A ~ 480).

Propiedades nucleares [ editar ]

Vidas medias previstas (arriba) y modos de desintegración (abajo) de núcleos superpesados. Se espera que la línea de núcleos ricos en protones sintetizados se rompa poco después de Z = 120, debido a vidas medias inferiores a 1 microsegundo desde Z = 121 , la contribución creciente de la fisión espontánea en lugar de la desintegración alfa desde Z = 122 en adelante hasta que domina desde Z = 125, y la línea de goteo de protones alrededor de Z = 130. Los anillos blancos indican la ubicación esperada de la isla de estabilidad; los dos cuadrados delineados en blanco denotan ²⁹¹Cn y ²⁹³Cn, se predice que serán los nucleidos más longevos de la isla con vidas medias de siglos o milenios. ^[46] El cuadrado negro cerca de la parte inferior de la segunda imagen es el uranio-238 , el nucleido primordial más pesado (un nucleido lo suficientemente estable como para haber sobrevivido desde la formación de la Tierra hasta el día de hoy).

Números mágicos y la isla de la estabilidad [ editar ]

La estabilidad de los núcleos disminuye mucho con el aumento del número atómico después del curio , elemento 96, de modo que todos los isótopos con un número atómico superior a 101 se desintegran radiactivamente con una vida media inferior a un día, con la excepción del dubnio -268. Ningún elemento con número atómico superior a 82 (después del plomo ) tiene isótopos estables. ^[85] Sin embargo, debido a razones no se entienden muy bien, sin embargo, hay un ligero aumento de la estabilidad nuclear alrededor de números atómicos 110 - 114 , que conduce a la aparición de lo que se conoce en la física nuclear como la " isla de estabilidadEste concepto, propuesto por el profesor Glenn Seaborg de la Universidad de California , explica por qué los elementos superpesados duran más de lo previsto. ^[86]

Los cálculos de acuerdo con el método Hartree-Fock-Bogoliubov utilizando la interacción no relativista de Skyrme han propuesto Z = 126 como una capa de protones cerrada . En esta región de la tabla periódica, N = 184, N = 196 y N = 228 se han sugerido como capas de neutrones cerradas. Por lo tanto, los isótopos de mayor interés son ³¹⁰ 126, ³²² 126 y ³⁵⁴ 126, ya que estos pueden tener una vida considerablemente más larga que otros isótopos. Se predice que el elemento 126, que tiene un número mágico de protones , será más estable que otros elementos en esta región, y puede tenerisómeros nucleares con vidas medias muy largas . ^[58] También es posible que la isla de estabilidad esté centrada en ³⁰⁶122 , que puede ser esférica y doblemente mágica . ^[44]

Teniendo en cuenta la deformación nuclear y los efectos relativistas, un análisis de niveles de partículas individuales predice nuevos números mágicos para núcleos superpesados en Z = 126, 138, 154 y 164 y N = 228, 308 y 318. ^[9]^[69] Por lo tanto, además de la isla de estabilidad centrada en ²⁹¹ Cn, ²⁹³ Cn, ^[25] y ²⁹⁸ Fl, pueden existir más islas de estabilidad alrededor de la doble magia ³⁵⁴ 126 así como ⁴⁷² 164 o ⁴⁸² 164. ^[70]^{[71 ]} Se prevé que estos núcleos sean beta-establesy desintegración por emisión alfa o fisión espontánea con semividas relativamente largas, y confieren estabilidad adicional a los isotonos N = 228 vecinos y los elementos 152-168, respectivamente. ^[87] Por otro lado, el mismo análisis sugiere que los cierres de la capa de protones pueden ser relativamente débiles o incluso inexistentes en algunos casos, como ³⁵⁴ 126, lo que significa que dichos núcleos podrían no ser doblemente mágicos y la estabilidad estará determinada principalmente por neutrones fuertes. cierres de concha. ^[69] Además, debido a las fuerzas enormemente mayores de repulsión electromagnética que deben ser superadas por la fuerza fuerte en la segunda isla ( Z = 164), ^[88]Es posible que los núcleos alrededor de esta región solo existan como resonancias y no puedan permanecer juntos durante un período de tiempo significativo. También es posible que algunos de los superactínidos entre estas series no existan realmente porque están demasiado lejos de ambas islas, ^[88] en cuyo caso la tabla periódica podría terminar alrededor de Z = 130. ^[16]

