Tabel periodik perluasan

Sebuahtabel periodik perluasanberteori tentangunsur-unsur kimiasetelah unsur-unsur yang saat ini telah terbukti dan telah diketahui dalamtabel periodik. Hingga 2025, unsur dengannomor atomtertinggi yang telah diketahui adalahoganeson(Z= 118), yang melengkapiperiode(baris) ketujuh dalam tabel periodik. Dengan demikian, semua unsur dalam periode kedelapan dan seterusnya  tetaplah murni menjadi hipotesis.
Unsur-unsur setelah 118 akan ditempatkan dalam periode tambahan ketika mereka ditemukan, ditata (seperti dengan periode yang ada) untuk menggambarkan tren berulang secara berkala dalam sifat dari unsur yang bersangkutan. Setiap periode tambahan diperkirakan akan mengandung lebih banyak unsur daripada periode ketujuh, karena mereka telah dihitung untuk memiliki blok tambahan yang disebutblok-g, yang mengandung setidaknya 18 unsur denganorbitalg yang terisi sebagian di setiap periode.Tabel delapan periodeyang berisi blok ini diusulkan olehGlenn T. Seaborgpada tahun 1969.Unsur pertama dalam blok-g mungkin memiliki nomor atom 121, dan dengan demikian, ia akan memilikinama sistematisunbiunium. Meskipun telah dilakukan banyak pencarian, tidak ada satu pun unsur di wilayah ini yang telahdisintesisatau ditemukan di alam.
Menurut pendekatan orbital dalam deskripsimekanika kuantumstruktur atom, blok-g akan sesuai dengan unsur dengan orbital g yang terisi sebagian, tetapi efekkopling spin–orbitmengurangi validitas pendekatan orbital secara substansial untuk unsur dengan nomor atom yang tinggi. Versi milik Seaborg dari periode yang diperluas ini memiliki unsur-unsur yang lebih berat mengikuti pola yang ditetapkan oleh unsur-unsur yang lebih ringan, karena versi ini tidak memperhitungkanefek relativistik. Model yang memperhitungkan efek relativistik memprediksi bahwa polanya akan rusak.Pekka PyykködanBurkhard Frickemenggunakan pemodelan komputer untuk menghitung posisi unsur hinggaZ= 172, dan menemukan bahwa beberapa dari mereka digeser dariaturan Madelung.Sebagai akibat dari ketidakpastian dan variabilitas dalam prediksisifat kimiadan fisik unsur setelah 120, saat ini tidak ada konsensus tentang penempatannya dalam tabel periodik perluasan.
Unsur-unsur di wilayah ini cenderung sangat tidak stabil sehubungan denganpeluruhan radioaktifdan mengalamipeluruhan alfaataufisi spontandenganwaktu paruhyang sangat singkat, meskipununsur 126dihipotesiskan berada dalampulau stabilitasyang tahan terhadap fisi tetapi tidak terhadap peluruhan alfa. Pulau-pulau stabilitas lain di luar unsur-unsur yang telah diketahui juga dimungkinkan, termasuk satu pulau yang diteorikan berada di sekitar unsur 164, meskipun tingkat efek penstabilan darikulit nuklirtertutup tidak pasti. Tidak jelas berapa banyak unsur di luar pulau stabilitas yang diperkirakan mungkin secara fisik, apakah periode 8 dapat selesai, atau periode 9 dapat ada.Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional(IUPAC) mendefinisikan bahwa suatu unsur dapat ada jika masa hidupnya lebih lama dari 10detik (0,01pikodetik, atau 10femtodetik), yang merupakan waktu yang dibutuhkan inti untuk membentukawan elektron.
Pada awal 1940, telah dicatat bahwa interpretasi sederhana daripersamaan Diracyangrelativistikmengalami masalah dengan orbital elektron padaZ> 1/α ≈ 137, menunjukkan bahwa atom netral tidak dapat eksis setelah unsur 137, dan bahwa tabel periodik unsur berdasarkan pada orbital elektron akan menjadi rusak pada titik ini.Di sisi lain, analisis yang lebih teliti menghitung batas analog menjadiZ≈ 173 di mana subkulit 1s menyelam ke dalamlaut Dirac, dan ia bukanlah atom netral yang tidak dapat eksis setelah unsur 173, tetapi inti telanjang, sehingga tidak menunjukkan hambatan untuk perpanjangan lebih lanjut dari sistem periodik. Atom di luar nomor atom kritis ini disebut atomsuperkritis.
Unsur-unsur yang lebih berat setelahaktinidapertama kali diusulkan ada pada awal tahun 1895, ketika ahli kimia DenmarkHans Peter Thomsenmeramalkan bahwatoriumdanuraniummembentuk bagian dari periode 32 unsur yang akan berakhir pada unsur yang inaktif secara kimia dengan berat atom 292 (tidak jauh dari 294 yang dikenal saat ini untukisotop oganesonpertama dan satu-satunya yang telah ditemukan). Pada tahun 1913, fisikawan SwediaJohannes Rydbergdengan cara yang sama meramalkan bahwa gas mulia berikutnya setelah radon akan memiliki nomor atom 118, dan secara murni diturunkan secara formal bahkan kongener radon yang lebih berat padaZ= 168, 218, 290, 362, dan 460, persis di manaprinsip Aufbaumemprediksi tempat mereka. Pada tahun 1922,Niels Bohrmeramalkan struktur elektronikgas muliaberikutnya padaZ= 118, dan memperkirakan bahwa alasan mengapa unsur-unsur setelah uranium tidak terlihat di alam adalah karena mereka terlalu tidak stabil. Pada tahun 1926, fisikawan dan insinyur JermanRichard Swinnemenerbitkan makalah ulasan yang berisi prediksi mengenaiunsur transuranik(dia mungkin telah menciptakan istilah tersebut) di mana dia mengantisipasi prediksi modern tentangpulau stabilitas: dia telah berhipotesis sejak 1914 bahwa waktu paruh seharusnya tidak menurun secara ketat dengan nomor atom, tetapi memperkirakan bahwa mungkin ada beberapa unsur yang berumur lebih lama padaZ= 98–102 danZ= 108–110, dan berspekulasi bahwa unsur tersebut mungkin ada di dalaminti Bumi, di dalammeteorit besi, atau dilapisan es Greenlanddi mana mereka telah dikurung dari asal usul kosmik mereka.Pada tahun 1955, unsur-unsur ini disebut sebagai unsursuperberat.
Prediksi pertama mengenai sifat dari unsur-unsur superberat yang belum ditemukan dibuat pada tahun 1957, ketika konsepkulit nuklirpertama kali dieksplorasi dan sebuah pulau stabilitas diteorikan muncul di sekitar unsur 126.Pada tahun 1967, perhitungan yang lebih ketat dilakukan, dan pulau stabilitas diteorikan berpusat padaflerovium(unsur 114) yang saat itu belum ditemukan; penelitian ini dan penelitian selanjutnya lainnya memotivasi banyak peneliti untuk mencari unsur-unsur superberat di alam atau mencobamenyintesismereka di dalam akselerator.Banyak pencarian unsur-unsur superberat dilakukan pada tahun 1970-an, semuanya dengan hasil negatif. Hingga April 2022, telah dicoba untuk setiap unsur hingga dan termasuk unbiseptium (Z= 127), kecuali unbitrium (Z= 123),dengan unsur terberat yang berhasil disintesis adalahoganesonpada tahun 2002 dan penemuan terbaru adalahtenesinpada tahun 2010.
Karena beberapa unsur superberat diprediksi berada di luar tabel periodik tujuh periode, sebuah periode tambahan, periode kedelapan, yang mengandung unsur-unsur ini pertama kali diusulkan olehGlenn T. Seaborgpada tahun 1969. Model ini melanjutkan pola pada unsur-unsur yang sudah ada dan memperkenalkan blok-g dan deret superaktinida yang dimulai dari unsur 121, menaikkan jumlah unsur pada periode 8 dibandingkan dengan periode yang telah diketahui.Perhitungan awal ini gagal mempertimbangkan efek relativistik yang memecahtren periodikdan membuat ekstrapolasi sederhana menjadi tidak mungkin. Pada tahun 1971, Fricke menghitung tabel periodik hinggaZ= 172, dan menemukan bahwa beberapa unsur memang memiliki sifat berbeda yang mematahkan pola yang telah ditetapkan,dan perhitungan tahun 2010 olehPekka Pyykköjuga mencatat bahwa beberapa unsur mungkin berperilaku berbeda dari yang telah diperkirakan.Tidak diketahui seberapa jauh tabel periodik dapat melampaui 118 unsur yang telah diketahui, karena unsur-unsur yang lebih berat diprediksi semakin tidak stabil. Glenn T. Seaborg memperkirakan bahwa secara praktis, akhir dari tabel periodik mungkin datang sedini mungkin, sekitarZ= 120 karena ketidakstabilan nuklir.
