Восьмой период периодической системы¶

Восьмой период периодической системы — гипотетический, экспериментально не подтверждённый период периодической таблицы химических элементов, который следовал бы за седьмым периодом. В соответствии с современной теоретической моделью строения электронных оболочек он должен включать элементы с атомными номерами от 119 до 168, то есть начинаться со щелочного металла унненния (Uue, 119) и завершаться элементом с заполненной оболочкой, условно обозначаемым как унсептбий (Usp, 168). Ни один из этих элементов в природе не встречается и пока не получен искусственно.

¶Теоретическое обоснование

Периодическая система строится на порядке заполнения электронных орбиталей, описываемом правилом Маделунга и принципом Паули. Седьмой период завершается на элементе 118 (оганесон), у которого заполнена подоболочка 7p. Следующим по энергии уровнем, согласно расчётам релятивистских моделей, оказывается 8s, что и открывает восьмой период.

Однако для столь тяжёлых ядер простое правило Маделунга нарушается: сильное кулоновское поле ядра и релятивистские эффекты меняют взаимное расположение уровней энергии. Именно поэтому предсказания структуры восьмого периода носят вероятностный характер и различаются в разных расчётных моделях.

¶Предсказываемая структура

Согласно наиболее распространённым оценкам, восьмой период должен содержать пять энергетических блоков:

• 8s-блок — элементы 119 и 120 (унненний и унбинилий), аналоги щелочного и щёлочноземельного металлов;
• 5g-блок — элементы 121–138, заполняющие подоболочку 5g (в основном состоянии у сверхтяжёлых атомов);
• 6f-блок — элементы 139–152;
• 7d-блок — элементы 153–162;
• 8p-блок — элементы 163–168, завершающие период.

Такая схема отличается от седьмого периода, где g-подоболочка не заполняется, и делает восьмой период самым протяжённым — 50 элементов против 32 в седьмом.

¶Проблемы синтеза

Практическое получение элементов восьмого периода сталкивается с фундаментальными трудностями. С ростом заряда ядра резко падает время жизни: уже для элементов седьмого периода оно измеряется миллисекундами и секундами. Для ядер с Z > 118 предсказывается существование «острова стабильности» в районе Z ≈ 114–126, однако его положение и глубина остаются предметом дискуссий.

Кроме того, для синтеза требуются всё более тяжёлые мишени и интенсивные пучки ионов, а сечение реакций падает до значений, при которых регистрация единичных событий занимает месяцы и годы работы на ускорителях.

¶Возможные химические свойства

Расчёты указывают, что электронная конфигурация сверхтяжёлых элементов может приводить к аномальной химии. Например, для элементов 5g-блока предсказывается необычно высокая устойчивость некоторых степеней окисления, а для 8p-элементов — значительное релятивистское сжатие s- и p-орбиталей. В ряде работ высказывается предположение, что элемент 164 может проявлять свойства, нехарактерные ни для одного известного элемента.

Все эти выводы остаются теоретическими: экспериментальные данные отсутствуют, а экстраполяция свойств на столь далёкие от известных элементов области сопряжена с большой неопределённостью.

¶Место в классификации

Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) не устанавливает официальных названий и символов для элементов восьмого периода. Используемые обозначения вроде Uue, Ubn или Usp — временные систематические имена, построенные по правилам номенклатуры для неизученных элементов.

Таким образом, восьмой период существует пока лишь как теоретическая конструкция, служащая инструментом для проверки моделей строения атома и предсказания свойств сверхтяжёлых ядер.