Дмитрий Менделеев представил схему периодической таблицы в 1869 году. Почти 150 лет спустя исследователи из Киотского университета предложили ее альтернативную версию. Таблица, названная Nucletouch, располагает элементы, отталкиваясь от параметров ядра.
Выводы проекта представлены в Foundations of Chemistry. Таблица Менделеева – одна из первых вещей, с которыми знакомят уроки химии. Автор даже предусмотрел места для элементов, только ожидавших открытия. Их группирование основано на количестве электронов, вращающихся вокруг атома. Чем сильнее заполнены орбиты, тем стабильнее элемент. Японские специалисты решили заглянуть внутрь атома.
От электрона к протону
Атом включает 2 типа заряженных частиц. Электроны циркулируют по внешним орбитам. Автор предположения, что протоны внутри ядра ведут себя так же, получил в 1963 году Нобелевскую премию.
«Как и электроны, протоны, заполняя орбиты, стабилизируют элемент», – прокомментировал соавтор работы, Коичи Хагино.
На ядро приходится почти вся масса атома. Оно состоит из протонов и нейтронов, называемых нуклоны. На оболочечную структуру ядра указывало множество явлений, вроде увеличения энергии связи или неоднородности радиуса.
«Магические числа»
Менделеев вывел периодическую зависимость свойств элементов от количества электронов. Благородные газы, вроде гелия и аргона, обычно находятся в инертном состоянии. Стабильность им обеспечивает определенное количество электронов в оболочке: 2, 10, 18 и пр.
Нуклоны имеют такое же влияние на ядро. Стабильность структуры обеспечивало определенное количество нейтронов или протонов – 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Ученые назвали обе группы «магическими числами».
«Nucletouch дополнительно показывает связь формы с количеством частиц. Ядра атомов, близких к протонным магическим числам, имеют более сферические контуры. Они деформируются при изменении количества нуклонов», – объяснил Ёситэру Маэно, соавтор проекта.
Таблица представлена в плоском и трехмерном виде. За счет количества протонов, в ее центре расположены кальций, гелий и кислород. Авторы надеются, что альтернативный подход к распределению химических элементов поможет сделать новые открытия.