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In der Natur kommen nur Elemente mit Ordnungszahlen bis 94 (Plutonium in Spuren) vor, wobei ab 84 alle radioaktiv sind. Die meisten dieser Elemente sind durch Zerfall schwererer Atome (meist Uran) entstanden. Heute können künstlich aber Elemente bis zur Ordnungszahl 112 hergestellt werden. Der italienische Physiker Enrico Fermi (1901 - 1954) schlug dazu schon 1934 die Absorption eines Neutrons mit anschließendem Beta-Zerfall vor. Bei entsprechenden praktischen Versuchen wurde nicht nur die Kernspaltung, sondern auch die Gruppe der Actiniden (ähnlich den Lanthaniden) entdeckt. Mit dieser Methode läßt sich allerdings höchstens Fermium (Z = 100) herstellen. Bis 1974 konnten dann durch Kernfusion die Elemente bis Seaborgium (Z = 106) hergestellt werden.
Bis in die fünfziger Jahre galt das Tröpfchenmodell für Atomkerne, das diese ähnlich wie die Atome eines Flüssigkeitströpfchens beschrieb. Doch durch Beobachtung der Protonenzahl Z und Neutronenzahl N verschiedener Isotope und deren Stabilität wurde an der Universität Heidelberg das Schalenmodell des Atomkerns entwickelt. Dabei ist die Bindungsenergie der Nukleonen von quantenmechanischen Effekten abhängig, ähnlich den Elektronen der Atommodelle. Dieser Effekt ist in der chemischen Praxis zum Beispiel bei der besonderen Stabilität der Edelgase gegenüber chemischen Reaktionen wichtig. Elemente mit vollständig besetzter Schale wären demnach besonders stabil, insbesondere bei sogenannten doppelt-magischen Konfigurationen, wo das für Protonen und Neutronen der Fall ist. Bis heute konnten durch sanfte Fusion von der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt die Elemente bis Z = 112 erzeugt werden, und ein Ende ist noch nicht abzusehen, sogar das Element 114 ist bereits in Reichweite.
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