Más allá del elemento 164, la línea de fisibilidad que define el límite de estabilidad con respecto a la fisión espontánea puede converger con la línea de goteo de neutrones , lo que limita la existencia de elementos más pesados. ^[87] Sin embargo, se han predicho más números mágicos en Z = 210, 274 y 354 y N = 308, 406, 524, 644 y 772, ^[89] con dos núcleos doblemente mágicos beta estables encontrados en ⁶¹⁶ 210 y ⁷⁹⁸ 274; el mismo método de cálculo reproduce las predicciones para ²⁹⁸ Fl y ⁴⁷² 164. (Los núcleos doblemente mágicos predichos para Z = 354 son beta-inestable, con ⁹⁹⁸354 son deficientes en neutrones y ¹¹²⁶ 354 son ricos en neutrones.) Aunque se predice una estabilidad adicional hacia la desintegración alfa y la fisión para ⁶¹⁶ 210 y ⁷⁹⁸ 274, con vidas medias de hasta cientos de microsegundos para ⁶¹⁶ 210, ^[89] no habrá Existen islas de estabilidad tan significativas como las predichas en Z = 114 y 164. Como la existencia de elementos superpesados depende en gran medida de los efectos estabilizadores de las capas cerradas, la inestabilidad nuclear y la fisión probablemente determinarán el final de la tabla periódica más allá de estas islas de estabilidad. ^[16]^[75]^[87]

Propiedades de descomposición previstas de elementos no descubiertos [ editar ]

Como se cree que la isla principal de estabilidad se encuentra alrededor de ²⁹¹ Cn y ²⁹³ Cn, los elementos no descubiertos más allá de oganesson pueden ser muy inestables y sufrir desintegración alfa o fisión espontánea en microsegundos o menos. Se desconoce la región exacta en la que las vidas medias superan un microsegundo, aunque varios modelos sugieren que los isótopos de elementos más pesados que el unbinilio que pueden producirse en reacciones de fusión con objetivos y proyectiles disponibles tendrán vidas medias inferiores a un microsegundo y, por lo tanto, pueden no ser detectado. ^[46] Se predice consistentemente que existirán regiones de estabilidad en N = 184 y N= 228, y posiblemente también en Z ~ 124 y N ~ 198. Estos núcleos pueden tener vidas medias de unos pocos segundos y sufrir predominantemente desintegración alfa y fisión espontánea, aunque también pueden existir ramas menores de desintegración beta-plus (o captura de electrones ) . ^[90] Fuera de estas regiones de estabilidad mejorada, se espera que las barreras de fisión disminuyan significativamente debido a la pérdida de efectos de estabilización, lo que resulta en vidas medias de fisión por debajo de 10-18 segundos, especialmente en núcleos pares para los cuales el obstáculo es aún menor debido a emparejamiento de nucleones . ^[87]En general, se espera que las semividas de desintegración alfa aumenten con el número de neutrones, desde nanosegundos en los isótopos más deficientes en neutrones hasta segundos más cerca de la línea de estabilidad beta . ^[35] Para núcleos con solo unos pocos neutrones más que un número mágico, la energía de enlace cae sustancialmente, lo que resulta en una ruptura en la tendencia y vidas medias más cortas. ^[35] Los isótopos más deficientes en neutrones de estos elementos también pueden estar libres y sufrir emisión de protones . La desintegración de racimos (emisión de partículas pesadas) también se ha propuesto como un modo de desintegración alternativo para algunos isótopos, ^[91] planteando otro obstáculo más para la identificación de estos elementos.

Configuraciones electrónicas [ editar ]

Las siguientes son configuraciones electrónicas esperadas de los elementos 119-173 y 184. El símbolo [Og] indica la configuración electrónica probable de oganesson (Z = 118), que es actualmente el último elemento conocido. Las configuraciones de los elementos en esta tabla se escriben comenzando con [Og] porque se espera que oganesson sea el último elemento anterior con una configuración de capa cerrada (gas inerte), 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 4f ¹⁴ 5s ² 5p ⁶ 5d ¹⁰ 5f ¹⁴ 6s ²6p ⁶ 6d ¹⁰ 7s ² 7p ⁶ .

Más allá del elemento 123, no se dispone de cálculos completos y, por lo tanto, los datos de esta tabla deben tomarse como provisionales . ^[16]^[72]^[92] En el caso del elemento 123, y quizás también los elementos más pesados, se predice que varias configuraciones electrónicas posibles tendrán niveles de energía muy similares, por lo que es muy difícil predecir el estado fundamental . Se incluyen todas las configuraciones que se han propuesto (ya que se entendió que la regla de Madelung probablemente deja de funcionar aquí). ^[92]^[93]^[94]

Las asignaciones de bloques predichas hasta 172 son de Kulsha, ^[20] siguiendo los orbitales de valencia disponibles esperados. Sin embargo, no existe un consenso en la literatura sobre cómo deberían funcionar los bloques después del elemento 138.

