<p class="mw-empty-elt">
</p>

<p>目前的元素週期表中有七個週期，並以118號元素<span title="字符描述：⿹气奧 
※如果您看到空白、方塊或問號，代表您的系統無法顯示此字元。">鿫</span>（Og）終結。如果有更高原子序數的元素被發現，則它將會被置於第八週期、甚至第九週期。這額外的週期預期將會比第七週期容納更多的元素，因為經過計算新的g區將會出現。第八及第九週期將在32個元素的基礎上額外包含18個g區元素，各週期中均存在部分填滿的g原子軌域。這種擁有八個週期的元素表最初由格倫·西奧多·西博格於1969年提出。</p><p>第八或以上週期的元素未曾被合成或於自然發現。（2008年4月，有人宣稱發現122號元素Ubb存在於自然界中，但此被廣泛認為是錯誤的。）g區內第一個元素的原子序數應該為121（Ubu）。根據IUPAC元素系統命名法命名為<i>Unbiunium</i>，符號Ubu。此區域內的元素很可能高度不穩定，並具有放射性，且半衰期極短。然而穩定島理論預測126號元素Ubh會在穩定島內，不會有核分裂，但會有α衰變。而穩定島以外還能存在多少物理上可能的元素至今仍沒有結論。
</p><p>根據量子力學對於原子結構解釋的軌域近似法，g區會對應不完全填滿的g軌域。不過，自旋-軌道作用會削弱軌域近似法所得結果的正確性，這可能會發生在較大原子序的元素上。</p>


<h2><span id=".E5.8C.85.E6.8B.ACg.E5.8D.80.E7.9A.84.E5.85.83.E7.B4.A0.E5.91.A8.E6.9C.9F.E8.A1.A8"></span><span id="包括g區的元素周期表">包括g區的元素週期表</span></h2>
<p>包括g區的元素週期表有多個學著提出的多個模型，下面列出較知名的幾種，分別為格倫·西奧多·西博格模型（1969年）、布克哈德·弗里克模型（1973年）、Nefedov模型（2006年）和佩卡·皮寇模型（2010年）。
</p>
<h3><span id=".E6.A0.BC.E5.80.AB.C2.B7.E8.A5.BF.E5.A5.A7.E5.A4.9A.C2.B7.E8.A5.BF.E5.8D.9A.E6.A0.BC.E6.A8.A1.E5.9E.8B"></span><span id="格倫·西奧多·西博格模型">格倫·西奧多·西博格模型</span></h3>
<p>1969年，格倫·西奧多·西博格根據構造原理提出了提出擴展元素週期表的概念：
</p>

<h3><span id=".E5.B8.83.E5.85.8B.E5.93.88.E5.BE.B7.C2.B7.E5.BC.97.E9.87.8C.E5.85.8B.E6.A8.A1.E5.9E.8B"></span><span id="布克哈德·弗里克模型">布克哈德·弗里克模型</span></h3>
<p>1973年布克哈德·弗里克（Burkhard Fricke）使用相對論性Hartree-Fock-Slater程序計算提出了另一種擴展元素週期表：
</p>

<p><br>
以上所有理論上存在但並未發現的元素均根據IUPAC元素系統命名法命名，而該名將會一直沿用直到這個元素被發現、證實，並被賦予正式名稱。
</p><p>g區在元素週期表中的位置（位於f區的左邊、右邊或中間）仍然是不肯定的。上表所示的位置是建於構造原理在更高原子序的元素還成立的前提上，但這假設不一定正確。對於118號元素，軌域1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p、4d、4f、5s、5p、5d、5f、6s、6p、6d、7s及7p應會被佔據，其餘則為空。第八週期的元素軌域預測會以8s、5g、6f、7d、8p的順序填滿。然而，從大約122號元素開始，電子層間過於接近，使計算電子的位置時發生問題。例如，經過計算，165號及166號元素（如果存在）會佔據9s軌域，而把8p軌域留空。</p><p>而布克哈德·弗里克模型的預測最高可以推廣到184號元素在週期表上的位置。
</p>
<h3><span id=".E4.BD.A9.E5.8D.A1.C2.B7.E7.9A.AE.E5.AF.87.E6.A8.A1.E5.9E.8B"></span><span id="佩卡·皮寇模型">佩卡·皮寇模型</span></h3>
<p>並非所有模型都按照較輕元素的趨勢排列超重元素。例如<span data-orig-title="佩卡·皮寇" data-lang-code="en" data-lang-name="英语" data-foreign-title="Pekka Pyykkö"><span>佩卡·皮寇</span></span>利用電腦模型計算出原子序直到Z=172的元素的位置，並發現有若干元素不在構造原理預期的位置。5g區後，他的計算預測元素139及140會佔據8p軌域，元素141開始才再繼續佔據6f區。元素165至168可能在第9週期（9s和9p），之後的元素169至172再填滿8p軌域和整個第8週期。</p>

