Coperniciumoganesson根据最新的计算机模拟,氦是寿命最长的超重元素之一,在同一时期,它的行为应该更像惰性气体,而不是惰性气体族元素。1这一发现提供了进一步的证据,证明相对论使门捷列夫式的周期性规则成为对这些巨大元素的物理和化学性质的更不可靠的指导。

原子的电子结构理论一般不考虑相对论。然而,随着原子核变重,电子被拉得更近,电子速度接近光速,相对论效应在元素的性质中变得明显。比如在20世纪60年代,佩Pykko-现在在芬兰赫尔辛基大学-证明了这一点黄金暗物质独特的颜色是由于其6s轨道的能量因相对论收缩而降低,导致5d→6s跃迁从紫外线频率下降到蓝色频率。因此,黄金吸收蓝光并反射其他波长的光。此外,2017年,彼得Schwerdtfeger和新西兰梅西大学的同事展示了相对论如何降低了元素周期表中与黄金相邻的汞的熔点通过将成键电子拉得更靠近原子核,降低金属成键的效率,使其降低了近200摄氏度。这解释了为什么在金属中是独一无二的,在室温下是液态的。

从逻辑上讲,相对论效应在最重的元素中最为明显。不幸的是,这样的原子通常非常不稳定:目前确认的最重的同位素oganesson-294的半衰期不到一毫秒,所以直接的化学实验通常是不可能的。然而,理论做出了奇怪的预测:oganesson在元素周期表中的位置表明它应该是惰性气体,但是Schwerdtfeger的小组最近预测它是一种金属半导体

相反,在他们的新工作中,他们得出结论,哥白尼在周期表中位于汞的正下方,应该是一种高度挥发性的“高贵液体”,熔点约为10ºC,沸点约为67ºC。这与a一致1975年预测肯尼斯的比萨加州大学伯克利分校教授。3.然而,在2008年,罗伯特为瑞士Paul Scherrer研究所的研究员和同事们测量了哥白尼原子与金表面之间的气相相互作用,这被视为金属丰度的证据。4Schwedtfeger的研究小组提出,哥白尼应该被认为是d区元素,而不像12族中较轻的元素,它们表现得像碱土金属。“哥白尼的6d轨道实际上在7s轨道之上,所以成键电子具有d性质,”目前在德国波恩大学工作的主要作者简-迈克尔·梅韦斯(Jan-Michael Mewes)说。哥白尼的同位素可以持续长达29秒,这意味着有一天可能会验证这一假设。

艾希勒对此印象深刻。他认为自己小组的实验结果和Schwerdtfeger及其同事的理论模型之间没有矛盾。埃奇勒说:“如果你看看我们2008年的预测,你会发现哥白尼与自身相互作用能的预测基本上是一样的。”“另一种金属,如金,可以推动哥白尼以金属的方式相互作用。Pykkö也认为这个模型“很有说服力”。然而,他警告说,这“与实验有些遥远”,但他说“(Schwerdtfeger)是回答这些问题的最佳专家之一”。