Saat ini tidak ada konsensus mengenai penempatan unsur-unsur setelahnomor atom 120dalam tabel periodik.
Semua unsur yang belum ditemukan secara hipotetis ini diberi nama berdasarkan standarnama unsur sistematisdariPersatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional(IUPAC) yang menciptakan nama generik untuk digunakan sampai unsur tersebut ditemukan, dikonfirmasi, dan nama resminya disetujui. Nama-nama ini biasanya tidak digunakan dalam literatur, dan disebut dengan nomor atomnya; karenanya, unsur 157 biasanya tidak disebut "unpentseptium" atau "Ups" (nama dan lambang sistematis IUPAC), melainkan "unsur 157" dengan lambang "157", "(157)", atau "E157".
Pada unsur 118, orbital 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, 5f, 6s, 6p, 6d, 7s dan 7p diasumsikan terisi, dengan orbital yang tersisa tidak terisi. Ekstrapolasi sederhana dariprinsip Aufbauakan memprediksi baris kedelapan untuk mengisi orbital dengan urutan 8s, 5g, 6f, 7d, 8p; tetapi setelah unsur 120, kedekatan kulit elektron membuat penempatan dalam tabel sederhana menjadi bermasalah.
Tidak semua model menunjukkan unsur yang lebih tinggi mengikuti pola yang dibuat oleh unsur yang lebih ringan. Misalnya,Pekka Pyykkömenggunakan pemodelan komputer untuk menghitung posisi unsur hinggaZ= 172 dan kemungkinan sifat kimia mereka dalam sebuah artikel yang diterbitkan pada tahun 2011. Dia menemukan bahwa beberapa unsur digeser dariaturan pengurutan energi Madelungsebagai akibat dari orbital yang tumpang tindih; ini disebabkan oleh meningkatnya peranefek relativistikdalam unsur-unsur berat.
Burkhard Fricke dkk., yang melakukan perhitungan hingga unsur 184 dalam sebuah artikel yang diterbitkan pada tahun 1971, juga menemukan beberapa unsur yang tergeser dari prinsip Aufbau sebagai konsekuensi dari efek relativistik.
Nefedov[ru], Trzhaskovskaya, dan Yarzhemskii melakukan perhitungan hingga 164 (hasilnya diterbitkan pada tahun 2006). Bertentangan dengan Pyykkö, serta Fricke dkk., mereka menganggap bahww unsur 158 sampai 164 sebagaihomologgolongan 4 sampai 10, dan bukan 6 sampai 12, mencatat kesamaan konfigurasi elektron denganlogam transisiperiode 5. Unsur 111 dan 112 dipindahkan dari bidang untuk mencerminkan konfigurasi yang berbeda dari Au dan Hg.
Kimiawan komputasi Andrey Kulsha telah menyarankan dua bentuk tabel periodik perluasan. Berdasarkan kemungkinan sifat kimianya, unsur 157–172 ditempatkan sebagai kongener periode kedelapan dari itrium hingga xenon pada periode kelima;ini sesuai dengan perhitungan tahun 2006 dari Nefedov dkk.Dalam saran pertama Kulsha (2011, setelah makalah Pyykkö diterbitkan),unsur 121–138 dan 139–156 ditempatkan sebagai dua baris terpisah (bersama-sama disebut "unsur ultransisi"), terkait dengan penambahan subkulit 5gke dalam inti mereka, karena mereka masing-masing meniru lantanida dan aktinida.Dalam saran keduanya (2016), unsur 121–142 membentuk blok-g (karena memiliki aktivitas 5g), sedangkan unsur 143–156 membentuk blok-f yang ditempatkan di bawah aktinium hingga nobelium.
Beberapa upaya yang gagal telah dilakukan untuk menyintesis unsur periode 8 hingga unbiseptium, kecuali unbitrium. Upaya untuk menyintesis ununenium, unsur periode 8 pertama, masih terus dilakukan hingga 2025.
Penyintesisanunsur 119(ununenium) pertama kali dicoba pada tahun 1985 dengan membombardir targeteinsteinium-254 dengan ionkalsium-48 pada akselerator superHILAC di Berkeley, California:
Tidak ada atom yang teridentifikasi, yang mengarah padapenampangpembatas sebesar 300nb.Perhitungan selanjutnya menunjukkan bahwa penampang reaksi 3n (yang akan menghasilkan119 dan tiga neutron sebagai produk) sebenarnya akan enam ratus ribu kali lebih rendah dari batas atas ini, pada 0,5pb.
Dari April hingga September 2012, sebuah upaya untuk menyintesis isotop119 dan119 dilakukan dengan membombardir targetberkelium-249 dengantitanium-50 diGesellschaft für SchwerionenforschungdiDarmstadt, Jerman.Berdasarkan penampang yang diprediksi secara teoretis, diperkirakan bahwa atom ununenium akan disintesis dalam waktu lima bulan dari awal percobaan.Selain itu, karena berkelium-249 meluruh menjadikalifornium-249 (unsur berikutnya) dengan waktu paruh yang pendek, 327 hari, hal ini memungkinkan pencarian unsur 119 dan 120 secara bersamaan.
Percobaan ini awalnya direncanakan untuk dilanjutkan hingga November 2012,tetapi dihentikan lebih awal untuk memanfaatkan targetBk untuk mengkonfirmasi penyintesisantenesin(sehingga mengubah proyektil menjadiCa).Reaksi antaraBk danTi ini diprediksi menjadi reaksi praktis yang paling menguntungkan untuk pembentukan unsur 119,karena agak asimetris,meskipun juga agak dingin.(Reaksi antaraEs danCa akan lebih baik, tetapi menyiapkan,Es dalam jumlah miligram untuk target sangatlah sulit.)Namun demikian, perubahan yang diperlukan dari "peluru perak"Ca menjadiTi membagi hasil yang diperkirakan dari unsur 119 dengan dua puluh, karena hasilnya sangat tergantung pada asimetri reaksi fusi.
Karena waktu paruh yang diperkirakan pendek, tim GSI menggunakan alat elektronik baru dan "cepat" yang mampu mencatat peristiwa peluruhan dalam mikrodetik.Tidak ada atom dari unsur 119 yang teridentifikasi, menyiratkan penampang pembatas sebesar 70fb.Penampang sebenarnya yang diprediksi adalah sekitar 40 fb, yang berada pada batas teknologi saat ini.
Tim yang berada diJoint Institute for Nuclear ResearchdiDubna, Rusia, berencana untuk memulai eksperimen pada penyintesisan unsur 119 dan 120 menggunakan reaksiBk+Ti danCf+Ti reactions in 2019 using a new experimental complex.Tim yang berada diRIKENdi Jepang juga berencana untuk mencoba membuat unsur ini mulai tahun 2018 dengan targetCm menggunakan reaksiCm+VdanCm+Cr.Reaksi yang pertama disebutkan sudah berlangsung sejak Juni 2018.
Menyusul keberhasilan mereka dalam memperolehoganesonmelalui reaksi antaraCfdanCapada tahun 2006, tim yang berada diJoint Institute for Nuclear Research(JINR) diDubnamemulai eksperimen serupa pada Maret–April 2007, dengan harapan dapat menciptakanunsur 120(unbinilium) dari intiFedanPu.Isotop unbinilium diperkirakan memiliki waktu paruh peluruhan alfa dalam urutan mikrodetik.Analisis awal mengungkapkan bahwa tidak ada atom unsur 120 yang terproduksi, memberikan batas 400fbuntukpenampangpada energi yang dipelajari.
Tim Rusia berencana untuk meningkatkan fasilitas mereka sebelum mencoba reaksi lagi.
Pada bulan April 2007, tim diGesellschaft für SchwerionenforschungdiDarmstadt, Jerman mencoba membuat unsur 120 menggunakanuranium-238 dannikel-64:
Tidak ada atom yang terdeteksi memberikan batas 1,6pbuntuk penampang pada energi yang disediakan. GSI mengulangi percobaan dengan sensitivitas yang lebih tinggi dalam tiga proses terpisah pada April–Mei 2007, Januari–Maret 2008, dan September–Oktober 2008, semuanya dengan hasil yang negatif, mencapai batas penampang 90 fb.
