元素週期/化學元素週期系的新發展
稀有氣體的發現，使週期表開闢了一個零族。1913年英國物理學家莫斯萊通過X?射線的研究，揭露了原子序數乃是原子核電荷的本質，改革了元素週期系的敍述形式：“化學元素的性質是它們的原子序數（而不是原子量）的週期性函數”。
隨著原子結構理論的發展，人們更深入地理解到週期律的本質原因：化學元素的週期性決定於原子電子層結構的週期性。
在合成新元素的基礎上，美國西柏格教授提出了錒系理論，豐富了週期系。隨著人造元素工作的順利前進，人們已可預見未來的週期系的全貌，預見到新週期（第八和第九週期的五十個元素的超長週期）。
在幾年以前，有人認為人工合成鈾後，到了第110號元素時，工作將告終止；因為用更重的和電荷更高的核炮彈轟擊重原子核，受靶核的靜電排斥就越來越大，擊中的機會就越來越小。另外，合成新元素的原子序數越大，核的壽命越短，105號元素的半衰期只有幾秒鐘。根據現有資料估計，新合成元素的原子序數每增大一號，核的半衰期大約要降低10倍左右。
可是，在最近幾年，理論工作者給這項工作帶來了令人振奮的消息：將在含有114個質子和184個中子的原子核附近可以找到幾個或一批壽命很長，穩定性較高的新元素。這些元素的質量數比現在已發現的質量數為260以上的104，105和106號元素要重得多。因此，把這些未來的元素叫做超重元素。
在二十九年前發展起來的關於超重元素核穩定性的理論。這個理論是以原子核殼層結構理論為基礎的。這個理論認為原子核是由在核力場中運動著的粒子組合體構成的。當原子核中構成粒子組合體的質子和中子數目達到某一“幻數”（編者注：即奇異的數位，或有魔力的數字的意思）時，這個核將是特別穩定的。簡單地說，原子核和核外電子殼有類似的飽和結構（達到某一定電子數後，核外電子層便達到飽和的與穩定的結構）。在週期表中鈾以前的元素的核中，質子和中子的幻數分別為2，8，20，28，50，和82。在這個區間中子數為126也是一個重要的幻數。鉛208是一個特別穩定的核素，它的質子數Z=82，中子數N=126，這個核素的高度穩定性是由於它的核是一個具有雙幻數的具有球形對稱飽和結構的核。
對超鈾元素來說，以下的質子幻數是114和164；以下的中子幻數是184，196，228，272和318。根據這些幻數，可以斷定，下面的一個雙幻數核將是Z=114，N=184的核，即新元素114X1298（或簡寫成114289）將是一個有特殊穩定性的核素。經計算，這個元素的核的自發裂變半衰期是1016年。?衰變半衰期是10年。並且認為在114X1298核的左邊上下10個質子和10個中子的核將都是比較穩定的。理論計算表明，核素110X2294（自發裂變半衰期≈1010年，?衰變半衰期≈108年）和108X3292（自發裂變衰期≈108年，?衰變半衰期≈1018年）都是相當穩定的。
如果用中子數做橫坐標，質子數做縱坐標繪成一個座標圖，把已知的106種元素穩定同位素（約一千多種），按中子數和質子數定標在這個圖上，可以得到一張象地圖那樣的圖畫。由座標零點向東北方向伸展著一個狹長的地理區域，已有的一千多種核素都分佈在這個區域上，好象是一望無邊的海洋中的一條狹長的半島。核子物理學家把這個半島叫做??穩定半島（因為在這個半島上的穩定核都符合於幻數規律的。半島以外的空白區叫做不穩定海洋（如果有一個核素，它的中子數和質子數恰好定標在海洋中，那麼它一定是不穩定而且不可能存在的。
如果把質子數Z=114和中子數N=184附近的一些資料估計為穩定的核也標在圖上，則在幻島東北端隔海相望出現了一個小孤島，叫做超重島。在這個島區，人們將會發現一批穩定性較高的核素。
人們還有一個理論判斷，既然114號元素附近的核有那麼高的穩定性，它們似應在地球上仍然存在。所以目前也有科學家專門從事地殼中超重元素的探索工作。
