元素周期表是大家非常熟悉的一個表格。現代化學的元素周期律最早是由俄國科學家門捷列夫於1869年首次創造。他將當時已知的63種元素以相對原子質量大小進行分類以表格的形式展現出來。隨著後續元素的發現,表格的內容被相繼填充,經過多年的修訂後,變成當代的元素周期表。表中的每一行稱為一個周期,每一列稱為一個族。原子半徑由左到右依次變小,由上到下依次變大。
目前元素周期表已知的元素有118種,其中有94種會以自然狀態存在於地球上,其餘已知元素,基本都是由人工合成,由於半衰期的原因,在自然界無法存在。
我們都知道原子核是由質子和中子構成。隨著近幾年物理學的發展,人們發現一類特殊現象,那就是當一個原子核擁有特定數值的質子和中子時,原子核將更趨於穩定。這種特定的數值,被當代物理學家稱為「魔數」或者「幻數。」到目前為止,物理學家發現的幻數有2、8、14、20、28、50、82、126。例如在自然界中存在一種鉛的同位素,其質子數是82,中子數是126,這種鉛的同位素具有雙幻數的特性,因此在自然界中顯得異常穩定。
隨著量子力學的發展,物理學家可能會發現更多的幻數。這對發現未知元素有著不可估量的意義。
隨著相對原子質量的不斷增加,人們發現原子核的穩定性也在不斷降低。以至於後來有些物理學家判斷,高於118號的元素將很難被發現,更不要說在環境中自然存在。但是幻數的發現,似乎可以改變目前的現狀,讓人類重新燃起尋找高於118號元素的熱情。
在「元素周期島」中,物理學家發現多數元素都排列在45度的軸線上。中子數在20~100,質子數在30~150的範圍內,元素的數量比較居多而集中。在45度軸線上距離越遠的地方,元素的發現似乎越來越少,但是幻數的發現改變了這一現狀。人們似乎發現在元素周期表的海洋中,在45度軸線上有一塊元素的「穩定大陸」,這就是美國核化學家諾貝爾獎得主格倫·西奧多·西博格(Glenn Theodore Seaborg) 所提出的「穩定島」理論。
格倫·西奧多·西博格認為原子核中的核子(質子和中子)也像原子核外的電子一樣,分布在不同的能量層級中,假如一個原子核中的中子和質子恰好填滿了這一個能量層級,那麼每個核子之間的結合能量就變得最小,這樣就會使得這個原子核變得更加穩定。這種飽和的能量層級中的中子和質子的數值就可以被稱為幻數。
雖然穩定島理論提出的原子核相對比較穩定,但是可能依然是放射性元素,只是相對於其他同位素而言比較穩定。但是依然有觀點提出,在45度軸線方向上,當越過多個放射性元素的「穩定島」後,可能會存在超級穩定島。在這一超級穩定島的範圍內,可能會發現未知的超級穩定放射性元素。甚至這種元素可能會天然存在於宇宙中的其他星球。