В середине XIX века, когда Дмитрий Менделеев опубликовал свою версию периодической таблицы в журнале Русского химического общества, было открыто всего 63 химических элемента, но под все элементы, открытые позже, в таблице было уготовано место, поскольку Менделеев не столько систематизировал, сколько объяснил закономерности — горизонтальной, вертикальной и диагональной интерполяции свойств элементов. Немецкий учёный, академик Лотар Кольдиц писал, что предсказание ещё неизвестных элементов, их свойств и соединений является исключительно заслугой Дмитрия Ивановича Менделеева.

Сегодня химических элементов в периодической таблице уже 118 — в природе встречаются 92 из них, остальные были получены искусственно — они неустойчивы и имеют короткие периоды существования.

Доцент кафедры аналитической химии Химического факультета ЮФУ Александр Тягливый рассказал, что такие открытия носят в основном фундаментальный интерес — получение новых химических элементов позволяет перепроверить, расширить, усовершенствовать гипотезы и принципы, описывающие физические явления на субатомном уровне.

«Между элементами, располагающимися рядом в таблице Д. И. Менделеева наблюдается схожесть в свойствах веществ, образованных ими, так в периодическом законе рассматриваются закономерности изменения свойств как по периоду, так и по подгруппе. Но если мы говорим о последних открытых элементах, то их характеризуют в основном сугубо на основании теоретических расчетов, так как они не стабильны и их периоды жизни очень короткие», — объяснил Александр Тягливый.

Последний природный химический элемент периодической таблицы — это уран, атомный номер которого 92. Каждый последующий элемент в таблице Менделеева имеет большую массу, чем предыдущий, и с увеличением числа протонов в ядре ядерным силам сложнее противостоять электростатическому отталкиванию. Поэтому мы и наблюдаем естественный процесс ― радиоактивный распад.

Радиогенные металлы встречаются и в природе, но только как промежуточные продукты распада урана или тория. Например, общее содержание франция в земной коре на всей планете оценивается примерно в 340 граммов — его изотоп существует около получаса и продолжает распад, а залежи урана-235 «рождают» новый франций, то есть его ядерный синтез проводит сама природа.

Последние шесть элементов седьмого периода таблицы Менделеева — 113, 114, 115, 116, 117, 118 — были синтезированы в России: в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне (ОИЯИ) на ускорительном комплексе У-400 в лаборатории ядерных реакций имени Георгия Флерова.

Последний из открытых 118-й элемент в 2016 году получил название оганесон (Og) в честь российского ученого Юрия Оганесяна, внесшего вклад в исследования сверхтяжелых элементов. После оганесона, на котором сейчас заканчивается периодическая таблица, должен идти элемент № 119, повторяющий в какой-то степени, в том числе по конфигурации электронов, щелочные металлы. При этом он сам, будучи короткоживущим (речь идет о микросекундах), не будет щелочным металлом. Однако, по словам Александра Тягливого, более устойчивыми могут оказаться элементы следующего периода.

«Существует гипотеза, что есть участки стабильности и нестабильности ядер, которые чередуются в зависимости от массы ядра и его заряда. На текущий момент мы знаем все стабильные изотопы, а тяжелые изотопы открываются всё более нестабильными. Однако, возможно, начиная с определенного соотношения появится следующий интервал стабильности и будут получены устойчивые сверхтяжелые химические элементы. В теории такие существовать могут», — отметил Александр Тягливый.

А уже полученные сверхтяжелые металлы, которые на Земле «живут» микросекунды могут оказаться устойчивыми в естественной среде на других планетах других галактик. Также на других планетах могут быть химические элементы, не встречающиеся на Земле — например, частицы, устроенные аналогично атомам, но из более тяжёлых аналогов электронов. Теоретически также возможны частицы противоположные атомам — с отрицательно заряженным ядром и положительно заряженными аналогами электронов, но в объяснении их природы пока есть ряд противоречий.

«В случае протонов в ядре их удерживают ядерные силы, которые компенсируют электростатическое отталкивание, а в случае электронов их быть не должно. С другой стороны, есть аналоги электронов — мюоны, которые тоже отрицательно заряжены. Вселенная огромна и число возможных событий в ней велико, поэтому я не берусь утверждать, что чего-то не может быть, но наше представление о мире пока может описать не все варианты», — подытожил Александр Тягливый.

Учёные ЮФУ не проводят ядерный синтез и не получают новые элементы, но несколько научных подразделений ЮФУ — Химический факультет, Физический факультет и Международный исследовательский институт интеллектуальных материалов предсказывают и получают новые вещества, соединения и материалы с уникальными и функциональными свойствами.