โอกาสในการมีอยู่ขององค์ประกอบที่ไม่รู้จักในระบบสุริยะคืออะไร?


11

โอกาสที่จะมีองค์ประกอบทางเคมีที่ยังไม่ถูกค้นพบในระบบสุริยะไม่ว่าจะเป็นบนดาวเคราะห์หรือรอบดวงอาทิตย์หรือบนดาวเคราะห์น้อยของเมฆออร์ต


1
ถ้าคุณหมายถึงองค์ประกอบที่มีเลขอะตอมสูงกว่านั้นคือ 115-ish แน่นอนว่ามีโอกาสแล้วไม่มีอะไรที่ห้ามอะตอมไม่ให้มีโปรตอนมากพอ - ถึงความมั่นคงเป็นปัญหา แต่ฉันไม่เห็นประเด็นที่ถามว่า 'โอกาสคืออะไร?'
harogaston

โอกาสที่จะเป็น "อาจจะ": องค์ประกอบ Superheavy 117 คะแนนเพื่อเป็น“ เกาะแห่งความมั่นคง” ในตารางธาตุScientificamerican.com/article/…
Wayfaring Stranger

แน่นอนว่าจะมีองค์ประกอบดังกล่าวค่อนข้างสั้นทุกครั้งที่รังสีคอสมิกพลังงานสูงไหลเข้าสู่บางสิ่ง พวกเขาอาจใช้งานไม่ได้นานกว่าสองสาม picosecond
Steve Linton

คำตอบ:


18

เท่าที่องค์ประกอบ (เช่นในตารางธาตุ) ไปฉันจะบอกว่าอัตราต่อรองมีความบางมาก เราได้ค้นพบหรือผลิตองค์ประกอบทั้งหมดของตารางธาตุขึ้นไปจนถึงเลขอะตอม 112 อย่างน้อย เมื่อจำนวนเพิ่มขึ้นครึ่งชีวิตขององค์ประกอบโดยทั่วไปจะลดลงและสั้นมากสำหรับองค์ประกอบที่สูงกว่า 102 หากแนวโน้มนี้ยังคงเป็นจริงเมื่อจำนวนเพิ่มขึ้นเกือบทุกองค์ประกอบ "ที่ยังไม่ถูกค้นพบ" ควรกลายเป็นองค์ประกอบเลขอะตอมที่รู้จักน้อย .

อย่างไรก็ตามมีความหวัง มี "เกาะแห่งความมั่นคง" ในทางทฤษฎีที่ช่วงแคบ ๆ ที่ยังไม่ได้ค้นพบองค์ประกอบเลขอะตอมสูงอาจมีเสถียรภาพ: http://en.wikipedia.org/wiki/Island_of_stability ฉันจะบอกว่ามีโอกาสเล็กน้อยที่องค์ประกอบนี้จะ ถูกค้นพบในระบบสุริยะ


10
องค์ประกอบใน "เกาะแห่งความมั่นคง" คาดว่าจะค่อนข้างมีเสถียรภาพเมื่อเทียบกับประเทศเพื่อนบ้าน การอ้างถึงบทความ Wikipedia ว่า "โดยเฉพาะพวกเขาคาดว่าจะมีกัมมันตภาพรังสีสลายตัวครึ่งชีวิตหรือไม่กี่นาทีด้วย" ผู้มองโลกในแง่ดี "คาดหวังครึ่งชีวิตหลายล้านปี" แม้จะมีเพียงครึ่งชีวิตในช่วงหลายล้านปีที่ผ่านมา แต่ก็ยังสามารถผ่านครึ่งชีวิตนับร้อยหรือหลายพันชีวิตในประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะ ถ้าผู้มองโลกในแง่ดีมองข้ามเสถียรภาพของพวกเขาต่ำเกินไปก็ไม่ควรมีสิ่งใดเหลืออยู่เลย
Keith Thompson

9

นอกเหนือจากคำตอบของ @Jathanathan สิ่งที่แยกองค์ประกอบทางเคมีหนึ่งจากอีกคือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสซึ่งจะกำหนดจำนวนของอิเล็กตรอนโคจรในอะตอมที่ไม่มีประจุ

แต่เรารู้แล้วว่าองค์ประกอบที่สอดคล้องกับจำนวนโปรตอนที่ให้ไว้ระหว่าง 1 ถึง 112; นั่นคือเลขอะตอม และคุณจะมีโปรตอนไม่ได้ ห้องเดียวสำหรับองค์ประกอบใหม่ที่เป็นไปได้อยู่ในตอนท้าย


5

อีกวิธีในการดูคำถามนี้คือการพิจารณาว่าองค์ประกอบถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร องค์ประกอบที่มีเลขอะตอมมากขึ้น (เช่น: 26 (ธาตุเหล็ก) หรือมากกว่านั้น) ในตารางธาตุส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นระหว่างการระเบิดของซุปเปอร์โนวา จากการค้นพบจำนวนมากในฟิสิกส์ดาวฤกษ์และฟิสิกส์นิวเคลียร์ในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมามันไม่น่าเป็นไปได้ที่องค์ประกอบการถ่ายโอน (องค์ประกอบที่มีโปรตอน 92 หรือมากกว่า) สามารถผลิตได้ในกระบวนการนั้น นอกจากนี้องค์ประกอบเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะสลายตัวโดยครึ่งชีวิตวัดเป็นชั่วโมงหรือนาที (หรือน้อยกว่า) ดังนั้นแม้ว่าพวกเขาจะถูกสร้างขึ้นในซูเปอร์โนวาพวกเขาจะหายไปนาน