<h3><span id="Nefedov.E6.A8.A1.E5.9E.8B"></span><span id="Nefedov模型">Nefedov模型</span></h3>
<p>Nefedov在2006年也提出了一套模型。
</p>

<h2><span id=".E9.9B.BB.E5.AD.90.E6.8E.92.E4.BD.88"></span><span id="電子排佈">電子組態</span></h2>
<dl><dd></dd></dl><h3><span id="Fricke.E6.A8.A1.E5.9E.8B"></span><span id="Fricke模型">Fricke模型</span></h3>
<dl><dd></dd></dl><h2><span id=".E5.91.A8.E6.9C.9F.E8.A1.A8.E7.9A.84.E7.B5.82.E7.B5.90"></span><span id="周期表的終結">週期表的終結</span></h2>
<p>我們仍不知道存在多少物理上可能的元素。光速限制了電子在更大電子層中運行，因此電中性原子的原子序最大可達到173（Ust）；缺少部分或全部核外電子的原子核則有可能達到更重的水平，但這樣的原子核根據核外電子組態分區將變得無意義；核殼層模型則限制離子狀態的元素最大至210號。（這類元素在上表以灰色底色及斜體顯示。）不過，有研究認為週期表有可能在更早的地方就結束了，或許就在穩定島之內，代表元素的數目將為大約126個。</p><p>另外，元素表及核種表的擴展也受質子滴綫和中子滴綫的限制。
</p>
<h3><span id=".E7.8E.BB.E7.88.BE.E6.A8.A1.E5.9E.8B"></span><span id="玻爾模型"> 玻爾模型</span></h3>
<p>理察·費曼指出，根據玻爾模型，原子序大於137的元素，其內層軌域可能電子無法穩定存在，因爲在1s原子軌域中的電子的速度<i>v</i>計算如下：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle v=Z\alpha c\approx {\frac {Zc}{137.036}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mi>v</mi>
        <mo>=</mo>
        <mi>Z</mi>
        <mi>α<!-- α --></mi>
        <mi>c</mi>
        <mo>≈<!-- ≈ --></mo>
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <mfrac>
            <mrow>
              <mi>Z</mi>
              <mi>c</mi>
            </mrow>
            <mn>137.036</mn>
          </mfrac>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle v=Z\alpha c\approx {\frac {Zc}{137.036}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>當中<i>Z</i>是原子序，<i>α</i>是描述電磁力強度的精細結構常數。在這個計算中，任何原子序高於137的元素的1s軌域電子速度計算結果會比光速<i>c</i>還大，因此任何不建基於相對論的理論（如波爾模型）不足以處理這種計算。
</p><p>而若將其結果轉換成動量：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle p={\frac {mv}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mi>p</mi>
        <mo>=</mo>
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <mfrac>
            <mrow>
              <mi>m</mi>
              <mi>v</mi>
            </mrow>
            <msqrt>
              <mn>1</mn>
              <mo>−<!-- − --></mo>
              <msup>
                <mi>v</mi>
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mn>2</mn>
                </mrow>
              </msup>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mo>/</mo>
              </mrow>
              <msup>
                <mi>c</mi>
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mn>2</mn>
                </mrow>
              </msup>
            </msqrt>
          </mfrac>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle p={\frac {mv}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>對於任意高的p，我們可以找到滿足該等式的v &lt; c。且電子的速度與原子核存在與否無關，因此此計算矛盾並不意味著Uts會是元素週期表上的最後一個元素。
</p>
<h3><span id=".E7.9B.B8.E5.B0.8D.E8.AB.96.E7.8B.84.E6.8B.89.E5.85.8B.E6.96.B9.E7.A8.8B"></span><span id="相對論狄拉克方程"> 相對論狄拉克方程</span></h3>
<p>相對論的狄拉克方程可以計算出原子的基態能量：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E={\frac {mc^{2}}{\sqrt {1+{\frac {Z^{2}\alpha ^{2}}{n-(j+1/2)+{\sqrt {(j+1/2)^{2}-Z^{2}\alpha ^{2}}}}}}}},}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mi>E</mi>
        <mo>=</mo>
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <mfrac>
            <mrow>
              <mi>m</mi>
              <msup>
                <mi>c</mi>
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mn>2</mn>
                </mrow>
              </msup>
            </mrow>
            <msqrt>
              <mn>1</mn>
              <mo>+</mo>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mfrac>
                  <mrow>
                    <msup>
                      <mi>Z</mi>
                      <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                        <mn>2</mn>
                      </mrow>
                    </msup>
                    <msup>
                      <mi>α<!-- α --></mi>
                      <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                        <mn>2</mn>
                      </mrow>
                    </msup>
                  </mrow>
                  <mrow>
                    <mi>n</mi>
                    <mo>−<!-- − --></mo>
                    <mo stretchy="false">(</mo>
