Какова вероятность существования неизвестных элементов в Солнечной системе?


11

Какова вероятность того, что в Солнечной системе могут быть обнаружены химические элементы - либо на планетах, либо вокруг Солнца, либо на астероидах облака Оорта?


1
Если вы имеете в виду элементы с атомным номером выше 115-ти, то, конечно, есть шанс, что пока ничто не запрещает атомам иметь столько протонов, хотя стабильность является проблемой. Но я не вижу смысла спрашивать: «Какова вероятность ..?»
harogaston

Вероятность «возможно»: сверхтяжелый элемент 117 указывает на легендарный «остров стабильности» в периодической таблице Scientificamerican.com/article/…
странствующий незнакомец

Конечно, такие элементы будут довольно краткими, каждый раз, когда космический луч высокой энергии сталкивается с чем-то. Они могут длиться не более нескольких пикосекунд.
Стив Линтон

Ответы:


18

Что касается элементов (например, в периодической таблице), я бы сказал, что шансы очень малы. Мы уже обнаружили или создали все элементы Периодической таблицы, по крайней мере, до атомного номера 112. По мере увеличения числа периоды полураспада элементов обычно уменьшаются и очень коротки для элементов выше 102. Если эта тенденция сохраняется при увеличении числа, практически все «неоткрытые» элементы должны были превратиться в элементы с более низким известным атомным номером ,

Однако есть надежда. Существует теоретический «островок стабильности», где узкий диапазон еще не обнаруженных элементов с высоким атомным номером может быть стабильным: http://en.wikipedia.org/wiki/Island_of_stability. Я бы сказал, что существует небольшая вероятность того, что этот элемент может быть обнаруженным в солнечной системе.


10
Ожидается, что элементы на «острове стабильности» будут относительно стабильными по сравнению со своими соседями. Цитируя статью в Википедии, «в частности, ожидается, что период полураспада радиоактивного распада составляет несколько минут или дней, а« некоторые оптимисты »ожидают период полураспада в миллионы лет». Даже с периодом полураспада в миллионах лет за всю историю Солнечной системы могли пройти сотни или тысячи периодов полураспада. Если оптимисты не недооценивают свою стабильность, от них практически ничего не должно быть.
Кит Томпсон

9

В дополнение к ответу @Jonathan, вещь, которая отличает один химический элемент от другого, - это число протонов в ядре, которое, в свою очередь, определяет количество орбитальных электронов в незаряженном атоме.

Но мы уже знаем элемент, который соответствует любому количеству протонов от 1 до 112; это атомный номер. И у тебя не может быть доли протона. Единственная комната для возможных новых элементов находится в конце.


5

Другой способ взглянуть на этот вопрос - рассмотреть, как создаются элементы. Элементы с большими атомными номерами (то есть: 26 (железо) или около того) в периодической таблице в основном создаются во время взрывов сверхновых. Основываясь на множестве открытий в области звездной физики и ядерной физики за последние полвека, маловероятно, что в этом процессе может быть создан трансфермионный элемент (элемент с 92 или более протонами). Кроме того, эти элементы имеют тенденцию распадаться с периодом полураспада, измеряемым в часах или минутах (или меньше), поэтому даже если они были созданы в сверхновой, они давно прошли.

Как отметил @Джонатан, существует некоторый потенциал для таких элементов из-за так называемого острова стабильности, но они все еще могут быть крайне нестабильными с очень коротким временем распада.


Железо образуется вокруг ядра больших звезд путем плавления кремния. Элементы, производимые в сверхновых, тяжелее железа. Просто указываю :)
Joan.bdm

3
Хорошая точка зрения. Однако некоторые элементы, например европий, образуются в короне во время звезд на главной последовательности.
Бен

Не знал этого! Я думаю, что миллионы Кельвин является причиной этого. Спасибо Бен!
Joan.bdm

5

Химический элемент определяется количеством протонов, которые он содержит, это во многом определяет его химические свойства. Элементы могут в определенных пределах иметь различное количество нейтронов (элементы с одинаковым количеством протонов, но с разным количеством нейтронов называются изотопами). Количество нейтронов может оказывать незначительное влияние на химические свойства и более существенно влиять на стабильность, то есть скорость радиоактивного распада.

Но большие химические различия, которые определяют элемент, определяются числом протонов, и данный элемент будет иметь лишь несколько изотопов в пределах узкого диапазона.

Таким образом, элементы классифицируются периодической таблицей, которая перечисляет элементы в группах в соответствии с атомным номером (числом протонов). Когда периодическая таблица была впервые предложена, между известными элементами существовал ряд промежутков (в этот момент существование протонов не было известно). Эти промежутки были впоследствии заполнены, поэтому нет места для новых элементов, пока вы не доберетесь до высоких атомных номеров.

Периодическая таблица полна с точки зрения того, что можно считать достаточно стабильными элементами. Нет фундаментальной причины, по которой вы не можете предложить элементы с постоянно увеличивающимися атомными номерами. Однако до сих пор наблюдается тенденция к тому, что с увеличением атомного номера элементы становятся все более и более нестабильными. Они могут быть созданы в ускорителях частиц, но существуют только в течение небольшого промежутка времени и не существуют в природе никоим образом, который вы могли бы считать «настоящим» материалом, таким как железо или медь.

Существовали различные предсказания теоретических островков стабильности, но даже тогда мы говорим об очень недолговечных элементах.

Таким образом, с точки зрения того, как мы склонны понимать этот термин, нет новых элементов, которые необходимо обнаружить, поскольку учитываются все достаточно стабильные возможности.

Сказав, что вполне могут быть совершенно новые материалы, состоящие из известных элементов или действительно неизвестных ранее состояний материи.


-4

Это определенно возможно, но в очень горячей и активной части вселенной. Чтобы обнаружить эти элементы, нужно будет много ждать, пока эти элементы сформируются. Наша солнечная система недостаточно активна, и лучше всего искать туманность.


наша технология не достаточно мощная, чтобы ее создать, и она не сформируется, если мы просто пойдем туда
ботаник из Лос-Аламоса

1
Этот ответ совершенно неверный. Такие элементы не могут быть созданы в «туманностях» или даже в результате звездного нуклеосинтеза. Элементы тяжелее железа создаются только в сверхновых и в результате слияния нейтронных звезд.
Чаппо не забыл Монику

@Chappo Я в основном согласен с тем, что вы говорите, однако s-процесс захвата нейтронов также производит значительное количество элементов, более тяжелых, чем железо, и это в основном происходит в звездах AGB.
PM 2Ring

@ PM2Ring Спасибо за комментарий (и ссылку), я не знал об этом источнике более тяжелых элементов.
Чаппо не забыл Монику
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.