Pada Juni–Juli 2010, dan sekali lagi pada 2011, setelah meningkatkan peralatan mereka untuk memungkinkan penggunaan lebih banyak target radioaktif, para ilmuwan di GSI mencoba reaksi fusi yang lebih asimetris:
Diperkirakan bahwa perubahan reaksi akan melipatgandakan kemungkinan penyintesisan unsur 120,karena hasil reaksi tersebut sangat bergantung pada asimetri mereka.Tiga sinyal berkorelasi telah teramati yang cocok dengan energi peluruhan alfa120 yang diprediksi dananaknya,Og, serta energi peluruhan yang diketahui secara eksperimental dari cucunya,Lv. Namun, waktu hidup peluruhan ini mungkin lebih lama dari yang diperkirakan, dan hasilnya tidak dapat dikonfirmasi.
Pada Agustus–Oktober 2011, sebuah tim lain di GSI yang menggunakan fasilitas TASCA mencoba reaksi baru yang lebih asimetris:
Karena asimetrinya,reaksi antaraCf danTi diprediksi menjadi reaksi praktis yang paling menguntungkan untuk menyintesis unbinilium, meskipun ia juga agak dingin. Tidak ada atom unbinilium yang teridentifikasi, menyiratkan pembatas penampang melintang sebesar 200 fb.Jens Volker Kratz memperkirakan penampang maksimum yang sebenarnya untuk memproduksi unsur 120 oleh salah satu dari reaksi ini adalah sekitar 0,1 fb;sebagai perbandingan, rekor dunia untuk penampang terkecil dari reaksi yang berhasil adalah 30 fb untuk reaksiBi(Zn,n)Nh,dan Kratz memperkirakan penampang maksimum sebesar 20 fb untuk menghasilkan unsur tetangganya, unsur 119.Jika prediksi ini akurat, maka penyintesisan unsur 119 akan berada pada batas teknologi saat ini, dan penyintesisan unsur 120 akan membutuhkan metode baru.
Penyintesisanunsur 121(unbiunium) pertama kali dicoba pada tahun 1977 dengan membombardir targeturanium-238dengan iontembaga-65 diGesellschaft für SchwerionenforschungdiDarmstadt, Jerman:
Tidak ada atom yang teridentifikasi.
Upaya pertama untuk menyintesisunsur 122(unbibium) dilakukan pada tahun 1972 olehFlyorovdkk. diJoint Institute for Nuclear Research(JINR), menggunakan reaksi fusi panas yang terinduksi ion berat:
Eksperimen ini dimotivasi oleh prediksi awal tentang keberadaanpulau stabilitaspadaN= 184 danZ> 120. Tidak ada atom yang terdeteksi dan batas hasil 5nb(5,000pb) telah diukur. Hasil saat ini (lihatflerovium) telah menunjukkan bahwa sensitivitas eksperimen ini terlalu rendah setidaknya 3 kali lipat.
Pada tahun 2000,Gesellschaft für Schwerionenforschung(GSI) melakukan eksperimen yang sangat mirip dengan sensitivitas yang jauh lebih tinggi:
Hasil-hasil ini menunjukkan bahwa penyintesisan unsur-unsur yang lebih berat tetap menjadi tantangan yang signifikan dan peningkatan lebih lanjut dari intensitas sinar dan efisiensi eksperimental tetap diperlukan. Sensitivitasnya harus ditingkatkan menjadi 1fbdi masa depan untuk hasil yang lebih berkualitas.
Upaya lain yang gagal untuk menyintesis unsur 122 dilakukan pada tahun 1978 di GSI Helmholtz Center, di mana targeterbiumalami dibombardir dengan ionxenon-136:
Secara khusus, reaksi antaraEr danXe diperkirakan menghasilkan pemancar alfa dengan waktu paruh mikrodetik yang akan meluruh menjadiisotop fleroviumdengan waktu paruh mungkin hingga beberapa jam, karena flerovium diprediksi terletak di dekat pusatpulau stabilitas. Setelah dua belas jam penyinaran, tidak ada yang ditemukan dalam reaksi ini. Setelah upaya serupa yang gagal untuk menyintesis unsur 121 dariU danCu, disimpulkan bahwa waktu paruh inti superberat harus kurang dari satu mikrodetik atau penampangnya sangat kecil.Penelitian yang lebih baru mengenai penyintesisan unsur-unsur superberat menunjukkan bahwa kedua kesimpulan itu benar.Dua upaya pada tahun 1970-an untuk menyintesis elemen 122 didorong oleh penelitian yang menyelidiki apakah unsur-unsur superberat berpotensi terjadi secara alami.
Beberapa percobaan mempelajari karakteristik fisi dari berbagai inti senyawa superberat seperti122* were performed dilakukan antara tahun 2000 dan 2004 diFlerov Laboratory of Nuclear Reactions. Duareaksi nuklirdigunakan, yaituCm +Fe danPu +Ni.Hasil penelitian mengungkapkan bagaimana fisi inti superberat secara dominan dengan mengeluarkan intikulit tertutupsepertiSn (Z= 50,N= 82). Juga ditemukan bahwa hasil untuk jalur fusi-fisi serupa antara proyektilCa danFe, menunjukkan kemungkinan penggunaan proyektilFe di masa depan dalam pembentukan unsur superberat.
Para ilmuwan diGANIL(Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) mencoba mengukur fisi langsung dan tertunda dari inti senyawa unsur denganZ= 114, 120, dan 124 untuk menyelidiki efek kulit di wilayah ini dan untuk menentukan kulit proton sferis berikutnya. Hal ini karena memiliki kulit inti yang lengkap (atau, secara setara, memiliki jumlahprotonatauneutronyangajaib) akan memberikan lebih banyak stabilitas pada inti unsur superberat tersebut, sehingga bergerak lebih dekat ke arahpulau stabilitas. Pada tahun 2006, dengan hasil penuh diterbitkan pada tahun 2008, tim ini memberikan hasil dari reaksi yang melibatkan pemboman targetgermaniumalami dengan ion uranium:
Tim ini melaporkan bahwa mereka telah mampu mengidentifikasi fisi inti senyawa dengan waktu paruh > 10detik. Hasil ini menunjukkan efek stabilisasi yang kuat padaZ= 124 dan menunjuk ke kulit proton berikutnya padaZ> 120, bukan padaZ= 114 seperti yang diperkirakan sebelumnya. Inti senyawa adalah kombinasi longgar darinukleonyang belum tersusun menjadi kulit inti. Ia tidak memiliki struktur internal dan disatukan hanya oleh gaya tumbukan antara target dan inti proyektil. Diperkirakan bahwa dibutuhkan sekitar 10detik bagi nukleon untuk menyusun diri mereka menjadi kulit inti, di mana inti senyawa menjadinuklida, dan angka ini digunakan olehIUPACsebagaiwaktu paruhminimum yang harus dimiliki oleh sebuah isotop yang diklaim yang berpotensi untuk diakui telah ditemukan. Jadi, eksperimen yang dilakukan di GANIL tidak dihitung sebagai penemuan unsur 124.
Pembelahan inti senyawa124 juga dipelajari pada tahun 2006 dalam akselerator ion berat ALPI tandem diLaboratori Nazionali di Legnaro(Laboratorium Nasional Legnaro) di Italia:
Serupa dengan eksperimen sebelumnya yang dilakukan diJINR(Joint Institute for Nuclear Research),fragmen fisiberkerumun di sekitar intiajaib gandasepertiSn (Z= 50,N= 82), mengungkapkan kecenderungan inti superberat untuk mengeluarkan inti ajaib ganda tersebut di dalam fisi.Jumlah rata-rata neutron per fisi dari inti senyawa124 (relatif terhadap sistem yang lebih ringan) juga ditemukan meningkat, menegaskan bahwa tren inti yang lebih berat memancarkan lebih banyak neutron selama fisi berlanjut ke wilayah massa superberat.
Upaya pertama dan satu-satunya untuk menyintesisunsur 125(unbipentium) dilakukan di Dubna pada 1970–1971 menggunakan ionsengdan targetamerisium-243:
Tidak ada atom yang terdeteksi, dan batas penampang 5 nb telah ditentukan. Eksperimen ini dimotivasi oleh kemungkinan stabilitas yang lebih besar untuk inti di sekitarZ~ 126 danN~ 184,meskipun penelitian yang lebih baru menunjukkan bahwa pulau stabilitas mungkin terletak pada nomor atom yang lebih rendah (sepertikopernisium,Z= 112), dan penyintesisan unsur yang lebih berat seperti unsur 125 akan membutuhkan eksperimen yang lebih sensitif.