Elemento químico			Cuadra	Configuraciones de electrones pronosticadas ^[15]^[16]^[72]^[17]
119	Uue	Ununennium	bloque s	[Og] 8 s ¹
120	Ubn	Unbinilium	bloque s	[Og] 8 s ²
121	Ubu	Unbiunio	bloque g	[Og] 8 s ² 8p¹ _1/2^[93]
122	Ubb	Unbibium	bloque g	[Og] 8 s ² 8p² _1/2^[93] [Og] 7d¹ 8s² 8p¹ _1/2
123	Ubt	Unbitrio	bloque g	[Og] 6f ¹ 8s ² 8p² _1/2^[95] [Og] 6f¹ 7d¹ 8s² 8p¹ _1/2^[92]^[93] [Og] 6f² 8s² 8p¹ _1/2 [Og] 8 s ² 8p² _1/2 8p¹ _3/2^[92]
124	Ubq	Unbiquadium	bloque g	[Og] 6f ² 8s ² 8p² _1/2^[93]^[95] [Og] 6f³ 8s² 8p¹ _1/2
125	Ubp	Unbipentium	bloque g	[Og] 6f ⁴ 8s ² 8p¹ _1/2^[93] [Og] 5g¹ 6f² 8s² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g¹ 6f³ 8s² 8p¹ _1/2 [Og] 8 s ² 0,81 (5 g ¹ 6f ² 8p² _1/2) + 0,17 (5g ¹ 6f ¹ 7d ² 8p¹ _1/2) + 0.02 (6f ³ 7d ¹ 8p¹ _1/2)
126	Ubh	Unbihexium	bloque g	[Og] 5g ¹ 6f ⁴ 8s ² 8p¹ _1/2^[93] [Og] 5g² 6f² 8s² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g² 6f³ 8s² 8p¹ _1/2 [Og] 8 s ² 0,998 (5 g ² 6f ³ 8p¹ _1/2) + 0,002 (5g ² 6f ² 8p² _1/2)
127	Ubs	Unbiseptium	bloque g	[Og] 5g ² 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[93] [Og] 5g³ 6f² 8s² 8p² _1/2^[95] [Og] 8 s² 0,88 (5 g³ 6f² 8p² _1/2) + 0.12 (5g ³ 6f ¹ 7d ² 8p¹ _1/2)
128	Ubo	Unbioctium	bloque g	[Og] 5g ³ 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[93] [Og] 5g⁴ 6f² 8s² 8p² _1/2^[95] [Og] 8 s² 0,88 (5 g⁴ 6f² 8p² _1/2) + 0.12 (5g ⁴ 6f ¹ 7d ² 8p¹ _1/2)
129	Ube	Unbiennium	bloque g	[Og] 5g ⁴ 6f ³ 7d ¹ 8s ² 8p¹ _1/2 [Og] 5g ⁴ 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[93]^[95] [Og] 5g⁵ 6f² 8s² 8p² _1/2 [Og] 5g ⁴ 6f ³ 7d ¹ 8s ² 8p¹ _1/2
130	Utn	Untrinilium	bloque g	[Og] 5g ⁵ 6f ³ 7d ¹ 8s ² 8p¹ _1/2 [Og] 5g ⁵ 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[93]^[95] [Og] 5g⁶ 6f² 8s² 8p² _1/2 [Og] 5g ⁵ 6f ³ 7d ¹ 8s ² 8p¹ _1/2
131	Utu	Untriunio	bloque g	[Og] 5g ⁶ 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[93]^[95] [Og] 5g⁷ 6f² 8s² 8p² _1/2 [Og] 8s ² 0.86 (5g ⁶ 6f ³ 8p² _1/2) + 0,14 (5g ⁶ 6f ² 7d ² 8p¹ _1/2)
132	Utb	Untribium	bloque g	[Og] 5g ⁷ 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g⁸ 6f² 8s² 8p² _1/2
133	Utt	Untritrio	bloque g	[Og] 5g ⁸ 6f ³ 8s ² 8p² _1/2^[95]
134	Utq	Untriquadium	bloque g	[Og] 5g ⁸ 6f ⁴ 8s ² 8p² _1/2^[95]
135	Utp	Untripentium	bloque g	[Og] 5g ⁹ 6f ⁴ 8s ² 8p² _1/2^[95]
136	Uth	Untrihexium	bloque g	[Og] 5g ¹⁰ 6f ⁴ 8s ² 8p² _1/2^[95]
137	Uts	Untriseptium	bloque g	[Og] 5g ¹¹ 6f ⁴ 8s ² 8p² _1/2^[95]
138	Uto	Untrioctium	bloque g	[Og] 5g ¹² 6f ⁴ 8s ² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g¹² 6f³ 7d¹ 8s² 8p² _1/2
139	Ute	Untrienio	bloque g	[Og] 5g ¹³ 6f ³ 7d ¹ 8s ² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g¹³ 6f² 7d² 8s² 8p² _1/2
140	Uqn	Unquadnilium	bloque g	[Og] 5g ¹⁴ 6f ³ 7d ¹ 8s ² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g¹⁵ 6f¹ 8s² 8p² _1/2 8p² _3/2
141	Uqu	Unquadunium	bloque g	[Og] 5g ¹⁵ 6f ² 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
142	Uqb	Unquadbium	bloque g	[Og] 5g ¹⁶ 6f ² 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
143	Uqt	Unquadtrium	bloque f	[Og] 5g ¹⁷ 6f ² 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
144	Uqq	Unquadquadium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ² 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95] [Og] 5g¹⁸ 6f¹ 7d³ 8s² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁷ 6f ² 7d ³ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 8 s ² 0,95 (5 g ¹⁷ 6f ² 7d ³ 8p² _1/2) + 0.05 (5g ¹⁷ 6f ⁴ 7d ¹ 8p² _1/2)
145	Uqp	Unquadpentio	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ³ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
146	Uqh	Unquadhexium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁴ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
147	Uqs	Unquadseptium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁵ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
