鲁超，赛先生 阅读原文 截至 2009 年，奥格涅斯扬领导多方团队发现了 117 号元素“钅田”（一说石田），元素周期表的第七周期已经全部被填补完整，共有 118 枚元素。 第七周期就是元素周期表的终结吗？元素周期表会不会有个尽头呢？ 一、玻尔模型 根据玻尔模型，1s 轨道电子的速度公式如下： Z 为原子序数，α是精细结构常数 也就是说，如果原子序数超过 137，1s 轨道电子的速度就要超光速了。这显然不可能，所以很多人认为 137 号元素就是元素周期表的终点，这个数字恰好是精细结构常数的倒数。有传言，费曼就持这个观点，他还因此把 137 号元素命名为：femanmanium。 传说中的费曼元素 二、狄拉克海 玻尔模型没有考虑 1s 电子的相对论效应，如要考虑，则必须请出狄拉克方程。根据狄拉克方程的预言，真空并不空，而是一片“狄拉克海”。 这是根据狄拉克方程的电子基态能量： 当 Z>173 时，将出现非常奇怪的现象。如果距离原子核最近的 1s 亚层没有电子的话，原子核的电场将从真空里抓出一个电子填进 1s 亚层，同时自发辐射出一个正电子。 从下面这个能量图上，可以看出，当 Z>173 时，1s 电子的能级就低于 -mc2 了，好像潜水了一样。 有人认为 Z>173 的元素不会存在，其实不然。 Z>173 元素的原子被称为“超临界原子”，原子核周围的强场被限制在一个非常小的空间内，由于 1s 亚层的能级已经潜入真空的最低能量之下，泡利不相容原理会禁止进一步自发地产生电子对。 总之，科学家们认为超临界原子的电子结构并不是什么瓶颈，所以元素周期表的终点可能更加取决于原子核的稳定性，而不是电子壳层的稳定性。 是啊，到了第七周期的尾部，元素的半衰期越来越短，115 号元素“钅莫”以后，已发现的最稳定同位素的半衰期没有超过 1 秒的，118 号元素“奥气”的最稳定同位素 Og294 的半衰期只有 0.69 毫秒。按照这个规律，更重的元素半衰期将更短，瞬间就会发生衰变。那么，再往下去寻找新元素，还有意义吗？ 根据半衰期不同将元素涂成不同的颜色，紫色为半衰期小于 10 秒。 三、稳定岛理论 从梅耶女士提出幻数理论之后，物理学家们开始不断深入到原子核的内部，西博格在此基础上提出了稳定岛理论，拥有某些“幻数”的质子数和中子数的核素可能会更加稳定。 稳定岛理论示意图，颜色越红，同位素越稳定，半衰期越长；颜色越蓝，同位素越不稳定，半衰期越短。在最右边也出现一个漂浮于蓝色大海之上的红黄色小岛——稳定岛。 稳定岛理论预言，126、138、154 和 164 等号元素都可能是比较稳定的元素，但这也仅仅是预言而已。 关于“幻数理论”和“稳定岛理论”，请参阅下面的帖子。 鲁超：【元素家族 - 连载 244】还会有新元素吗？ 四、小结一下各位专家的声音： Richard Feynman：137 Yogendra Gambhir：146 Pekka Pyykkö：172 Albert Khazan：155 Walter Greiner：没有最高的 总结一下： 1，到目前为止，还没有一个最有说服力的理论能完全回答这个问题：元素周期表有没有终结点。 2，到目前为止，人类发现的最高原子序数的元素就是 118 号元素“奥气”。 3，IUPAC 定义，一种元素只有它的半衰期大于 10^-14 秒，才可以被认为是一种元素。因为如果半衰期更短，就没有足够 时间形成电子云。 4，不管怎样，“元素周期表有没有终结点”这是一个好问题，指引着我们去理解电子壳层甚至原子核内部的奥秘。 前 118 号元素的故事都已经记录在我的专栏里，欢迎大家互相学习交流。 元素家族——从化学元素看人类文明 参考： 1，https://www.chemistryworld.com/opinion/column-the-crucible/3005076.article 2，https://en.wikipedia.org/wiki/Extended_periodic_table 3，https://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table#Element_with_the_highest_possible_atomic_number 4，https://en.wikipedia.org/wiki/Aufbau_principle#The_Madelung_energy_ordering_rule 5，http://fse.studenttheses.ub.rug.nl/14531/1/report.pdf 6，https://www.researchgate.net/publication/284213926 7，http://www.kernchemie.de/Transacti 阅读原文