Upaya pertama dan satu-satunya untuk menyintesisunsur 126(unbiheksium), yang tidak berhasil, dilakukan pada tahun 1971 diCERN(Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir) oleh René Bimbot dan John M. Alexander menggunakan reaksi fusi panas:
Partikel alfaberenergi tinggi(13–15MeV) telah teramati dan diambil sebagai bukti yang mungkin untuk penyintesisan unsur 126. Eksperimen yang gagal berikutnya dengan sensitivitas yang lebih tinggi menunjukkan bahwa sensitivitas 10mbdari eksperimen ini terlalu rendah; karenanya, pembentukan inti unsur 126 dalam reaksi ini sangat tidak mungkin.
Upaya pertama dan satu-satunya untuk menyintesisunsur 127(unbiseptium), yang tidak berhasil, dilakukan pada tahun 1978 dalam akseleratorUNILACdi GSI Helmholtz Center, di mana targettantalumalami dibombardir dengan ionxenon-136:
Sebuah studi pada tahun 1976 oleh sekelompok peneliti Amerika dari beberapa universitas mengusulkan bahwa unsur superberatprimordial, terutama unsur116, 124, 126, dan 127, dapat menjadi penyebab kerusakan radiasi yang tidak dapat dijelaskan (terutamaradiohalo) dalam mineral.Hal ini mendorong banyak peneliti untuk mencari mereka di alam dari tahun 1976 hingga 1983. Pada tahun 1976, sebuah kelompok yang dipimpin oleh Tom Cahill, seorang profesor diUniversitas California di Davis, mengklaim bahwa mereka telah mendeteksipartikel alfadansinar-Xdengan energi yang tepat untuk menyebabkan kerusakan yang diamati, mendukung keberadaan unsur-unsur tersebut. Secara khusus, keberadaan inti berumur panjang (pada urutan 10tahun) dari unsur 124 dan 126, bersama dengan produk peluruhannya, pada kelimpahan 10relatif terhadap kemungkinankongenermereka,uraniumdanplutonium, telah diduga.Yang lain mengklaim bahwa tidak ada yang terdeteksi, dan mempertanyakan karakteristik yang diusulkan dari inti superberat primordial.Secara khusus, mereka menyebutkan bahwa setiap inti superberat seperti itu harus memiliki kulit neutron tertutup padaN= 184 atauN= 228, dan kondisi yang diperlukan untuk meningkatkan stabilitas ini hanya ada padaisotop livermoriumyang kekurangan neutron atau isotop yang kaya neutron dari unsur-unsur lain yang tidak akanstabil terhadap peluruhan betatidak seperti kebanyakan isotop alami.Aktivitas ini juga diduga disebabkan oleh transmutasi nuklir dalamseriumalami, meningkatkan ambiguitas lebih lanjut atas pengamatan yang diklaim dari unsur superberat ini.
Pada tanggal 24 April 2008, sebuah kelompok yang dipimpin oleh Amnon Marinov diUniversitas Ibrani Yerusalemmengklaim telah menemukan atom122 tunggal dalam deposittoriumalami dengan kelimpahan antara 10dan 10relatif terhadap torium.Klaim Marinov dkk. dikritik oleh sebagian komunitas ilmiah. Marinov mengklaim bahwa dia telah mengirimkan artikel itu ke jurnalNaturedanNature Physicstetapi keduanya menolaknya tanpa mengirimkannya untuk ditinjau oleh rekan sejawat.Atom122 diklaim sebagaiisomertersuperdeformasiatauterhiperdeformasidenganwaktu paruhsetidaknya 100 juta tahun.
Kritik terhadap teknik ini, yang sebelumnya digunakan untuk mengidentifikasiisotop toriumyang lebih ringan denganspektrometri massa,diterbitkan dalamPhysical Review Cpada tahun 2008.Sebuah bantahan oleh kelompok Marinov diterbitkan diPhysical Review Csetelah komentar tersebut diterbitkan.
Pengulangan eksperimen torium menggunakan metodespektrometri massa pemercepat(Accelerator Mass Spectrometry, AMS) yang unggul gagal mengkonfirmasi hasil, meskipun sensitivitasnya 100 kali lipat lebih baik.Hasil ini menimbulkan keraguan besar pada hasil kolaborasi Marinov sehubungan dengan klaim mereka mengenai isotop torium,roentgenium,dan unsur 122 yang berumur panjang.Masih cukup mungkin bahwa jejak unbibium mungkin hanya ada dalam beberapa sampel torium, meskipun hal ini tidaklah mungkin.
Tingkat kemungkinan unsur superberat primordial di Bumi saat ini tidaklah pasti. Bahkan jika mereka dipastikan telah menyebabkan kerusakan radiasi sejak lama, mereka mungkin sekarang telah meluruh menjadi jejak belaka, atau bahkan benar-benar hilang.Juga tidak pasti apakah inti superberat seperti itu dapat diproduksi secara alami sama sekali, karenafisi spontandiperkirakan untuk mengakhiriproses ryang bertanggung jawab atas pembentukan unsur berat antara nomor massa 270 dan 290, jauh sebelum unsur setelah 120 dapat terbentuk.
Sebuah hipotesis baru-baru ini mencoba menjelaskan spektrumBintang Przybylskidenganfleroviumdan unsur 120 yang terjadi secara alami.
Unsur 118,oganeson, adalah unsur terberat yang telah disintesis. Dua unsur berikutnya,unsur 119dan120, harus membentuk deret 8s dan masing-masing menjadilogam alkalidanalkali tanah. Setelah unsur 120, deretsuperaktinidadiperkirakan akan dimulai, ketika elektron 8s dan pengisian subkulit 8p1/2, 7d3/2, 6f, dan 5g menentukan sifat kimia unsur-unsur ini. PerhitunganCCSDyang lengkap dan akurat tidak tersedia untuk unsur setelah 122 karena situasi yang sangat rumit: orbital 5g, 6f, dan 7d harus memiliki tingkat energi yang hampir sama, dan di wilayah unsur 160, orbital 9s, 8p3/2, dan 9p1/2juga harus memiliki energi yang hampir sama. Ini akan menyebabkan kulit elektron bercampur sehingga konsepbloktidak lagi berlaku dengan baik, dan juga akan menghasilkan sifat kimia baru yang akan membuat penentuan posisi unsur-unsur ini dalam tabel periodik menjadi sangat sulit.
Dua unsur pertama dari periode 8 adalah ununenium dan unbinilium, unsur 119 dan 120.Konfigurasi elektronmereka harus memiliki orbital 8s yang terisi. Orbital ini secara relativistik stabil dan berkontraksi; dengan demikian, unsur 119 dan 120 harus lebih miriprubidiumdanstronsiumdaripada tetangga terdekat mereka di atas,fransiumdanradium. Efek lain dari kontraksi relativistik orbital 8s adalah bahwajari-jari atomkedua unsur ini harus hampir sama dengan fransium dan radium. Mereka harus berperilaku sepertilogam alkalidanalkali tanahnormal (walaupun kurang reaktif daripada tetangga vertikal terdekatnya), biasanya masing-masing membentukbilangan oksidasi+1 dan +2, tetapi destabilisasi relativistik dari subkulit 7p3/2danenergi ionisasiyang relatif rendah dari elektron 7p3/2seharusnya memungkinkan mereka untuk memiliki (masing-masing) bilangan oksidasi yang lebih tinggi seperti +3 dan +4.
Superaktinida dapat dianggap berkisar dari unsur 121 sampai 157, yang dapat diklasifikasikan sebagai unsur 5g dan 6f dari periode kedelapan, bersama dengan unsur 7d pertama.Dalam seri superaktinida, kulit 7d3/2, 8p1/2, 6f5/2dan 5g7/2harus terisi secara bersamaan.Hal ini menciptakan situasi yang sangat rumit, sedemikian rupa sehingga perhitungan CCSD yang lengkap dan akurat hanya dapat dilakukan untuk unsur 121 dan 122.Superaktinida pertama,unbiunium(unsur 121), harus serupa denganlantanumdanaktinium:bilangan oksidasi utamanya harus +3, meskipun kedekatan tingkat energi subkulit valensi memungkinkan bilangan oksidasi yang lebih tinggi, seperti pada unsur 119 dan 120.Stabilisasi relativistik dari subkulit 8p akan menghasilkan konfigurasi elektron valensi 8s8pkeadaan dasar untuk unsur 121, berbeda dengan konfigurasi dslantanum dan aktinium;meskipun demikian, konfigurasi anomali ini tampaknya tidak mempengaruhi perhitungan kimianya, yang tetap mirip dengan aktinium.Energi ionisasipertamanya diperkirakan 429,4 kJ/mol, yang akan lebih rendah daripada semua unsur yang telah diketahui kecuali untuklogam alkalikalium,rubidium,sesium, danfransium: nilai ini bahkan lebih rendah daripada logam alkali periode 8, ununenium (463,1 kJ/mol). Demikian pula, superaktinida berikutnya,unbibium(unsur 122), mungkin mirip denganseriumdantorium, dengan bilangan oksidasi utama +4, tetapi akan memiliki konfigurasi elektron valensi 7d8s8patau 8s8pkeadaan dasar,tidak seperti konfigurasi 6d7smilik torium. Oleh karena itu, energi ionisasi pertamanya akan lebih kecil daripada milik torium (Th: 6,3eV; unsur 122: 5,6 eV) karena lebih mudah mengionisasi elektron 8p1/2milik unbibium daripada elektron 6d milik torium.Runtuhnya orbital 5g itu sendiri tertunda hingga sekitar unsur 125; konfigurasi elektron deret isoelektronik 119 elektron diperkirakan menjadi [Og]8suntuk unsur 119 hingga 122, [Og]6funtuk unsur 123 dan 124, serta [Og]5guntuk unsur 125 dan seterusnya.
