熟悉的元素週期表通過將元素按原子序數排列來表達性質的周期性,以原子核中所含的質子數為“原子序數”。電子按照帶正電的質子數從原子核周圍能量最低的軌道依次堆積,但在元素週期表右端稱為稀有氣體的氦、氖等中,電子在軌道上.它只是填滿了外殼,非常穩定。
另一方面,即使在原子核本身中,也可以將構成原子核的質子和中子的軌道運動視為與電子相同的軌道運動。通過作用於質子和中子的相互作用,形成像電子一樣被分成幾個殼層的軌道,能量最低的軌道依次被堵塞。特別是,已知穩定原子核的幻數(magic number)是當質子數為2,8,20,28、XNUMX、XNUMX、XNUMX……,而軌道的外殼剛好被掩埋時。
由此,京都大學的研究小組提出了創建原子核週期表的想法。由於除了質子之外,原子核中還包含中子,因此即使是同一種元素,也存在中子數不同的同位素,但對於每種元素來說,它們是最具代表性的,因此可以看出與元素週期表的對應關係。選擇了一個典型的同位素。在表的右端,質子數為幻數的元素與惰性氣體相對應地排列。就這樣,令人驚訝的是,世界上第一個與元素週期表相對應的原子核週期表被設計出來了。
這個新的元素週期表反映了電子和質子軌道性質的巨大差異,以及每個元素的原子核的變形和穩定性,以及殼層結構。可以說,原子核週期表的創建,可以很容易地與元素週期表進行比較,為學習原子核的屬性,包括幻數創造了一個新的指標。
該小組將源自原子核(核)的原子核三維周期表命名為“Nucleitouch”,並期待未來將其用於教育。
論文信息:[化學基礎] 核週期表