Tavola periodica degli elementi estesa

Attualmente ci sono 7 periodi nella tavola periodica degli elementi che terminano con il numero atomico 118. Se saranno scoperti ulteriori elementi con numero atomico maggiore, saranno posti in livelli aggiuntivi, posizionati (come gli elementi esistenti) in maniera tale da illustrare l'andamento ricorrente delle proprietà degli elementi. Ci si attende che eventuali ulteriori periodi contengano un numero maggiore di elementi rispetto al settimo periodo, in quanto si calcola che abbiano un ulteriore cosiddetto blocco g, contenente 18 elementi che riempiono parzialmente gli orbitali g in ogni periodo. Una tavola periodica con un ottavo periodo è stata proposta da Glenn Seaborg nel 1969.

Ancora non è stato scoperto o sintetizzato nessun elemento di questa regione. Il primo elemento ha numero atomico 121 con nome provvisorio unbiunio. Questi elementi dovrebbero essere molto instabili rispetto al decadimento radioattivo e avere un'emivita estremamente breve, sebbene si pensi che l'elemento 126 stia in un'isola di stabilità che è resistente alla fissione ma non al decadimento alfa. Non è chiaro quanti elementi oltre l'isola di stabilità siano fisicamente possibili, se il periodo 8 sia completo o se ci sia un periodo 9.

Secondo l'approssimazione orbitale nella descrizione quanto-meccanica della struttura atomica il blocco g corrisponderebbe agli elementi con un parziale riempimento degli orbitali g. Tuttavia, gli effetti dell'abbinamento spin-orbita riducono sostanzialmente la validità dell'approssimazione orbitale per gli elementi con numero atomico elevato.

Tavola periodica estesa, incluso il blocco g

Non si sa quanto la tavola periodica potrebbe estendersi al di là dei 118 elementi conosciuti. Glenn Seaborg suggerì che l'elemento più elevato possibile potrebbe essere sotto Z=130. Tuttavia, se davvero esistono elementi superiori, è improbabile che possano essere assegnati in modo significativo alla tavola periodica approssimativamente al di sopra di Z=173, come discusso nelle sezioni seguenti. Questo diagramma perciò finisce con quel numero, senza con questo voler implicare che tutti quei 173 elementi siano effettivamente possibili, né che elementi più pesanti non siano possibili.

Tavola periodica estesa

(Gli elementi superpesanti potrebbero non esistere. Nel caso in cui esistano, potrebbero non seguire l'ordine di questa tabella)

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Nh

114 Fl

115 Mc

116 Lv

117 Ts

118 Og

8

119 Uue

120 Ubn

121 Ubu

122 Ubb

123 Ubt

124 Ubq

125 Ubp

126 Ubh

127 Ubs

128 Ubo

129 Ube

130 Utn

131 Utu

132 Utb

133 Utt

134 Utq

135 Utp

136 Uth

137 Uts

138 Uto

139 Ute

140 Uqn

141 Uqu

142 Uqb

143 Uqt

144 Uqq

145 Uqp

146 Uqh

147 Uqs

148 Uqo

149 Uqe

150 Upn

151 Upu

152 Upb

153 Upt

154 Upq

155 Upp

156 Uph

157 Ups

158 Upo

159 Upe

160 Uhn

161 Uhu

162 Uhb

163 Uht

164 Uhq

9

165 Uhp

166 Uhh

167 Uhs

168 Uho

169 Uhe

170 Usn

171 Usu

172 Usb

10

173 Ust

Blocchi della tavola periodica
blocco s	blocco p	blocco d	blocco f	blocco g
Gli elementi previsti sono colorati con una sfumatura più chiara
blocco s	blocco p	blocco d	blocco f	blocco g

Tutti questi ipotetici elementi non scoperti prendono il nome in base alla denominazione sistematica degli elementi della IUPAC che crea un nome generico per il suo utilizzo finché l'elemento non è stato scoperto, confermato e un nome ufficiale approvato.

Ad aprile del 2011, la sintesi è stata tentata soltanto per l'ununennio, l'unbinilio, l'unbibio, l'unbiquadio e l'unbihexio (Z = 119, 120, 122, 124 e 126).

Il posizionamento del blocco g nella tabella (a sinistra del blocco f, a destra o in mezzo) è congetturale. Le posizioni mostrate nella tabella di sopra corrispondono all'assunto che la regola di Madelung continuerà a valere per i numeri atomici più alti; questo assunto può o no essere vero. Nell'elemento 118, si assume che gli orbitali 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, 5f, 6s, 6p, 6d, 7s e 7p siano riempiti, con gli orbitali rimanenti vuoti. Si predice che gli orbitali dell'ottavo periodo siano riempiti nell'ordine 8s, 5g, 6f, 7d, 8p. Tuttavia, approssimativamente dopo l'elemento 120, la prossimità dei gusci elettronici rende problematico il posizionamento in una semplice tabella.