Dalam beberapa superaktinida pertama, energi pengikatan elektron yang ditambahkan diperkirakan cukup kecil sehingga mereka dapat kehilangan semua elektron valensinya; misalnya,unbiheksium(unsur 126) dapat dengan mudah membentukbilangan oksidasi+8, dan bahkan bilangan oksidasi yang lebih tinggi untuk beberapa unsur berikutnya mungkin terjadi. Unsur 126 juga diprediksi menampilkan berbagai bilangan oksidasi lainnya: perhitungan terbaru menunjukkan bahwamonofluorida126F yang stabil mungkin dimungkinkan, yang dihasilkan dari interaksi ikatan antaraorbital5g pada unsur 126 dan orbital 2orbital-p|ppadafluorin.Bilangan oksidasi yang diprediksi lainnya termasuk +2, +4, dan +6; +4 diperkirakan menjadi bilangan oksidasi unbiheksium yang paling umum.Superaktinida dari unbipentium (unsur 125) hingga unbiennium (unsur 129) diperkirakan menunjukkan bilangan oksidasi +6 dan membentukheksafluorida, meskipun 125F6dan 126F6diperkirakan terikat secara relatif lemah.Energi disosiasi ikatandiperkirakan akan sangat meningkat pada unsur 127 dan terlebih lagi pada unsur 129. Hal ini menunjukkan pergeseran dari sifat ionik kuat pada fluorida unsur 125 ke sifat yang lebih kovalen, yang melibatkan orbital 8p, pada fluorida unsur 129. Pengikatan dalam heksafluorida superaktinida ini sebagian besar antara subkulit 8p tertinggi dari superaktinida dan subkulit 2p fluorin, tidak seperti bagaimana uranium menggunakan orbital 5f dan 6d untuk pengikatan dalamuranium heksafluorida.
Terlepas dari kemampuan superaktinida awal untuk mencapai bilangan oksidasi yang tinggi, telah dihitung bahwa elektron 5g akan menjadi subkulit yang paling sulit untuk terionisasi; ion 125dan 126ions diprediksi memiliki konfigurasi 5g, mirip dengan konfigurasi 5fmilik ion Np.Perilaku serupa diamati pada aktivitas kimia rendah dari elektron 4f dalamlantanida; hal ini merupakan konsekuensi dari orbital 5g yang kecil dan terkubur dalam di awan elektron.Kehadiran elektron dalam orbital g, yang tidak terdapat dalam konfigurasi elektron keadaan dasar dari semua unsur yang diketahui saat ini, seharusnya memungkinkan orbitalhibridyang saat ini tidak diketahui untuk membentuk dan mempengaruhi sifat kimia superaktinida dengan cara baru, meskipun tidak adanya elektrongdalam unsur-unsur yang telah diketahui membuat prediksi sifat kimia superaktinida lebih sulit.
Dalam superaktinida yang lebih akhir, bilangan oksidasi harus menjadi lebih rendah. Mulai dari unsur 132, bilangan oksidasi paling stabil yang dominan hanya +6; ini selanjutnya direduksi menjadi +3 dan +4 mulai dari unsur 144, dan pada akhir deret superaktinida hanya akan menjadi +2 (dan mungkin bahkan 0) karena kulit 6f, yang sedang diisi pada titik itu, berada jauh di dalam awan elektron serta elektron 8s dan 8p1/2terikat terlalu kuat untuk menjadi aktif secara kimia. Kulit 5g seharusnya terisi pada unsur 144 dan kulit 6f pada sekitar unsur 154, dan pada daerah superaktinida ini elektron 8p1/2terikat sangat kuat sehingga tidak lagi aktif secara kimia, sehingga hanya beberapa elektron yang dapat berpartisipasi dalam reaksi kimia. Perhitungan oleh Fricke dkk. memprediksi bahwa pada unsur 154, kulit 6f akan menjadi penuh dan tidak adafungsi gelombangelektron -d atau yang lainnya di luar kulit 8s dan 8p1/2yang tidak aktif secara kimiawi. Hal ini dapat menyebabkan unsur 154 menjadi agaktidak reaktifdengan sifat sepertigas mulia.Perhitungan oleh Pyykkö tetap memperkirakan bahwa pada unsur 155, kulit 6f masih dapat terionisasi secara kimia: 155harus memiliki kulit 6f yang penuh, dan potensial ionisasi keempat harus sepertiterbiumdandisprosium, yang keduanya dikenal dengan bilangan +4.
Demikian pula dengankontraksi lantanida dan aktinida, harus ada kontraksi superaktinida dalam deret superaktinida di manajari-jari ioniksuperaktinida lebih kecil dari yang diperkirakan. Dalamlantanida, kontraksinya sekitar 4,4pmper unsur; dalamaktinida, kontraksinya sekitar 3 pm per unsur. Kontraksinya lebih besar di lantanida daripada di aktinida karena lokalisasi yang lebih besar dari fungsi gelombang 4f dibandingkan dengan fungsi gelombang 5f. Perbandingan dengan fungsi gelombang elektron terluar dari lantanida, aktinida, dan superaktinida mengarah pada prediksi kontraksi sekitar 2 pm per unsur dalam superaktinida; meskipun nilai ini lebih kecil daripada kontraksi dalam lantanida dan aktinida, efek totalnya lebih besar dikarenakan fakta bahwa 32 elektron akan terisi dalam kulit 5g dan 6f yang terkubur dalam, bukan hanya 14 elektron yang terisi dalam kulit 4f dan 5f pada lantanida dan aktinida, masing-masing.
Pekka Pyykkömembagi superaktinida menjadi tiga deret: deret 5g (unsur 121 hingga 138), deret 8p1/2(unsur 139 hingga 140), dan deret 6f (unsur 141 hingga 155), juga mencatat bahwa akan ada kesepakatan tumpang tindih antara tingkat energi dan bahwa orbital 6f, 7d, atau 8p1/2juga dapat ditempati oleh atom atau ion superaktinida yang lebih awal. Dia juga memperkirakan bahwa mereka akan berperilaku lebih seperti "superlantanida, dalam artian bahwa elektron 5g sebagian besar tidak aktif secara kimia, mirip dengan bagaimana hanya satu atau dua elektron 4f di setiap lantanida yang pernah terionisasi dalam senyawa kimia. Dia juga meramalkan bahwa kemungkinan bilangan oksidasi superaktinida mungkin meningkat sangat tinggi pada deret 6f, hingga nilai seperti +12 pada unsur 148.
Andrey Kulsha telah menyebut tiga puluh enam unsur dari 121 hingga 156 sebagai unsur "ultransisi" dan telah mengusulkan untuk membaginya menjadi dua deret dengan masing-masing berisi delapan belas unsur, yang pertama berisi unsur 121 hingga 138 dan yang kedua berisi unsur 139 hingga 156. Deret yang pertama akan analog dengan lantanida, dengan bilangan oksidasi terutama berkisar dari +4 hingga +6, karena pengisian kulit 5g akan mendominasi dan unsur yang bertetangga akan sangat mirip satu sama lain, menciptakan analogi denganuranium,neptunium, danplutonium. Deret yang kedua akan analog dengan aktinida: pada awalnya (di sekitar unsur 140-an), diperkirakan bilangan oksidasi yang sangat tinggi akan terjadi karena kulit 6f naik di atas kulit 7d, tetapi setelah itu bilangan oksidasi khas akan lebih rendah dan dalam unsur di sekitar unsur 150-an dan seterusnya, elektron 8p1/2akan berhenti aktif secara kimia. Karena dua baris ini dipisahkan dengan penambahan subkulit 5gyang lengkap, keduanya dapat dianggap analog satu sama lain juga.