                    <mi>j</mi>
                    <mo>+</mo>
                    <mn>1</mn>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>/</mo>
                    </mrow>
                    <mn>2</mn>
                    <mo stretchy="false">)</mo>
                    <mo>+</mo>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <msqrt>
                        <mo stretchy="false">(</mo>
                        <mi>j</mi>
                        <mo>+</mo>
                        <mn>1</mn>
                        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                          <mo>/</mo>
                        </mrow>
                        <mn>2</mn>
                        <msup>
                          <mo stretchy="false">)</mo>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mn>2</mn>
                          </mrow>
                        </msup>
                        <mo>−<!-- − --></mo>
                        <msup>
                          <mi>Z</mi>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mn>2</mn>
                          </mrow>
                        </msup>
                        <msup>
                          <mi>α<!-- α --></mi>
                          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                            <mn>2</mn>
                          </mrow>
                        </msup>
                      </msqrt>
                    </mrow>
                  </mrow>
                </mfrac>
              </mrow>
            </msqrt>
          </mfrac>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E={\frac {mc^{2}}{\sqrt {1+{\frac {Z^{2}\alpha ^{2}}{n-(j+1/2)+{\sqrt {(j+1/2)^{2}-Z^{2}\alpha ^{2}}}}}}}},}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>其中，m為電子靜止質量、c為光速、z為質子數、α為精細結構常數。
</p><p>以<i>m<sub>0</sub></i>表示電子的靜質量，則其基態能量為：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E=m_{0}c^{2}{\sqrt {1-Z^{2}\alpha ^{2}}}\approx m_{0}c^{2}{\sqrt {1-({Z \over 137.036})^{2}}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mi>E</mi>
        <mo>=</mo>
        <msub>
          <mi>m</mi>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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          </mrow>
        </msub>
        <msup>
          <mi>c</mi>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
            <mn>2</mn>
          </mrow>
        </msup>
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <msqrt>
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              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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              <mi>α<!-- α --></mi>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mn>2</mn>
              </mrow>
            </msup>
          </msqrt>
        </mrow>
        <mo>≈<!-- ≈ --></mo>
        <msub>
          <mi>m</mi>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
            <mn>0</mn>
          </mrow>
        </msub>
        <msup>
          <mi>c</mi>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
            <mn>2</mn>
          </mrow>
        </msup>
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <msqrt>
            <mn>1</mn>
            <mo>−<!-- − --></mo>
            <mo stretchy="false">(</mo>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mfrac>
                <mi>Z</mi>
                <mn>137.036</mn>
              </mfrac>
            </mrow>
            <msup>
              <mo stretchy="false">)</mo>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mn>2</mn>
              </mrow>
            </msup>
          </msqrt>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=m_{0}c^{2}{\sqrt {1-Z^{2}\alpha ^{2}}}\approx m_{0}c^{2}{\sqrt {1-({Z \over 137.036})^{2}}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>當質子數為138或更大時，根號中將會出現負值，導致其值不是實數，因而導致狄拉克基態的波函數是震蕩的，並且正能譜與負能譜之間沒有間隙，正如<span data-orig-title="克萊因悖論" data-lang-code="en" data-lang-name="英语" data-foreign-title="Klein paradox"><span>克萊因悖論</span></span>所言。
</p>
<h2><span id=".E6.B3.A8.E9.87.8A"></span><span id="注释">注釋</span></h2>

