長寿命の超重元素の一つであるコペルニシウムは、新しいコンピュータシミュレーションによれば、同じ周期の希ガス群元素のオガネスンよりも希ガスとして振る舞うべきとのことです1。 この発見は、相対性理論によって、メンデレーフ型の周期律が、これらの巨大な元素の物理的および化学的特性に対するこれまで以上に信頼できない指針となっていることを示す、さらなる証拠となる。
原子の電子構造理論は、通常、相対性理論を考慮に入れていない。 しかし、原子核が重くなり、電子が近くに寄ってくると、電子速度が光速に近づき、相対論的効果が元素の性質に顕著に現れるようになる。 例えば、1960年代にペッカ・ピッコ（現フィンランド・ヘルシンキ大学）は、金の6s軌道のエネルギーが相対論的収縮によって減少し、5d→6s遷移が紫外線から青色にシフトするため、金の色が特徴的になることを明らかにした。 そのため、金は青い光を吸収し、他の波長を反射する。 さらに2017年、ニュージーランドのマッセイ大学のピーター・シュベルトフェガーらは、相対性理論が結合電子を原子核に近づけ、金属結合の効率を低下させることにより、周期表で金の隣人である水銀の融点を200℃近くも下げることを明らかにした。 このことは、金属の中で唯一、水銀が室温で液体であることを説明します。
相対論的効果は、論理的には最も重い元素で最も顕著になるはずです。 残念ながら、そのような原子は極めて不安定であり、現在確認されている最も重い同位体であるオガネスン-294の半減期は1ミリ秒以下なので、直接化学実験を行うことは通常不可能である。 しかし、理論的には、周期表におけるオガネソンの位置は、それが希ガスであることを示唆しているが、Schwerdtfegerのグループは最近、それが金属半導体であると予測した。
逆に、周期表で水銀の真下に位置しているコペルニシウムは、融点約10℃、沸点約67℃で非常に不安定な「希液体」と結論付けた。 しかし、2008年、スイスのポール・シェラー研究所のロバート・アイヒラー教授らは、コペルニシウム原子と金表面の間の気相相互作用を測定し、これが金属性の証拠と見なされた4。シュヴェートフェガー教授のチームは、アルカリ土類金属のように振る舞う12族の軽い元素とは異なり、コペルニシウムはdブロック元素と見なされるべきだと提唱している。 コペルニシウムでは、6d軌道が7s軌道の上にあるため、結合電子はdの性質を持っています」と、現在ドイツのボン大学にいる筆頭研究者のヤン＝マイケル・ミュース（Jan-Michael Mewes）氏は言う。 コペルニチウムの同位体は最大29秒間持続することができるので、いつかこの仮説を検証することができるかもしれません」
アイヒラー氏は感心しています。 彼は、自分のグループの実験結果とSchwerdtfegerらの理論的なモデル化との間に矛盾がないと考えている。 2008年の我々の予測を見ると、コペルニシウムとそれ自身との相互作用エネルギーについて、本質的に同じ予測が得られています」とアイヒラー氏は言う。 金のような別の金属が、コペルニシウムを押して、金属的な方法で相互作用させることができるのです』。 Pykköもまた、このモデルを「説得力がある」と評価している。 しかし、彼は、それが「実験からいくらか離れている」ことを注意しながらも、「これらの疑問に答えるための最良の専門家の1人である」と述べている
。