Sebagai contoh dari superaktinida akhir, unsur 156 diperkirakan menunjukkan terutama bilangan oksidasi +2, karena konfigurasi elektronnya dengan elektron 7dyang mudah dilepas pada inti [Og]5g6f8s8p21/2yang stabil. Dengan demikian, ia dapat dianggap sebagai kongenernobeliumyang lebih berat, yang juga memiliki sepasang elektron 7syang mudah dilepas di atas inti [Rn]5fyang stabil, dan biasanya dalam biloks +2 (pengoksidasi kuat diperlukan untuk mendapatkan nobelium dalam biloks +3).Energi ionisasi pertamanya harus sekitar 400 kJ/mol dan jari-jari logamnya sekitar 170 pikometer. Dengan massa atom relatif sekitar 445 u,ia seharusnya merupakan logam yang sangat berat dengan kerapatan sekitar 26 g/cm.
Logam transisi 7d pada periode 8 diperkirakan akan menjadi unsur 157 hingga 166. Meskipun elektron 8s dan 8p1/2terikat sangat kuat dalam unsur-unsur ini sehingga mereka tidak dapat mengambil bagian dalam reaksi kimia apa pun, tingkat 9s dan 9p1/2diperkirakan akan tersedia untuk hibridisasi.Unsur-unsur 7d ini harus serupa dengan unsur-unsur 4d,itriumhinggakadmium.Secara khusus, unsur 164 yang memiliki konfigurasi elektron 7d9smenunjukkan analogi yang jelas denganpaladiumyang memiliki konfigurasi elektron 4d5s.
Logam mulia dari rangkaian logam transisi ini diperkirakan tidak semulia homolognya yang lebih ringan, karena tidak adanya kulitsdi bagian luar untuk menjadi pelindung dan juga karena kulit 7d sangat terbelah menjadi dua subkulit akibat efek relativistik. Hal ini menyebabkan energi ionisasi pertama dari logam transisi 7d lebih kecil daripada energi ionisasi dari kongener mereka yang lebih ringan.
Ketertarikan teoretis dalam kimia unheksquadium sebagian besar dimotivasi oleh prediksi teoretis bahwa ia, terutama isotop164 dan164 (dengan 164protondan 308 atau 318neutron), akan berada di pusatpulau stabilitaskedua yang hipotetis kedua (yang pertama berpusat padakopernisium, khususnya isotopCn,Cn, danCn yang diperkirakan memiliki waktu paruh ratusan atau ribuan tahun).
Perhitungan memperkirakan bahwa elektron 7d dari unsur 164 (unheksquadium) harus berpartisipasi dengan sangat mudah dalam reaksi kimia, sehingga harus dapat menunjukkan bilangan oksidasi +6 dan +4 yang stabil selain biloks +2 yang normal dalamlarutan berairdenganliganyang kuat. Dengan demikian, unsur 164 harus dapat membentuk senyawa seperti 164(CO)4, 164(PF3)4(keduanyatetrahedronseperti senyawa paladium yang sesuai), dan164(CN)2−2(linear), yang perilakunya sangat berbeda daritimbal, yang mana unsur 164 akan menjadihomolognyayang lebih berat jika bukan karena efek relativistik. Namun demikian, keadaan divalen akan menjadi yang utama dalam larutan berair (walaupun biloks +4 dan +6 akan dimungkinkan dengan ligan yang lebih kuat), dan unheksquadium(II) harus berperilaku lebih mirip dengan timbal daripada unheksquadium(IV) dan unhexquadium(VI).
Unsur 164 diperkirakan akan menjadiasam Lewislunak dan memiliki parameter kelembutan Ahrlands mendekati 4eV. Ia paling tidak haruslah reaktif, memiliki energi ionisasi pertama sekitar 685 kJ/mol, sebanding denganmolibdenum.Karenakontraksi dari lantanida, aktinida, dan superaktinida, unsur 164 seharusnya memiliki jari-jari logam hanya 158pm, sangat dekat denganmagnesiumyang jauh lebih ringan, meskipun berat atomnya diperkirakan sekitar 474u, sekitar 19,5 kali berat atom. magnesium.Jari-jari yang kecil dan berat yang tinggi ini menyebabkannya diperkirakan memiliki kerapatan yang sangat tinggi, sekitar 46 g·cm, lebih dari dua kali lipatosmium, unsur paling padat yang diketahui saat ini, pada 22,61 g·cm; unsur 164 seharusnya menjadi unsur terpadat kedua dalam 172 unsur pertama dalam tabel periodik, dengan hanya tetangganya unhekstrium (unsur 163) yang lebih rapat (pada 47 g·cm).Unsur metalik 164 harus memiliki energi kohesif (entalpikristalisasi) yang sangat besar karena ikatankovalennya, kemungkinan besar menghasilkan titik lebur yang tinggi. Dalam keadaan metalik, unsur 164 harus cukup mulia dan analog dengan paladium danplatina. Frike dkk. memperkirakan beberapa kesamaan formal denganoganeson, karena kedua unsur ini memiliki konfigurasi kulit tertutup dan energi ionisasi yang serupa, meskipun mereka mencatat bahwa sementara oganeson akan menjadi gas mulia yang sangat buruk, unsur 164 akan menjadi logam mulia yang baik.
Unsur 165 (unhekspentium) dan 166 (unheksheksium), dua logam 7d terakhir, harus berperilaku serupa denganlogam alkalidanalkali tanahketika masing-masing dalam bilangan oksidasi +1 dan +2. Elektron 9s harus memiliki energi ionisasi yang sebanding dengan elektron 3s sepertinatriumdanmagnesium, karena efek relativistik yang menyebabkan elektron 9s menjadi terikat jauh lebih kuat daripada perkiraan perhitungan nonrelativistik. Unsur 165 dan 166 biasanya harus menunjukkan bilangan oksidasi masing-masing +1 dan +2, meskipun energi ionisasi elektron 7d cukup rendah untuk memungkinkan bilangan oksidasi yang lebih tinggi seperti +3 untuk unsur 165. Bilangan oksidasi +4 untuk unsur 166 kemungkinan lebih kecil, menciptakan situasi yang mirip dengan unsur yang lebih ringan di golongan 11 dan 12 (khususnyaemasdanraksa).Seperti raksa tetapi tidak sepertikopernisium, ionisasi unsur 166 hingga 166diperkirakan menghasilkan konfigurasi 7dyang sesuai dengan hilangnya elektron s tetapi bukan elektron d, membuatnya lebih analog dengan unsur-unsur golongan 12 " yang kurang relativistik", sepertiseng,kadmium, dan raksa, yang pada dasarnya tidak memiliki karakter logam transisi.
Enam unsur berikutnya pada tabel periodik diperkirakan menjadi unsur golongan utama terakhir pada periode mereka,dan kemungkinan akan mirip dengan unsur-unsur 5p,indiumhinggaxenon.Dalam unsur 167 hingga 172, kulit 9p1/2dan 8p3/2akan terisi.Nilai eigenenergi mereka sangat berdekatan sehingga berperilaku sebagai satu subkulit p yang tergabung, mirip dengan subkulit 2p dan 3p yang nonrelativistik. Dengan demikian,efek pasangan lengaitidak akan terjadi dan bilangan oksidasi yang paling umum dari unsur 167 hingga 170 diperkirakan berturut-turut adalah +3, +4, +5, dan +6. Unsur 171 (unseptunium) menunjukkan beberapa kesamaan denganhalogen, menunjukkan berbagai bilangan oksidasi mulai dari −1 hingga +7, meskipun sifat fisiknya diperkirakan lebih dekat dengan sifat logam. Afinitas elektronnya diperkirakan sebesar 3,0eV, memungkinkannya membentuk H171, analog denganhidrogen halida. Ion 171diperkirakan akan menjadibasa lunak, yang sebanding denganiodida(I). Unsur 172 (unseptbium) diperkirakan akan menjadigas muliadengan perilaku kimia yang mirip dengan xenon, karena energi ionisasinya seharusnya sangat mirip (Xe, 1170,4 kJ/mol; unsur 172, 1090 kJ/mol). Satu-satunya perbedaan utama di antara mereka adalah bahwa unsur 172, tidak seperti xenon, diperkirakan akan berwujudcairataupadatpadatemperatur dan tekanan standarkarena berat atomnya yang jauh lebih tinggi.Unseptbium diperkirakan akan menjadiasam Lewisyang kuat, membentuk fluorida dan oksida, mirip dengan xenon, kongener ringannya.Karena analogi unsur 165–172 dengan periode 2 dan 3, Fricke dkk. menganggap mereka membentuk periode kesembilan dari tabel periodik, sedangkan periode kedelapan berakhir pada unsur logam mulia 164. Periode kesembilan ini akan serupa dengan periode kedua dan ketiga yang diperkirakan tidak memiliki logam transisi.