<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E6.96.87.E7.8C.AE"></span><span id="参考文献">參考文獻</span></h2>
<h3><span id=".E5.BC.95.E7.94.A8"></span><span id="引用">引用</span></h3>

<h3><span id=".E7.BD.91.E9.A1.B5"></span><span id="网页">網頁</span></h3>
<ul><li>http://www.springerlink.com/content/j303171428652143/</li></ul><h2><span id=".E5.A4.96.E9.83.A8.E9.80.A3.E7.B5.90"></span><span id="外部連結">外部連結</span></h2>
<ul><li><cite class="citation web">g-軌域的圖像. 肯塔基大學.  <span> [<span>2009-10-28</span>]</span>. （原始內容存檔於2021-02-11）.</cite><span title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rfr_id=info%3Asid%2Fzh.wikipedia.org%3A%E6%89%A9%E5%B1%95%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%91%A8%E6%9C%9F%E8%A1%A8&amp;rft.btitle=g-%E8%BB%8C%E5%9F%9F%E7%9A%84%E5%9C%96%E5%83%8F&amp;rft.genre=unknown&amp;rft.pub=%E8%82%AF%E5%A1%94%E5%9F%BA%E5%A4%A7%E5%AD%A6&amp;rft_id=http%3A%2F%2Fwww.uky.edu%2F~holler%2Fhtml%2Fg.html&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook"><span> </span></span></li>
<li>元素的擴展元素週期表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）</li></ul><h2><span id=".E5.8F.83.E8.A6.8B"></span><span id="參見">參見</span></h2>

<ul><li>元素週期表</li>
<li>電子組態</li>
<li>核殼層模型</li>
<li>同位素列表</li>
<li>未發現元素列表</li></ul>
目前的元素週期表中有七個週期，並以 118 號元素鿫（Og）終結。如果有更高原子序數的元素被發現，則它將會被置於第八週期、甚至第九週期。這額外的週期預期將會比第七週期容納更多的元素，因為經過計算新的 g 區將會出現。第八及第九週期將在 32 個元素的基礎上額外包含 18 個 g 區元素，各週期中均存在部分填滿的 g 原子軌域。這種擁有八個週期的元素表最初由格倫・西奧多・西博格於 1969 年提出。

第八或以上週期的元素未曾被合成或於自然發現。（2008 年 4 月，有人宣稱發現 122 號元素 Ubb 存在於自然界中，但此被廣泛認為是錯誤的。）g 區內第一個元素的原子序數應該為 121（Ubu）。根據 IUPAC 元素系統命名法命名為 _Unbiunium_，符號 Ubu。此區域內的元素很可能高度不穩定，並具有放射性，且半衰期極短。然而穩定島理論預測 126 號元素 Ubh 會在穩定島內，不會有核分裂，但會有 α 衰變。而穩定島以外還能存在多少物理上可能的元素至今仍沒有結論。

根據量子力學對於原子結構解釋的軌域近似法，g 區會對應不完全填滿的 g 軌域。不過，自旋 - 軌道作用會削弱軌域近似法所得結果的正確性，這可能會發生在較大原子序的元素上。

## 包括 g 區的元素週期表

包括 g 區的元素週期表有多個學著提出的多個模型，下面列出較知名的幾種，分別為格倫・西奧多・西博格模型（1969 年）、布克哈德・弗里克模型（1973 年）、Nefedov 模型（2006 年）和佩卡・皮寇模型（2010 年）。

