Пробелов в таблице Менделеева больше нет. Номер элемента в таблице равен заряду ядра его атомов, потому он не может быть дробным или меньше единицы. Значит, расширять таблицу Менделеева можно только в сторону увеличения заряда атомных ядер. Проблема в том, что все элементы тяжелее свинца неустойчивы, радиоактивны, и период полураспада быстро снижается с ростом заряда ядра. Если 92-й элемент, уран, живет до 4,5 миллиарда лет, то 101-й, менделевий, — в лучшем случае два месяца, а № 115, московий, и более тяжелые — доли секунды. Хотя даже для таких короткоживущих элементов некоторые химические свойства можно установить методом газовой экспресс-хроматографии.
Физиками были предсказаны острова стабильности — особые комбинации количества протонов и нейтронов, при которых ядра оказываются относительно долгоживущими. К примеру, должен иметь повышенную устойчивость изотоп флеровий-298 с 114 протонами и 184 нейтронами. Однако получить изотоп со столь большим количеством нейтронов проблематично.
Синтезируют сверхтяжелые элементы, облучая мишени из тяжелых элементов ядрами более легких, а в ядрах последних нейтронов относительно мало. До недавних пор самым популярным «снарядом» был кальций-48, имеющий уникально большое для легкого элемента отношение числа нейтронов к количеству протонов, однако из него уже выжали едва ли не всё, что можно.
Самый тяжелый элемент для мишени — калифорний, № 98. Из кальция и калифорния в Дубне получили элемент № 118, оганесон, — самый тяжелый на сегодняшний день. В 2019 году там же запустили новый циклотрон ДЦ-280, на котором планируют синтезировать элементы 119 и 120 при помощи ионов титана-50. Работы по синтезу новых элементов ведутся также в США, Германии, Японии.
Насколько тяжелые ядра могут вообще существовать, каковы фундаментальные ограничения их заряда и массы — вопрос скорее к специалистам по ядерной физике. Насколько мне известно, эти пределы точно не установлены. У самых тяжелых элементов самые долгоживущие изотопы — самые тяжелые. Вполне может быть, что еще более тяжелые их изотопы более устойчивы. Нельзя исключить: они настолько долгоживущие, что могут быть обнаружены в природе. Были такие сообщения об элементах №№ 108, 114, 116, 122, 124, 126, 127, но ни одно из них не подтвердилось. В метеоритах находили треки частиц, могущих быть ядрами сверхтяжелых элементов до № 130.
Фото с сайта НИОХ СО РАН и из открытых источников