Setelah unsur 172, deret transisi panjang lainnya seperti superaktinida seharusnya dimulai, mengisi setidaknya kulit 6g, 7f, dan 8d (dengan energi 10s, 10p1/2, dan 6h11/2terlalu tinggi untuk berkontribusi di awal deret). Elektron ini akan terikat sangat longgar, berpotensi membuat bilangan oksidasi yang sangat tinggi dapat dicapai, meskipun elektron akan menjadi lebih terikat erat saat muatan ionik naik.
Pada unsur 173 (unseptrium), elektron terluar akan memasuki subkulit 6g7/2. Karena interaksi spin–orbit akan menciptakan sela energi yang sangat besar antara subkulit 8p3/2dan 6g7/2, elektron terluar ini diperkirakan terikat sangat longgar dan sangat mudah hilang untuk membentuk kation 173. Akibatnya, unsur 173 diperkirakan berperilaku secara kimiawi seperti logam alkali, satu jauh lebih reaktif daripadasesium(fransium dan unsur 119 kurang reaktif daripada sesium akibat dari efek relativistik).
Unsur 184 (unoktquadium) secara signifikan ditargetkan dalam prediksi awal, karena awalnya 184 diperkirakan akan menjadi bilangan ajaib proton: ia diprediksi memiliki konfigurasi elektron [172] 6g7f8d, dengan setidaknya elektron 7f dan 8d aktif secara kimiawi. Perilaku kimianya diperkirakan akan mirip denganuraniumdanneptunium, karena ionisasi lebih lanjut yang melewati biloks +6 (sesuai dengan pelepasan elektron 6g) kemungkinan tidak menguntungkan; biloks +4 seharusnya menjadi yang paling umum dalam larutan berair, dengan +5 dan +6 dapat dicapai dalam senyawa padat.
Jumlah unsur yang mungkin secara fisik tidaklah diketahui. Perkiraan rendah mengatakan bahwa tabel periodik dapat berakhir segera setelahpulau stabilitas,yang diperkirakan berpusat padaZ= 126, karena perpanjangan tabel periodik dannuklidadibatasi olehgaris tetesanproton dan neutron serta stabilitas menuju peluruhan alfa dan fisi spontan.Satu perhitungan yang dilakukan oleh Y. Gambhir dkk., menganalisisenergi pengikatan intidan stabilitas di berbagai saluran peluruhan, menunjukkan batas keberadaan inti terikat padaZ= 146.Beberapa, seperti Walter Greiner, meramalkan bahwa mungkin tidak akan ada akhir dari tabel periodik.Prediksi lain dari berakhirnya tabel periodik termasukZ= 128 (John Emsley) danZ= 155 (Albert Khazan).
Hal ini merupakan sebuah "legenda rakyat" di antara fisikawan bahwaRichard Feynmanmemperkirakan bahwa atom netral tidak dapat eksis untuk nomor atom yang lebih besar dariZ= 137, dengan alasan bahwapersamaan Diracyangrelativistikmemprediksi bahwa energi keadaan dasar elektron terdalam dari sebuah atom akan menjadibilangan imajiner. Di sini, angka 137 muncul sebagai kebalikan darikonstanta struktur halus. Dengan argumen ini, sebuah atom netral tidak dapat eksis setelah nomor atom 137, dan oleh karena itu tabel periodik unsur berdasarkan orbital elektron akan rusak pada titik ini. Namun, argumen ini menganggap bahwa inti atom berbentuk seperti titik. Perhitungan yang lebih akurat harus memperhitungkan ukuran inti yang kecil, tetapi bukan nol, yang diprediksi akan mendorong batas lebih jauh menjadiZ≈ 173.
Model Bohrmenunjukkan kesulitan untuk atom dengan nomor atom lebih besar dari 137, untuk kecepatan elektron dalamorbital elektron 1s,v, diberikan oleh
di manaZmerupakannomor atom, danαmerupakankonstanta struktur halus, sebuah ukuran kekuatan interaksi elektromagnetik.Di bawah pendekatan ini, setiap unsur dengan nomor atom lebih besar dari 137 akan membutuhkan elektron 1s untuk bergerak lebih cepat daric,laju cahaya. Oleh karena itu, model Bohr yang nonrelativistik tidak akan akurat bila diterapkan pada unsur seperti itu.
Persamaan Diracyangrelativistikmemberikan energi keadaan dasar sebagai
di manammerupakan massa diam elektron.UntukZ> 137, fungsi gelombang dari keadaan dasar Dirac adalah berosilasi, bukan terikat, dan tidak ada sela antara spektrum energi positif dan negatif, seperti dalamparadoks Klein.Perhitungan yang lebih akurat dengan mempertimbangkan efek dari ukuran terbatas inti menunjukkan bahwa energi pengikatan pertama melebihi 2mcuntukZ>Zcr≈ 173. UntukZ>Zcr, jika orbital terdalam (1s) tidak terisi, maka medan listrik inti akanmenarik elektron keluar dari ruang hampa, menghasilkan emisi spontanpositron.Penyelaman subkulit 1s ke dalam kontinum negatif ini sering dianggap sebagai "akhir" dari tabel periodik, meskipun perlakuan yang lebih rinci menunjukkan hasil yang tidak terlalu suram.
Atom dengan nomor atom di atasZcr≈ 173 telah disebut sebagai atomsuperkritis. Atom superkritis tidak dapat terionisasi total karena subkulit 1s-nya akan diisi oleh pasangan spontan di mana pasangan elektron-positron dibuat dari kontinum negatif, dengan elektron terikat dan positron lepas. Namun, medan kuat di sekitar inti atom terbatas pada wilayah ruang yang sangat kecil, sehinggaasas larangan Paulimelarang penciptaan pasangan spontan lebih lanjut setelah subkulit yang telah menyelam ke dalam kontinum negatif terisi. Unsur 173–184 telah disebut sebagai atomsuperkritis lemahatoms as for them only the 1s karena hanya kulit 1s yang masuk ke dalam kontinum negatif; kulit 2p1/2diperkirakan bergabung di sekitar unsur 185 dan kulit 2s di sekitar unsur 245. Eksperimen sejauh ini tidak berhasil mendeteksi penciptaan pasangan spontan dari perakitan muatan superkritis melalui tumbukan inti berat (misalnya, tumbukan timbal dengan uranium untuk memberikanZ174 yang efektif sesaat; uranium dengan uranium menghasilkanZ= 184 yang efektif and uranium dan uranium dengan kalifornium menghasilkanZ= 190 yang efektif).
Bahkan jika melewatiZcrbukanlah sebuah masalah, peningkatan konsentrasi massa jenis 1s yang dekat dengan inti kemungkinan akan membuat elektron ini lebih rentan terhadappenangkapan elektronKsaatZcrdidekati. Untuk unsur-unsur berat seperti ini, elektron 1s ini kemungkinan akan menghabiskan sebagian kecil waktu yang signifikan untuk berada begitu dekat dengan inti sehingga mereka benar-benar berada di dalamnya. Hal ini mungkin menimbulkan batasan lain pada tabel periodik.
Juga telah dikemukakan bahwa dalam wilayah di luarA> 300, seluruh "benua stabilitas" yang terdiri dari fase hipotetiszat kuarkyang stabil, terdiri dari kuarknaikdanturunyang bebas dan bukannyakuarkyang terikat menjadi proton dan neutron, mungkin eksis. Bentuk materi seperti ini diteorikan sebagai keadaan dasar darizat barionikdengan energi pengikatan perbarionyang lebih besar daripadazat nuklir, mendukung peluruhan zat nuklir di luar ambang batas massa ini menjadi zat kuark. Jika keadaan zat ini eksis, ia mungkin dapat disintesis dalam reaksi fusi yang sama yang mengarah pada inti superberat normal, dan akan distabilkan terhadap fisi sebagai konsekuensi dari pengikatannya yang lebih kuat yang cukup untuk mengatasi tolakan Coulomb.
Perhitungan terbarumenunjukkan stabilitas nuget zat kuark naik-turun (up-down quark matter, udQM) terhadap inti konvensional setelahA~ 266, dan juga menunjukkan bahwa nuget udQM akan menjadi superkritis lebih awal (Zcr~ 163,A~ 609) daripada inti konvensional (Zcr~ 177,A~ 480).