Il modello di Pyykkö

Non tutti i modelli mostrano gli elementi più pesanti che seguono lo schema stabilito da quelli più leggeri. Pekka Pyykkö, ad esempio, utilizzò il modellamento informatico per calcolare le posizioni degli elementi fino a Z=172, e scoprì che parecchi erano dislocati rispetto alla regola di ordinamento energetico di Madelung. Egli prevede che i gusci degli orbitali saranno riempiti in quest'ordine:

• 8s,
• 5g,
• i primi due spazi di 8p,
• 6f,
• 7d,
• 9s,
• i primi due spazi di 9p,
• il resto di 8p.

Suggerisce anche di dividere il periodo 8 in tre parti:

• 8a, che contiene 8s,
• 8b, che contiene i primi due elementi di 8p,
• 8c, che contiene 7d e il resto di 8p.

Modello di Pyykkö
Gli elementi dislocati sono in neretto
8	119 Uue	120 Ubn	121 Ubu	122 Ubb	123 Ubt	124 Ubq	125 Ubp	126 Ubh	127 Ubs	128 Ubo	129 Ube	130 Utn	131 Utu	132 Utb	133 Utt	134 Utq	135 Utp	136 Uth	137 Uts	138 Uto	141 Uqu	142 Uqb	143 Uqt	144 Uqq	145 Uqp	146 Uqh	147 Uqs	148 Uqo	149 Uqe	150 Upn	151 Upu	152 Upb	153 Upt	154 Upq	155 Upp	156 Uph	157 Ups	158 Upo	159 Upe	160 Uhn	161 Uhu	162 Uhb	163 Uht	164 Uhq	139 Ute	140 Uqn	169 Uhe	170 Usn	171 Usu	172 Usb
9	165 Uhp	166 Uhh																																											167 Uhs	168 Uho
	blocco s		blocco g																		blocco f														blocco d										blocco p

Fine della tavola periodica

Il numero di elementi fisicamente possibili è sconosciuto. C'è un limite teorico per gli atomi neutri a uno Z approssimativamente di 173, dopodiché sarebbe insensato assegnare gli elementi ai blocchi sulla base della configurazione elettronica. Tuttavia, è probabile che la tavola periodica finisca in realtà molto prima, probabilmente subito dopo l'isola di stabilità, che ci si aspetta si concentri intorno a Z = 126.

In aggiunta l'estensione della tavola periodica e di quella dei nuclidi è ristretta dalle linee di sgocciolamento protonico e neutronico.

Fallimento del modello di Bohr

Il modello di Bohr mostra difficoltà per gli atomi con numero atomico maggiore di 137, perché la velocità di un elettrone in un orbitale elettronico 1s, v, è data da

$v=Z\alpha c\approx {\frac {Zc}{137{,}036}}$

dove Z è il numero atomico, e α è la costante di struttura fine, una misura della forza delle interazioni elettromagnetiche. In base a questa approssimazione, qualunque elemento con un numero atomico maggiore di 137 richiederebbe che gli elettroni 1s stessero viaggiando più rapidamente di c, la velocità della luce. Di conseguenza un modello non relativistico come il modello di Bohr è inadeguato per questi calcoli.

L'equazione di Dirac

Anche l'equazione di Dirac semi-relativistica ha problemi per Z > 137, in quanto l'energia di stato fondamentale è

$E=m_{0}c^{2}{\sqrt {1-Z^{2}\alpha ^{2}}}$

dove m₀ è la massa di quiete dell'elettrone. Per Z > 137, la funzione d'onda dello stato fondamentale di Dirac è oscillatoria, piuttosto che vincolata, e non c'è alcun divario tra gli spettri di energia positiva e negativa, come nel paradosso di Klein. Richard Feynman mise in evidenza questo effetto, perciò l'ultimo elemento atteso in base al modello di Feynman, il 137 (untriseptio), è talvolta chiamato feynmanio (simbolo: Fy).

Tuttavia, un calcolo realistico deve tenere conto dell'estensione finita della distribuzione delle cariche nucleari. Ciò produce come risultato uno Z critico di ≈ 173 (unsepttrio), affinché gli atomi neutri siano limitati agli elementi uguali o inferiori a questo. Gli elementi più alti potrebbero esistere solamente come ioni.

Voci correlate

• Configurazione elettronica
• Modello nucleare a shell
• Tabella degli isotopi
• Elementi del periodo 8
• Superattinidi

Altri progetti

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su tavola periodica degli elementi estesa