Есть ли конец у таблицы Менделеева?

Таблица Менделеева (или "периодическая система элементов") теоретически не имеет окончательного предела, но на практике её расширение сталкивается с серьёзными трудностями. Давайте разберёмся, почему так происходит.

Таблица Менделеева — наглядное представление периодического закона: «Свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда их атомных ядер». Она была открыта Менделеевым в 1869 году.

Известно, что таблица Менделеева начинается с самых лёгких элементов, таких как водород и гелий, и продолжается по мере увеличения атомных номеров, то есть количества протонов в ядре атома. С каждым новым элементом добавляется один протон, что влечёт за собой увеличение массы и изменение химических свойств.

На текущий момент известны и подтверждены элементы вплоть до 118-го номера (который называется "оганесон", Og). Синтез новых элементов (начиная с номера 113 и выше) был проведён в лабораторных условиях и эти элементы существуют лишь в течение долей секунд или даже меньше, прежде чем распадаются на более лёгкие элементы.

С увеличением атомного номера элементы становятся всё более нестабильными. Это связано с тем, что добавление новых протонов требует добавления ещё большего числа нейтронов для стабилизации ядра. Однако, по мере роста ядра, силы отталкивания между положительно заряженными протонами становятся слишком сильными и это приводит к быстрой радиоактивной дезинтеграции.

Американский физик Ричард Фейнман, размышляя над моделью атома Резерфорда, пришел к интересному выводу: таблица Менделеева не бесконечна. В атоме отрицательно заряженные электроны удерживаются на своих орбитах благодаря электрическому притяжению положительно заряженного ядра. Подобно тому, как Земля вращается вокруг Солнца, электроны вращаются вокруг ядра атома. По мере увеличения числа протонов в ядре сила притяжения возрастает, что заставляет электроны вращаться быстрее. Однако существует предел — скорость света. Когда скорость электронов достигнет этого предела, стабильные орбиты станут невозможными. Фейнман предполагал, что последний элемент будет под номером 137.

В квантовой физике положение электрона описывается вероятностью его нахождения в определённой области пространства, называемой орбиталью. Но даже с учетом этой теории идея Фейнмана о конечности таблицы Менделеева остается актуальной. Некоторые ученые считают, что самым тяжёлым возможным элементом будет элемент с атомным номером 173.

Ученые продолжают работать над синтезом новых элементов с атомными номерами 119, 120, 122, 124 и 126. Существует вероятность, что некоторые из этих элементов будут обладать стабильными изотопами, что позволит их хранить и использовать на практике.

Таким образом, конец таблицы Менделеева пока не определён. Технически её можно расширять дальше, если будут обнаружены или синтезированы новые элементы. Однако на практике это требует всё более сложных условий и передовых технологий, что делает каждый новый элемент большим научным достижением.