Естественные границы периодической системы

На Земле существуют только такие элементы, среднее время жизни которых приблизительно равно или превосходит возраст Земли. Самый легкий из этих элементов — водород (₁Н), а самый тяжелый — уран (₉₂U )- Однако этими эле­ментами не ограничивается диапазон возможных химических элементов, приро­да гораздо богаче и разнообразнее.

В природе существует атом, который легче водорода, — пози­троний (Рs) (нарисовать рисунок).

Не принимая во внимание волновой природы частиц, позитро­ний можно представить в виде электрона и позитрона. Позитрон - частица, по массе близкая к электрону, но имеющая положи­тельный, а не отрицательный заряд. Позитроний — движущие­ся вокруг общего центра тяжести электрон и позитрон. Позитроний состоит из электронно-позитронной оболочки и не имеет ядра. Позитроний имеет корот­кое время жизни: около 10^-7 —10^-10 с и исчезает (аннигилирует) с испусканием фотонов.

Позитроний является сильным восстановителем и может участвовать в хими­ческих реакциях как восстановитель. Например, он восстанавливает ионы Fе³⁺ до Fе²⁺

Рs+Fе³⁺=Fе²⁺ + е⁺.

Открытие позитрония экспериментально поставило вопрос о существовании совершенно иного материального мира, построенного из антиатомов. Действи­тельно, позитроний находится на границе между атомами — системами, состоящими из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных элект­ронов, и антиатомами — системами из отрицательно заряженных ядер и положи­тельно заряженных позитронов.

Антиатомы существуют, некоторые из них (антиатомы водорода, гелия) изучены экспериментально. Поэтому нельзя говорить о начале периодической системы, так как ее таблица может симметрично (по крайней мере, теоретически) от­носительно позитрония повторять в мире антиатомов структуру периодической системы Д. И. Менделеева

О границе таблицы периодической системы со стороны тяжелых элементов можно говорить тогда, когда время жизни атомов элемента уже недостаточно для того, чтобы измерить его свойства. Опыт показал, что стабильность тяже­лых атомов с увеличением порядкового номера быстро уменьшается. Естествен­ный конец периодической системы определяется порядковым номером элемента, для которого среднее время жизни атомного ядра становится меньше 1 • 10^-15 с. Для элементов с порядковыми номерами 108—11О время жизни около 1 • 10^-12 с. Поэтому считается, что периодическая система заканчивается недалеко за эти­ми элементами. Развитие теории атомных ядер позволило считать, что при боль­ших порядковых номерах могут существовать так называемые «острова стабиль­ности», т. е. отдельные атомы с большим временем жизни.

Поэтому теоретически у периодической системы нет ни начала, ни конца.