Jabarkan Sifat nuklir dari Tabel periodik perluasan

Bilangan ajaib dan pulau stabilitas

Kestabilan inti sangat menurun dengan bertambahnya nomor atom setelah kurium, unsur 96, sehingga semua isotop dengan nomor atom di atas 101 meluruh secara radioaktif dengan waktu paruh di bawah satu hari, kecuali dubnium-268. Tidak ada unsur dengan nomor atom di atas 82 (setelah timbal) yang memiliki isotop stabil. Namun demikian, karena alasan yang belum dipahami dengan baik, ada sedikit peningkatan stabilitas nuklir di sekitar nomor atom 110–114, yang mengarah pada munculnya apa yang dikenal dalam fisika nuklir sebagai "pulau stabilitas". Konsep ini, diusulkan oleh profesor di Universitas California, Glenn Seaborg, menjelaskan mengapa unsur-unsur superberat bertahan lebih lama dari yang diperkirakan.

Perhitungan menurut  metode Hartree–Fock–Bogoliubov menggunakan interaksi Skyrme yang nonrelativistik telah mengusulkan Z = 126 sebagai sebuah kulit proton tertutup. Di wilayah tabel periodik ini, N = 184, N = 196, dan N = 228 telah diusulkan sebagai kulit neutron tertutup. Oleh karena itu, isotop yang paling menarik adalah 310126, 322126, dan 354126, karena mereka mungkin berumur jauh lebih lama daripada isotop lainnya. Unsur 126, yang memiliki jumlah proton ajaib, diperkirakan lebih stabil daripada unsur-unsur lain di wilayah ini, dan mungkin memiliki isomer nuklir dengan waktu paruh yang sangat panjang. Mungkin juga pulau stabilitas malah berpusat di 306122, yang mungkin berbentuk bola dan ajaib ganda.

Dengan mempertimbangkan deformasi nuklir dan efek relativistik, analisis tingkat partikel tunggal memprediksi bilangan ajaib baru untuk inti superberat pada Z = 126, 138, 154, dan 164 serta N = 228, 308, dan 318. Oleh karena itu, selain pulau stabilitas yang berpusat di 291Cn, 293Cn, dan 298Fl, pulau stabilitas lebih lanjut mungkin ada di sekitar bilangan ajaib ganda 354126 serta 472164 atau 482164. Inti-inti ini diperkirakan beta-stabil dan meluruh melalui peluruhan alfa atau fisi spontan dengan waktu paruh yang relatif lama, dan memberikan stabilitas tambahan pada isoton N = 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 seperti 354126, yang berarti bahwa inti tersebut mungkin bukanlah ajaib ganda dan stabilitasnya akan ditentukan terutama oleh penutupan kulit neutron yang kuat. Selain itu, karena gaya tolakan elektromagnetik yang jauh lebih besar yang harus diatasi oleh gaya kuat di pulau kedua (Z = 164), ada kemungkinan bahwa inti di sekitar wilayah ini hanya eksis sebagai resonansi dan 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 sekitar Z = 130.

Setelah unsur 164, garis fisilitas yang mendefinisikan batas stabilitas sehubungan dengan fisi spontan mungkin dapat menyatu dengan garis tetesan neutron, yang membatasi keberadaan unsur yang lebih berat. Namun demikian, bilangan ajaib lebih lanjut telah diprediksi akan berada pada Z = 210, 274, dan 354 serta N = 308, 406, 524, 644, dan 772, dengan dua inti ajaib ganda beta-stabil ditemukan pada 616210 dan 798274; metode perhitungan yang sama mereproduksi prediksi untuk 298Fl dan 472164. (Inti ajaib ganda yang diprediksi untuk Z = 354 adalah beta-tidak stabil, dengan 998354 kekurangan neutron dan 1126354 kaya akan neutron.) Meskipun stabilitas tambahan terhadap peluruhan alfa dan fisi adalah diprediksi untuk 616210 dan 798274, dengan waktu paruh hingga ratusan mikrodetik untuk 616210, tidak akan ada pulau stabilitas yang signifikan seperti yang diprediksi pada Z = 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 10−14 detik, yang merupakan waktu yang dibutuhkan inti untuk membentuk awan elektron. Namun, sebuah nuklida umumnya dianggap ada jika masa hidupnya lebih lama dari sekitar 10−22 detik, yang merupakan waktu yang diperlukan untuk membentuk struktur nuklir. Akibatnya adalah mungkin bahwa beberapa nilai Z hanya 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.

Sifat peluruhan yang diprediksi dari unsur yang belum ditemukan

Karena pulau stabilitas yang utama diperkirakan terletak di sekitar 291Cn dan 293Cn, unsur-unsur yang belum ditemukan setelah oganeson mungkin sangat tidak stabil dan mengalami peluruhan alfa atau fisi spontan dalam 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 daripada unbinilium yang 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 pada N = 184 dan N = 228, serta mungkin juga pada Z ~ 124 dan N ~ 198. Inti-inti ini mungkin memiliki waktu paruh beberapa detik dan mengalami peluruhan alfa dan fisi spontan yang dominan, meskipun cabang peluruhan beta plus (atau penangkapan elektron) kecil mungkin juga eksis. Di luar daerah dengan stabilitas yang ditingkatkan ini, perintang fisi diperkirakan akan turun secara signifikan karena hilangnya efek stabilisasi, yang mengakibatkan waktu paruh fisi di bawah 10−18 detik, terutama pada inti genap–genap yang hambatannya bahkan lebih rendah karena pemasangan 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 ke garis stabilitas beta. Untuk inti dengan hanya beberapa neutron lebih dari bilangan ajaib, energi pengikatan turun 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 mengalami emisi proton. Peluruhan gugus (emisi partikel berat) juga telah diusulkan sebagai mode peluruhan alternatif untuk beberapa isotop, menimbulkan rintangan lain untuk pengidentifikasian unsur-unsur ini.