Unsur transaktinida

Karakteristik

Karena waktu paruh mereka yang pendek (misalnya, isotop rutherfordium yang paling stabil memiliki waktu paruh 11 menit, dan waktu paruh menurun secara bertahap menuju sebelah kanan golongan) serta rendahnya rendemen reaksi nuklir yang dihasilkan, harus diciptakan metode baru untuk menentukan fase gas dan kimia larutannya berdasarkan sampel yang sangat kecil yang hanya terdiri dari beberapa atom. Efek relativistik menjadi sangat penting di wilayah tabel periodik ini, menyebabkan terisinya orbital 7s, kosongnya orbital 7p, dan terisinya orbital 6d semua berkontraksi ke arah inti atom. Hal ini menyebabkan stabilisasi relativistik elektron 7s dan membuat orbital 7p dapat diakses pada keadaan eksitasi rendah.
Unsur 104 sampai 112, rutherfordium sampai kopernisium, membentuk deret unsur transisi 6d: untuk unsur 104–108 dan 112, bukti eksperimental menunjukkan bahwa mereka berperilaku seperti yang diharapkan untuk posisi mereka dalam tabel periodik. Mereka diharapkan memiliki jari-jari ion antara homolog logam transisi 5d dan pseudohomolog aktinida mereka: misalnya, Rf⁴⁺ dihitung memiliki jari-jari ion 76 pm, nilai antara Hf⁴⁺ (71 pm) dan Th⁴⁺ (94 pm). Ion-ion mereka juga harus kurang terpolarisasi dibandingkan homolog 5d mereka. Efek relativistik diperkirakan akan mencapai maksimal pada akhir deret ini, pada roentgenium (unsur 111) dan kopernisium (unsur 112). Namun demikian, banyak sifat penting transaktinida masih belum diketahui secara eksperimental, walaupun perhitungan teoretis telah dilakukan.
Unsur 113 sampai 118, nihonium melalui oganesson, harus membentuk deret 7p, menyelesaikan periode ketujuh dalam tabel periodik. Kimia mereka akan sangat dipengaruhi oleh stabilisasi relativistik yang sangat kuat dari elektron 7s, dan efek stabilisasi spin-orbit yang kuat "merobek" subkelopak 7p yang terpisah menjadi dua bagian, satu terstabilkan (7p1/2, memiliki dua elektron) dan satu lagi terawastabilkan (7p3/2, memiliki empat elektron). Selain itu, elektron 6d masih terawastabilkan di wilayah ini dan karenanya mungkin dapat menyumbangkan beberapa karakter logam transisi ke beberapa elemen 7p pertama. Tingkat oksidasi yang lebih rendah harus distabilkan di sini, mengikuti tren golongan, karena elektron 7s dan 7p1/2 menunjukkan efek pasangan inert. Unsur-unsur ini diharapkan sebagian besar terus mengikuti tren golongannya, meskipun dengan efek relativistik memainkan peran yang semakin besar: prediksi ini telah diverifikasi hanya untuk elemen 114, flerovium, yang telah ditetapkan berperilaku seperti logam biasa dalam golongan karbon, walaupun menjadi sangat tidak reaktif karena perkiraan konfigurasi kelopak kuasi tertutup [Rn] 5f¹⁴6d¹⁰7s²7p².
Unsur 118 adalah unsur terakhir yang telah diklaim telah disintesis. Dua unsur berikutnya, unsur 119 dan 120, harus membentuk deret 8s dan menjadi logam alkali dan alkali tanah. Elektron 8s diharapkan stabil secara relativistik, sehingga tren menuju reaktivitas yang lebih tinggi ke bawah golongan ini akan berbalik arah dan unsur-unsurnya akan berperilaku lebih seperti homolog periode 5nya, rubidium dan stronsium. Meskipun demikian, orbital 7p3/2 masih terawastabilkan secara relativistik, berpotensi memberi unsur-unsur ini radius ionik yang lebih besar dan bahkan mungkin dapat berpartisipasi secara kimiawi. Di wilayah ini, elektron 8p juga terstabilkan secara relativistik, menghasilkan konfigurasi elektron valensi 8s²8p¹ pada keadaan dasar untuk unsur 121. Perubahan besar diharapkan terjadi pada struktur subkelopak dari unsur 120 ke unsur 121: misalnya jari-jari orbital 5g harus turun drastis, dari 25 satuan Bohr untuk unsur 120 dengan konfigurasi [Og]5g¹8s¹ yang tereksitasi menjadi 0,8 satuan Bohr untuk unsur 121 dengan konfigurasi [Og]5g¹7d¹8s¹ yang tereksitasi, dalam sebuah fenomena yang disebut "keruntuhan radial" yang terjadi pada unsur 125. Unsur 122 harus menambahkan elektron 7d berikutnya ke konfigurasi elektron unsur 121. Unsur 121 dan 122 masing-masing seharusnya homolog dengan aktinium dan torium.
Setelah unsur 121, deret superaktinida diperkirakan akan dimulai, ketika elektron 8s dan subkelopak 8p1/2, 7d3/2, 6f5/2, dan 5g7/2 yang terisi menentukan kimia unsur-unsur ini. Perhitungan CCSD yang lengkap dan akurat tidak tersedia untuk unsur setelah 122 karena kompleksitas situasinya yang ekstrem: orbital 5g, 6f, dan 7d harus memiliki tingkat energi yang sama, dan di wilayah unsur 160, orbital 9s, 8p3/2, dan 9p1/2 energinya seharusnya juga sama. Hal ini akan menyebabkan kelopak elektron tercampur sehingga konsep blok tidak lagi berlaku dengan baik, dan juga akan menghasilkan sifat kimia baru yang akan membuat posisi unsur ini dalam tabel periodik menjadi sangat sulit. Misalnya, unsur 164 diharapkan bisa mencampur karakteristik unsur golongan 10, 12, dan 18.