Electron structure and chemical properties of the 7th and 8th period superheavy atoms

13.12.2021 – FLNR Scientific Seminar, 15-30, FlerovLab Conference Hall and online WebEx.

“Electron structure and chemical properties of the 7th and 8th period superheavy atoms”

Speaker: I.I.Tupitsyn, SPbU, St.Petersburg

Computations of electron structure of the 7th period SHE with Z=111-114,118 atomic numbers and of the 8th period SHE with Z=119-122 atomic numbers as well as some elements with higher Z and their lighter homologues are presented here. These elements ground-state configurations were determined and the lowest relativistic terms of these configurations were defined.
Chemical characteristics of some 7th and 8th period atoms such as ionization potentials, affinity to electron, mean square radii and widths of the valence electron density distribution and Shennon electron localizing functions and entropies characterizing the degree of electron localization in an atom as well were calculated.
Quantum electrodynamical corrections (QED) for hydrogen-like ions with Z=120-170 were calculated for model QED potentials to be wider used in radiation energy corrections of neutral superheavy atoms up to Z=170.

Представлены расчёты электронной структуры сверхтяжёлых элементов 7-го периода с атомными номерами Z=111-114,118 и 8-го периода c Z=119-122, а также ряда элементов с более высокими Z и их лёгких гомологов. Установлены конфигурации основных состояния этих элементов и определены наинизшие релятивистские термы этих конфигураций. Рассчитаны различные химические характеристики ряда атомов 7-ого и 8-ого периодов, в том числе потенциалы ионизации, сродства к электрону, средне-квадратичные радиусы и ширины распределения электронной плотности валентных электронов, а также электронные локализующие функции и энтропии Шеннона, которые характеризуют степень локализации электронов в атоме. Вычислены квантовоэлектродинамические (КЭД) поправки для водородоподобных ионов в интервале Z=120-170, которые будут использованы для расширения области применения модельного КЭД потенциала в расчетах радиационных поправок к энергиям нейтральных сверхтяжелых атомов вплоть до Z=170.

“Chemical properties of SHE compounds”

Speaker: A.A.Kotov, SPbU, St.Petersburg

Одним из способов изучения химических характеристик сверхтяжелых элементов являются газофазные хроматографические эксперименты по измерению адсорбционных свойств с поверхностью золота или кварца. Такие эксперименты позволяют сделать вывод об их инертности/реактивности в сравнении с более легкими гомологами. Теоретическое предсказание адсорбционных свойств сверхтяжелых элементов и их соединений позволяет лучше понять химические характеристики данных элементов. Известно, что Cn (Z= 112) и Fl (Z = 114) намного менее реактивны по сравнению с их гомологами Hg (Z = 80) и Pb (Z = 82), соответственно. Для более точных предсказаний этих свойств необходимо детально учитывать как релятивистские, так и корреляционные эффекты. В данном проекте это делается в рамках программных пакетов DIRAC и AMS/ADF.

“Quantum computation of Moscovium ground-state energy”

Speaker: V.A.Zaitsev, SPbU, St.Petersburg

Computation of multielectron system correlations is an extremely difficult problem which needs a great amount of computing resources. Quantum computers are expected to be used as such in future.
Quantum computing is based on quantum algorithms which use some essential feature of quantum computation such as quantum superposition or quantum entanglement. This report concerns Moscovium ground-state energy computation with quantum algorithms.

Расчет корреляций в многоэлектронных системах является крайне сложной задачей, требующей большого числа вычислительных ресурсов. Ожидается, что в будущем в качестве источников таких ресурсов будут использоваться квантовые компьютеры. Для проведения расчетов на таких устройствах необходимо использовать специальные алгоритмы, в полной мере использующие возможности управления такими квантовыми эффектами как запутанность и суперпозиция. В докладе будет представлен метод вычисления энергии основного состояния атома московия с помощью квантовых алгоритмов.