ตามที่โจนาธานชี้ให้เห็นมีความเป็นไปได้สำหรับองค์ประกอบดังกล่าวเนื่องจากเกาะแห่งความมั่นคง แต่ก็ยังมีแนวโน้มที่จะไม่เสถียรอย่างมากโดยมีเวลาการสลายตัวที่สั้นมาก


เหล็กถูกผลิตขึ้นรอบแกนกลางของดาวฤกษ์ใหญ่ ๆ โดยการหลอมซิลิคอน องค์ประกอบที่ผลิตในซุปเปอร์โนวานั้นหนักกว่าเหล็ก เพียงแค่ชี้ :)
Joan.bdm

3
จุดดี. อย่างไรก็ตามองค์ประกอบบางอย่างเช่น europium ถูกสร้างขึ้นในกลุ่มดาวฤกษ์ในช่วงเวลาที่ดาวฤกษ์ตามลำดับหลัก
Ben

ไม่รู้เหมือนกัน! ฉันเดาว่าคนนับล้านเคลวินเป็นเหตุผลสำหรับเรื่องนั้น ขอบคุณเบ็น!
Joan.bdm

5

องค์ประกอบทางเคมีถูกกำหนดโดยจำนวนของโปรตอนที่มีอยู่ส่วนใหญ่จะกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของมัน องค์ประกอบสามารถภายในนิวตรอนได้จำนวนนิวตรอนต่างกัน (ธาตุที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่นิวตรอนจำนวนต่างกันเรียกว่าไอโซโทป) จำนวนนิวตรอนสามารถมีผลต่อคุณสมบัติทางเคมีอย่างละเอียดและมีความสำคัญต่อความเสถียรเช่นอัตราการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี

แต่ความแตกต่างทางเคมีขนาดใหญ่ซึ่งกำหนดองค์ประกอบนั้นถูกกำหนดโดยหมายเลขโปรตอนและองค์ประกอบที่กำหนดจะมีไอโซโทปจำนวนหนึ่งอยู่ในช่วงแคบ ๆ ของนางฟ้า

ดังนั้นองค์ประกอบจะถูกจัดประเภทตามตารางธาตุซึ่งจะแสดงองค์ประกอบในกลุ่มตามหมายเลขอะตอม (จำนวนโปรตอน) เมื่อมีการเสนอตารางธาตุครั้งแรกมีช่องว่างจำนวนหนึ่งระหว่างองค์ประกอบที่รู้จัก (ณ จุดนี้ยังไม่มีการรู้จักโปรตอน) ช่องว่างเหล่านี้ได้รับการเติมในภายหลังจึงไม่มีที่ว่างสำหรับองค์ประกอบใหม่จนกว่าคุณจะได้รับหมายเลขอะตอมสูง

ตารางธาตุนั้นเต็มไปด้วยองค์ประกอบที่มีเสถียรภาพ ไม่มีเหตุผลเบื้องต้นว่าทำไมคุณไม่สามารถเสนอองค์ประกอบด้วยการเพิ่มจำนวนอะตอม อย่างไรก็ตามแนวโน้มที่ผ่านมาก็คือการเพิ่มองค์ประกอบเลขอะตอมกลายเป็นสิ่งที่ไม่แน่นอน พวกมันสามารถสร้างขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาค แต่มีอยู่เพียงระยะเวลาสั้น ๆ และไม่มีอยู่ในธรรมชาติไม่ว่าด้วยวิธีใดก็ตามที่คุณอาจคิดว่าเป็นวัสดุ 'จริง' เช่นเหล็กหรือทองแดง

มีการคาดการณ์ต่าง ๆ เกี่ยวกับเกาะแห่งทฤษฎีเสถียรภาพ แต่ถึงอย่างนั้นเราก็กำลังพูดถึงองค์ประกอบที่มีอายุสั้นมาก

ดังนั้นในแง่ของวิธีที่เรามักจะเข้าใจคำศัพท์นั้นไม่มีองค์ประกอบใหม่ที่จะค้นพบเนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่มั่นคงอย่างสมเหตุสมผล

ต้องบอกว่าอาจจะมีวัสดุใหม่ทั้งหมดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบที่รู้จักหรือสถานะที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้แน่นอน


-4

มันเป็นไปได้แน่นอน แต่ในส่วนที่ร้อนแรงและกระตือรือร้นของจักรวาล เพื่อที่จะค้นพบองค์ประกอบเหล่านี้จะต้องรอให้องค์ประกอบเหล่านี้ก่อตัวขึ้น ระบบสุริยะของเรายังไม่เพียงพอและเนบิวลาน่าจะเป็นสถานที่ที่ดีที่สุด


เทคโนโลยีของเราไม่ทรงพลังพอที่จะสร้างมันขึ้นมาและมันจะไม่เกิดขึ้นถ้าเราไปที่นั่น
Los Alamos nerd

1
คำตอบนี้ผิดอย่างสมบูรณ์ องค์ประกอบดังกล่าวไม่สามารถสร้างขึ้นได้ใน“ เนบิวล่า” หรือแม้กระทั่งจากนิวคลีโอซินธิเลดี องค์ประกอบที่หนักกว่าเหล็กถูกสร้างขึ้นในซุปเปอร์โนวาเท่านั้นและการรวมตัวของดาวนิวตรอน
Chappo ไม่ลืมโมนิกา

@Chappo ฉันเห็นด้วยอย่างยิ่งกับสิ่งที่คุณพูด แต่กระบวนการของการดักจับนิวตรอนยังสร้างองค์ประกอบจำนวนมากที่หนักกว่าเหล็กและส่วนใหญ่เกิดขึ้นในดาว AGB
PM 2Ring

@ PM2Ring ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น (และลิงค์) ฉันไม่ได้ตระหนักถึงแหล่งที่มาขององค์ประกอบที่หนักกว่านี้
Chappo ไม่ลืมโมนิก้า
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.