Kestabilan inti sangat menurun dengan bertambahnya nomor atom setelahkurium, unsur 96, sehingga semua isotop dengan nomor atom di atas101meluruh secara radioaktifdenganwaktu paruhdi bawah satu hari, kecualidubnium-268. Tidak ada unsur dengan nomor atom di atas 82 (setelahtimbal) yang memiliki isotop stabil.Namun demikian, karenaalasanyang belum dipahami dengan baik, ada sedikit peningkatan stabilitas nuklir di sekitar nomor atom110–114, yang mengarah pada munculnya apa yang dikenal dalam fisika nuklir sebagai "pulau stabilitas". Konsep ini, diusulkan oleh profesor diUniversitas California,Glenn Seaborg, menjelaskan mengapaunsur-unsur superberatbertahan lebih lama dari yang diperkirakan.
Perhitungan menurutmetode Hartree–Fock–Bogoliubovmenggunakaninteraksi Skyrmeyang nonrelativistik telah mengusulkanZ= 126 sebagai sebuahkulit proton tertutup. Di wilayah tabel periodik ini,N= 184,N= 196, danN= 228 telah diusulkan sebagai kulit neutron tertutup. Oleh karena itu, isotop yang paling menarik adalah126,126, dan126, karena mereka mungkin berumur jauh lebih lama daripada isotop lainnya. Unsur 126, yang memiliki jumlahprotonajaib, diperkirakan lebih stabil daripada unsur-unsur lain di wilayah ini, dan mungkin memilikiisomer nuklirdenganwaktu paruhyang sangat panjang.Mungkin jugapulau stabilitasmalah berpusat di122, yang mungkin berbentuk bola danajaib ganda.
Dengan mempertimbangkan deformasi nuklir dan efek relativistik, analisis tingkat partikel tunggal memprediksi bilangan ajaib baru untuk inti superberat padaZ= 126, 138, 154, dan 164 sertaN= 228, 308, dan 318.Oleh karena itu, selain pulau stabilitas yang berpusat diCn,Cn,danFl, pulau stabilitas lebih lanjut mungkin ada di sekitar bilangan ajaib ganda126 serta164 atau164.Inti-inti ini diperkirakanbeta-stabildan meluruh melalui peluruhan alfa atau fisi spontan dengan waktu paruh yang relatif lama, dan memberikan stabilitas tambahan padaisotonN= 228 dan unsur 152–168, masing-masing.Di sisi lain, analisis yang sama menunjukkan bahwa penutupan kulit proton mungkin relatif lemah atau bahkan tidak ada dalam beberapa kasus seperti126, yang berarti bahwa inti tersebut mungkin bukanlah ajaib ganda dan stabilitasnya akan ditentukan terutama oleh penutupan kulit neutron yang kuat.Selain itu, karena gayatolakan elektromagnetikyang jauh lebih besar yang harus diatasi oleh gaya kuat di pulau kedua (Z= 164),ada kemungkinan bahwa inti di sekitar wilayah ini hanya eksis sebagairesonansidan tidak dapat tetap bersama selama beberapa waktu. Ada juga kemungkinan bahwa beberapa superaktinida di antara deret ini mungkin tidak benar-benar eksis karena terlalu jauh dari kedua pulau,dalam hal ini tabel periodik mungkin berakhir di sekitarZ= 130.
Setelah unsur 164, garisfisilitasyang mendefinisikan batas stabilitas sehubungan dengan fisi spontan mungkin dapat menyatu dengangaris tetesan neutron, yang membatasi keberadaan unsur yang lebih berat.Namun demikian, bilangan ajaib lebih lanjut telah diprediksi akan berada padaZ= 210, 274, dan 354 sertaN= 308, 406, 524, 644, dan 772,dengan dua inti ajaib ganda beta-stabil ditemukan pada210 dan274; metode perhitungan yang sama mereproduksi prediksi untukFl dan164. (Inti ajaib ganda yang diprediksi untukZ= 354 adalah beta-tidak stabil, dengan354 kekurangan neutron dan354 kaya akan neutron.) Meskipun stabilitas tambahan terhadap peluruhan alfa dan fisi adalah diprediksi untuk210 dan274, dengan waktu paruh hingga ratusan mikrodetik untuk210,tidak akan ada pulau stabilitas yang signifikan seperti yang diprediksi padaZ= 114 dan 164. Karena keberadaan unsur superberat sangat bergantung pada efek stabilisasi dari kulit tertutup, ketidakstabilan nuklir dan fisi kemungkinan akan menentukan akhir dari tabel periodik di luar pulau stabilitas ini.
Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (IUPAC) mendefinisikan bahwa suatu unsur dapat eksis jika masa hidupnya lebih lama dari 10detik, yang merupakan waktu yang dibutuhkan inti untuk membentuk awan elektron. Namun, sebuahnuklidaumumnya dianggap ada jika masa hidupnya lebih lama dari sekitar 10detik, yang merupakan waktu yang diperlukan untuk membentukstruktur nuklir. Akibatnya adalah mungkin bahwa beberapa nilaiZhanya dapat diwujudkan dalam nuklida dan unsur yang sesuai tidak akan eksis.
Ada kemungkinan juga bahwa tidak ada pulau lain yang benar-benar ada setelah 126, karena struktur kulit nuklir akan tercoreng (karena struktur kulit elektron diperkirakan sudah berada di sekitar oganeson) dan mode peluruhan berenergi rendah dapat tersedia.
Karena pulau stabilitas yang utama diperkirakan terletak di sekitarCn danCn, unsur-unsur yang belum ditemukan setelahoganesonmungkin sangat tidak stabil dan mengalamipeluruhan alfaataufisi spontandalam hitungan mikrodetik atau kurang. Wilayah yang tepat di mana waktu paruh melebihi satu mikrodetik tidaklah diketahui, meskipun berbagai model menunjukkan bahwa isotop unsur yang lebih berat daripadaunbiniliumyang dapat diproduksi dalam reaksi fusi dengan target dan proyektil yang tersedia akan memiliki waktu paruh di bawah satu mikrodetik, sehingga mereka mungkin tidak terdeteksi.Secara konsisten diprediksi bahwa akan ada daerah stabilitas padaN= 184 danN= 228, serta mungkin juga padaZ~ 124 danN~ 198. Inti-inti ini mungkin memiliki waktu paruh beberapa detik dan mengalami peluruhan alfa dan fisi spontan yang dominan, meskipun cabangpeluruhan beta plus(ataupenangkapan elektron) kecil mungkin juga eksis.Di luar daerah dengan stabilitas yang ditingkatkan ini,perintang fisidiperkirakan akan turun secara signifikan karena hilangnya efek stabilisasi, yang mengakibatkan waktu paruh fisi di bawah 10detik, terutama padainti genap–genapyang hambatannya bahkan lebih rendah karenapemasangan nukleon.Secara umum, waktu paruh peluruhan alfa diperkirakan meningkat dengan jumlah neutron, dari hitungan nanodetik pada isotop yang paling kekurangan neutron hingga hitungan detik jika berada lebih dekat kegaris stabilitas beta.Untuk inti dengan hanya beberapa neutron lebih dari bilangan ajaib,energi pengikatanturun secara substansial, mengakibatkan pemutusan tren dan waktu paruh yang lebih pendek.Isotop yang paling kekurangan neutron dari unsur-unsur ini mungkin juga tidak terikat dan mengalamiemisi proton.Peluruhan gugus(emisi partikel berat) juga telah diusulkan sebagai mode peluruhan alternatif untuk beberapa isotop,menimbulkan rintangan lain untuk pengidentifikasian unsur-unsur ini.
Berikut ini adalah konfigurasi elektron yang diperkirakan dari unsur 119–173 dan 184. Lambang [Og] menunjukkan kemungkinan konfigurasi elektron oganeson (Z = 118), yang saat ini merupakan unsur terakhir yang diketahui. Konfigurasi unsur-unsur dalam tabel ini ditulis dimulai dengan [Og] karena oganeson diperkirakan menjadi unsur terakhir dengan konfigurasi kulit tertutup (gas lengai), 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p. Demikian pula, [172] in the configurations for elements 173 and 184 denotes the likely closed-shell configuration of element 172.
Setelah unsur 123, tidak ada perhitungan lengkap yang tersedia dan karenanya data dalam tabel ini harus dianggap tentatif.Dalam kasus unsur 123, dan mungkin juga unsur yang lebih berat, beberapa kemungkinan konfigurasi elektron diprediksi memiliki tingkat energi yang sangat mirip, sehingga sangat sulit untuk memprediksikeadaan dasarnya. Semua konfigurasi yang telah diusulkan (sejak dipahami bahwa aturan Madelung mungkin berhenti bekerja di sini) disertakan.
Penetapan blok yang diprediksi hingga 172 adalah prediksi Kulsha,mengikuti orbital valensi yang tersedia yang diperkirakan. Namun, tidak ada konsensus dalam literatur tentang bagaimana blok harus bekerja setelah unsur 138.