Заключение

Динамика открытия новых химических элементов в период с 1900 по 2015 годы приведена на
рис. 17. К 1900 году было известно 88 химических элементов, к 1950 году их число увеличилось до 98. В 2000 году было открыто 114 элементов и к настоящему моменту число элементов таблицы Менделеева составляет 118.

Рис. 17. Динамика открытия новых химических элементов

На рис. 18 показан верхний участок NZ-диаграммы обнаруженных к 2016 году сверхтяжелых ядер [100]. Отмечен предполагаемый центр острова стабильности Z = 114, N = 184. Как видно, синтезированные изотопы по числу протонов Z уже превысили ожидаемое значение Z = 114, однако все обнаруженные изотопы лежат гораздо левее значения N = 184. Косвенным подтверждением существования острова стабильности является существенный рост периода полураспада с ростом числа нейтронов в изотопах с Z = 113 − 116. Для достижения центра острова стабильности необходимы реакции с использованием более нейтронно-избыточных изотопов, необходимы пучки ускоренных ионов с большим отношением N/Z.

Рис.18. Известные к 2016 году изотопы сверхтяжелых элементов и реакции их образования. Для каждого изотопа указаны название элемента, его масса и период полураспада. Нейтрон-дефицитные тяжелые изотопы с Z < 113 были получены в реакциях "холодного слияния". Изотопы 112 − 118 с большим числом нейтронов образованы в реакциях "горячего слияния" [100, 101]

Второе обстоятельство, которое необходимо иметь учесть, − в центре острова стабильности периоды полураспада ядер могут достигать 10⁵ лет, а используемые в настоящее время методики обнаружения сверхтяжелых элементов в основном ориентированы на регистрацию короткоживущих изотопов. При приближении к Острову Стабильности большую роль будут играть методы химической идентификации сверхтяжелых ядер. Для химической идентификации трансфермиевых элементов в Дубне была разработана специальная методика экспрессного химического анализа продуктов реакции в газовой струе. При идентификации элементов химическими методами используется сходство свойств изучаемого элемента и его более легкого аналога, принадлежащего к той же химической группе. С этой целью необходимо для каждого исследуемого элемента определить его место в системе элементов Менделеева.
На рис. 19 приведены электронные структуры атомов вплоть до Z = 118: отмечены электронные оболочки и последовательность их заполнения электронами. 118-й элемент соответствует полностью заполненной 7p-оболочке и является по своим химическим свойствам аналогом радона (Z = 72) и ксенона (Z = 54) . В химических элементах, начиная со 104-го и вплоть до 112-го, заполняется подоболочка 6d, и по своим химическим свойствам они должны быть подобны ряду элементов от гафния (Z = 72) до ртути (Z = 80), у которых заполняется подоболочка 5d.

Рис. 19. Периодическая таблица Менделеева с указанием последовательности заполнения электронных оболочек

Характеристики и реакции образования тяжелых и сверхтяжелых атомных ядер приведены в таблицах 3, 4. Для каждого химического элемента приведены массовое число A и период полураспада наиболее долгоживущего изотопа. Дата открытия и реакции получения трансфермиевых элементов
(Z > 100) приведены в соответствии с отчетами IUPAC/IUPAP [1, 2, 57, 102-105].

Таблица 3: Химические элементы Z > 83. Для каждого элемента приведены год открытия и реакция, в которой элемент был получен, а также массовое число A и период полураспада T_1/2 наиболее долгоживущего из известных изотопов.

Год откр.	Символ элемента	Реакция образования	A	T_1/2 [26]
1789	92U	Радиохимическая идентификация изотопов, существующих в природе	238	(4.468 ± 0.003) · 10⁹ л
1898	₈₈Ra		226	1600 ± 7 л
1898	₉₀Th		232	(1.40 ± 0.01) · 10¹⁰ л
1898	₈₄Po		209	102 ± 5 л
1899	₈₆Rn		222	3.8235 ± 0.0003 д
1899	₈₉Ac		227	21.772 ± 0.003 л
1913	₉₁Pa		231	(3.276 ± 0.011) · 10⁴ л
1939	₈₇Fr		223	22.00 ± 0.07 м
1940	₈₅At		210	8.1 ± 0.4 ч
1940	₉₃Np		237	(2.144 ± 0.007) · 10⁶ л
1940	₉₄Pu		244	(8.00 ± 0.07) · 10⁷ л
1945	₉₅Am		243	7370 ± 40 л
1944	₉₆Cm		247	(1.56 ± 0.05) · 10⁷ л
1949	₉₇Bk		247	1380 ± 250 л
1950	₉₈Cf		251	898 ± 44 л
1952	₉₉Es		252	471.7 ± 1.9 д
1952	₁₀₀Fm		257	100.5 ± 0.2 д

Таблица 4: Химические элементы Z > 100. Для каждого элемента приведены год открытия и реакция, в которой элемент был впервые получен, а также массовое число A и период полураспада T_1/2 наиболее долгоживущего из известных изотопов.

Год открытия	Символ элемента	Реакция образования	A	T_1/2 [26]
1955	₁₀₁Md		258	51.5 ± 0.3 д
1961	₁₀₃Lr		262	~ 4 ч
1963	₁₀₂No		259	58 ± 5 м
1964	₁₀₄Rf		263	10 ± 2 м
1970	₁₀₅Db		268m
1974	₁₀₆Sg		271m
1981	₁₀₇Bh		274
1984	₁₀₈Hs		270	22 с
1982	₁₀₉Mt		278m
1994	₁₁₀Ds		281
1994	₁₁₁Rg		281m
1996	₁₁₂Cn		285
2004	₁₁₃Nh		286m
1999	₁₁₄Fl		289m
2004	₁₁₅Mc		289
2000	₁₁₆Lv		293
2010	₁₁₇Ts		294
2006	₁₁₈Og		294

Создание Д.И. Менделеевым Периодической системы химических элементов является ярким достижением отечественной науки. Опубликованная им в 1871 г. периодическая таблица содержала 64 химических элемента. Открытие радия в 1898 году стало началом новой эпохи в развитии химии − эпохи атомной и ядерной физики, давшей ключ к изучению сложной внутренней структуры атомов. Исследования ведущих ядерных центров мира, в том числе Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований (Дубна), привели к росту числа химических элементов до 118. Продвижение в область сверхтяжелых элементов − это не только вопрос о существовании границы Периодической системы Менделеева, но и расширение наших представлений о Вселенной, происходящих в ней физических процессах и динамике ее развития.