Liệu còn có thể phát hiện được các nguyên tố mới không?

Mọi vật trên thế giới đều do các nguyên tố cấu tạo nên. Ngày nay, người ta đã phát hiện được 109 nguyên tố. Vậy con người còn có thể tiếp tục phát hiện các nguyên tố mới hay không?

Việc phát hiện các nguyên tố đã trải qua một thời kỳ dài đầy thăng trầm. Năm 1869, khi nhà hóa học Nga Menđeleev phát minh bảng tuần hoàn các nguyên tố, người ta mới phát hiện được 63 nguyên tố.

Những năm sau đó, cùng với sự ra đời của kỹ thuật phân tích quang phổ, phong trào tìm kiếm nguyên tố mới phát triển rầm rộ. Người ta dùng phương pháp phân tích quang phổ để phân tích đất đá, nước sông, nước hồ, nước biển và liên tục phát hiện thêm nhiều nguyên tố mới. Đến những năm 40 của thế kỷ XX, trong bảng tuần hoàn đã có các nguyên tố đến ô 92 là urani; trừ các ô còn trống 43, 61, 85, 87, các ô khác đều đã có chủ. Vì vậy, có người cho rằng urani ở ô số 92 là nguyên tố cuối cùng.

Đúng lúc các nhà hóa học tưởng như đã đến chỗ cùng trời cuối đất thì các nhà vật lý bước vào cuộc. Họ đã chế tạo được một số nguyên tố trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp nhân tạo. Năm 1937, nguyên tố thứ 43 là tecnexi được chế tạo; năm 1939, nguyên tố thứ 87 là franxi; năm 1940, nguyên tố thứ 85 là astatin. Sau khi astatin được phát hiện, nguyên tố 61 vẫn chưa xuất hiện trong một thời gian. Đến năm 1945, người ta mới tìm thấy prometi trong các mảnh phân rã của urani. Như vậy, toàn bộ các ô trống trong bảng tuần hoàn khi đó đã được lấp kín.

Kể từ năm 1940, sau khi chế tạo được nguyên tố neptuni, nguyên tố số 93, và plutoni, nguyên tố số 94, cứ cách vài năm người ta lại tổng hợp được một nguyên tố mới. Từ năm 1944 đến năm 1954, trong vòng 10 năm, con người đã chế tạo được 6 nguyên tố từ số 95 đến số 100, gồm amerixi, curi, berkli, califoni, einsteini và fecmi. Năm 1955 xuất hiện nguyên tố 101 là menđelevi; năm 1961 chế tạo được nguyên tố 103 là lorenxi. Năm 1964, lần đầu tiên Liên Xô chế tạo được nguyên tố số 104 là ruzơfoni (Rf). Năm 1970 xuất hiện nguyên tố 105 là hani (Ha). Nguyên tố 106 được phát hiện năm 1974 và tạm đặt tên là unnilaexi (Unh). Năm 1976 phát hiện nguyên tố 107 là unnisepti (Uns). Những năm sau đó tiếp tục phát hiện nguyên tố 108 là unilocti (Uno) và nguyên tố 109 là unnileni (Une). Gần đây, một số phòng thí nghiệm còn thông báo về việc phát hiện nguyên tố thứ 110, 111…

Vậy bảng danh sách dài các nguyên tố có điểm kết thúc hay không? Còn bao nhiêu nguyên tố mới sẽ được phát hiện? Thực ra, các nguyên tố từ số 93 trở đi đều là nguyên tố nhân tạo và có tính phóng xạ. Nguyên tố phóng xạ có đặc tính luôn biến đổi. Trong quá trình tồn tại, một mặt chúng phát ra tia bức xạ, mặt khác biến thành các nguyên tố khác. Sự biến hóa đó có thể chậm hoặc nhanh. Các nhà khoa học dùng khái niệm chu kỳ bán rã để đánh giá độ bền của nguyên tố phóng xạ. Chu kỳ bán rã là thời gian cần thiết để một nửa lượng nguyên tố phóng xạ phân rã thành nguyên tố khác. Người ta phát hiện một quy luật: nguyên tố phóng xạ có số thứ tự càng lớn thì chu kỳ bán rã càng nhỏ. Ví dụ, nguyên tố số 98 có chu kỳ bán rã 470 năm, nguyên tố 99 chỉ 19,3 ngày, nguyên tố 100 là 15 giờ, nguyên tố 101 là 30 phút, nguyên tố 103 là 8 giây, nguyên tố 107 là 1/1000 giây, còn nguyên tố 110 có chu kỳ bán rã khoảng một phần tỉ giây. Vì vậy, việc phát hiện các nguyên tố phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn là cực kỳ khó khăn.

Những năm gần đây, có luận điểm cho rằng trong số các nguyên tố phóng xạ chưa được phát hiện, có thể tồn tại một vài nguyên tố tương đối bền như nguyên tố số 114, 126, 164. Những luận điểm này có chính xác hay không vẫn cần được thực tiễn kiểm định.