148	Uqo	Unquadoctium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁶ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
149	Uqe	Unquadennium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁶ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2^[95]
150	Upn	Unpentnilium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁶ 7d ⁴ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ⁷ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2^[95]
151	Upu	Unpentunio	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁸ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2^[95]
152	Upb	Unpentbio	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ⁹ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2^[95]
153	Up	Unpenttrio	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁰ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹¹ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
154	Upq	Unpentquadium	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹¹ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹² 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
155	Upp	Unpentpentio	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹² 7d ³ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹³ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
156	Uph	Unpentexio	bloque f	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹³ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ² 8s ² 8p² _1/2^[95]
157	UPS	Unpentseptium	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ³ 8s ² 8p² _1/2^[95]
158	Upo	Unpentoctium	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁴ 8s ² 8p² _1/2^[95]
159	Upe	Unpentennium	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁵ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁴ 8s ² 8p² _1/29 s ¹^[95]
160	Uhn	Unhexnilium	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁶ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁵ 8s ² 8p² _1/29 s ¹^[95]
161	Uhu	Unhexunio	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁷ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁶ 8s ² 8p² _1/29 s ¹^[95]
162	Uhb	Unhexbio	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁸ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁷ 8s ² 8p² _1/29 s ¹^[95]
163	Uht	Unhextrio	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁹ 8s ² 8p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ⁸ 8s ² 8p² _1/29 s ¹^[95]
164	Uhq	Unhexquadium	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2^[95]
165	Uhp	Unhexpentio	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/29 s ¹^[95]
166	Uhh	Unhexhexium	bloque d	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/29 s ²^[95]
167	Uhs	Unhexseptium	bloque p	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/29 s ² 9 p¹ _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p¹ _3/29 s ²^[95]
168	Uho	Unhexoctium	bloque p	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/29 s ² 9 p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p² _3/29 s ²^[95]
169	Uhe	Unhexennium	bloque p	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p¹ _3/29 s ² 9 p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p³ _3/29 s ²^[95]
170	Usn	Unseptnilium	bloque p	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p² _3/29 s ² 9 p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p⁴ _3/29 s ²^[95]
171	Usu	Unseptunio	bloque p	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p³ _3/29 s ² 9 p² _1/2 [Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p⁴ _3/29 s ² 9 p¹ _1/2^[95]
172	USB	Unseptbium	bloque p	[Og] 5g ¹⁸ 6f ¹⁴ 7d ¹⁰ 8s ² 8p² _1/2 8p⁴ _3/29 s ² 9 p² _1/2^[95]
173	Ust	Unsepttrio	?	[Usb] 6g ¹ [Usb] 9p¹ _3/2
...	...	...	...	...
184	Uoq	Unoctquadium	?	[Usb] 6g ⁵ 7f ⁴ 8d ³

Ver también [ editar ]

Tabla de nucleidos
Hipernúcleo

Referencias [ editar ]

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