### 格倫・西奧多・西博格模型

1969 年，格倫・西奧多・西博格根據構造原理提出了提出擴展元素週期表的概念：

### 布克哈德・弗里克模型

1973 年布克哈德・弗里克（Burkhard Fricke）使用相對論性 Hartree-Fock-Slater 程序計算提出了另一種擴展元素週期表：

 
以上所有理論上存在但並未發現的元素均根據 IUPAC 元素系統命名法命名，而該名將會一直沿用直到這個元素被發現、證實，並被賦予正式名稱。

g 區在元素週期表中的位置（位於 f 區的左邊、右邊或中間）仍然是不肯定的。上表所示的位置是建於構造原理在更高原子序的元素還成立的前提上，但這假設不一定正確。對於 118 號元素，軌域 1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p、4d、4f、5s、5p、5d、5f、6s、6p、6d、7s 及 7p 應會被佔據，其餘則為空。第八週期的元素軌域預測會以 8s、5g、6f、7d、8p 的順序填滿。然而，從大約 122 號元素開始，電子層間過於接近，使計算電子的位置時發生問題。例如，經過計算，165 號及 166 號元素（如果存在）會佔據 9s 軌域，而把 8p 軌域留空。

而布克哈德・弗里克模型的預測最高可以推廣到 184 號元素在週期表上的位置。

### 佩卡・皮寇模型

並非所有模型都按照較輕元素的趨勢排列超重元素。例如佩卡・皮寇利用電腦模型計算出原子序直到 Z=172 的元素的位置，並發現有若干元素不在構造原理預期的位置。5g 區後，他的計算預測元素 139 及 140 會佔據 8p 軌域，元素 141 開始才再繼續佔據 6f 區。元素 165 至 168 可能在第 9 週期（9s 和 9p），之後的元素 169 至 172 再填滿 8p 軌域和整個第 8 週期。

### Nefedov 模型

Nefedov 在 2006 年也提出了一套模型。

## 電子組態

　
:

### Fricke 模型

　
:

## 週期表的終結

我們仍不知道存在多少物理上可能的元素。光速限制了電子在更大電子層中運行，因此電中性原子的原子序最大可達到 173（Ust）；缺少部分或全部核外電子的原子核則有可能達到更重的水平，但這樣的原子核根據核外電子組態分區將變得無意義；核殼層模型則限制離子狀態的元素最大至 210 號。（這類元素在上表以灰色底色及斜體顯示。）不過，有研究認為週期表有可能在更早的地方就結束了，或許就在穩定島之內，代表元素的數目將為大約 126 個。

另外，元素表及核種表的擴展也受質子滴綫和中子滴綫的限制。

###  玻爾模型

理察・費曼指出，根據玻爾模型，原子序大於 137 的元素，其內層軌域可能電子無法穩定存在，因爲在 1s 原子軌域中的電子的速度 _v_ 計算如下：

　
: $v=Z\alpha c\approx {\frac {Zc}{137.036}}$

當中 _Z_ 是原子序，_α_ 是描述電磁力強度的精細結構常數。在這個計算中，任何原子序高於 137 的元素的 1s 軌域電子速度計算結果會比光速 _c_ 還大，因此任何不建基於相對論的理論（如波爾模型）不足以處理這種計算。

而若將其結果轉換成動量：

　
: $p={\frac {mv}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}$

對於任意高的 p，我們可以找到滿足該等式的 v < c。且電子的速度與原子核存在與否無關，因此此計算矛盾並不意味著 Uts 會是元素週期表上的最後一個元素。

###  相對論狄拉克方程

相對論的狄拉克方程可以計算出原子的基態能量：

　
: $E={\frac {mc^{2}}{\sqrt {1+{\frac {Z^{2}\alpha ^{2}}{n-(j+1/2)+{\sqrt {(j+1/2)^{2}-Z^{2}\alpha ^{2}}}}}}}},$

其中，m 為電子靜止質量、c 為光速、z 為質子數、α 為精細結構常數。

以 _m0_ 表示電子的靜質量，則其基態能量為：

　
: $E=m_{0}c^{2}{\sqrt {1-Z^{2}\alpha ^{2}}}\approx m_{0}c^{2}{\sqrt {1-({Z \over 137.036})^{2}}}$

當質子數為 138 或更大時，根號中將會出現負值，導致其值不是實數，因而導致狄拉克基態的波函數是震蕩的，並且正能譜與負能譜之間沒有間隙，正如克萊因悖論所言。

## 注釋

## 參考文獻

### 引用

### 網頁

* http://www.springerlink.com/content/j303171428652143/

## 外部連結

* g - 軌域的圖像。肯塔基大學. [2009-10-28]. （原始內容存檔於 2021-02-11）.
* 元素的擴展元素週期表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 元素週期表
* 電子組態
* 核殼層模型
* 同位素列表
* 未發現元素列表
10周期元素