合成這類超重元素的工作可以想像是十分困難的，因為一方面要求做炮彈的核有足夠高的能量來克服它們和靶核之間的靜電排斥，而另一方面還要求炮彈和靶核都含有豐富的中子，來滿足114X1298核附近那些穩定核素的高中子含量。這只有使用像20Ca48，28Ni64，22Ti50或92U288等這樣富於中子的核才有可能；例如用20Ca48來轟擊94Pu244:Pu244(Ca48，4n)114288，又有人設計了兩個鈾核“聚變”的方案：
也有人建議用其他重核子轟擊鈾核，例如：
對於這些方案的實現，人們需要付出巨大的努力。現在世界上正在建造一些大型的重離子加速器，相信將來人們會獲得更多的這方面知識，人的認識水準將向更高的境界發展，人的改造客觀世界的本領也將向更高的水準前進。
鈾後元素的合成，大大地擴展了週期系的版圖。這些新元素數目的增加，是物理學家和化學家共同勞動的成果。無機化學家在新元素的分離和性質的研究工作方面做了不少的工作。到目前為止，已經確認的元素達到了107號。人們關切的問題是，新的人工合成元素究竟還有多少個可以被發現？鈾後元素有沒有一個終止的界限？根據前面所述原子核穩定結構理論，人們已預見在第114號元素附近和第164號元素附近都有一些穩定性較高的元素，這是人工合成元素工作爭取達到的奮鬥目標。另外也有人通過理論計算，認為週期系的最後界限可能出現在原子序數～175號的時候（當然這個理論認識是否正確，也要靠以後的科學實驗加以證實）。在這個原子序數極限以前的元素，它們的內電子層還不致於因強大的核正電荷的作用而造成“崩潰”，而且這些超重元素是可以用人工方法合成出來的。依照這個理論，在週期系中不但可以完成第7週期，而且還要超過第7週期進入未知的新週期，未來的元素的總數比二十年前預測的要增加百分之八十以上。新的週期和新的內過渡系列將是什麼樣子的呢？這也必將是化學工作者迫切關心的問題。
從原子電子層的填充規律來看，電子亞層的最多電子數應該是：亞層s、p、d、f、g填充電子數2、6、10、14、18。
到目前為止，還沒有原子在g亞層上填充過電子。按規律，g亞層上應可能最多填充18個電子。當這個亞層上(5g)有電子時，元素週期應開始一個新的內過渡元素組，相應的週期（第8週期）應該是一個有50個元素的週期。
另外，按照原子電子層結構的規律，元素週期表中每個週期結尾的稀有氣體的原子電子層結構可以外推出第7、8、9週期結尾的還不知道的“超重稀有氣體”的原子電子層結構，這對於第7、8、9週期的結構也能提供啟示。
稀有氣體的原子結構
*注：這些名稱和符號是作者暫時擬定的。
從上表外推出的8、9週期稀有氣體的原子電子層結構也可以預見到第8、9週期是兩個有50元素的超長週期。
第一個超重島的中心元素是第114號，表明它是第7週期尾部的元素（類鉛）；第二個超重島的中心元素是第164號，表明它是第8週期尾部的元素（也是鉛的同類元素，可以把它叫做“超鉛”）。而前述的鈾後元素可以擴展到～175號，則是進入了第9週期。可以根據現有的關於週期的結構做出一番設計。
第8，9週期的結構是按照第6，7週期的排布外推出來的。在第8，9週期裏除了有f內外過渡系外，又各增加了5g和6g內過渡系。因此，在第8週期裏有14個f內過渡元素和18個g內過渡元素，它們應該排在第121號元素後面，和121號元素一起共33個元素叫做第一超錒系元素。在第9週期裏171—203號諸元素叫做第二超重錒系元素。在維爾納長週期表中這兩個超錒系都是IIB族的元素。應各佔據第121號和第171號的位置上。
按照鑭系和錒系元素的電子層結構規律可以外推出超錒系的電子層排布法則。這個排布法則也已在圖中標明，以第8週期為例，第119號，120號元素是8s充填元素。從121號開始進入超錒系，在121號原子中增加1個7d電子它是鑭和錒的同類元素。在122號原子中充填1個6f電子，從123號原子開始充填5g電子，到141號原子5g軌道充滿。下面從142號起繼續充填6f軌道一直到153號元素，然後從154號繼續充填7d軌道一直到162號元素。從163號元素起電子進入8p軌道，到168號元素完成第8週期。由於5g和6f能級接近，所以預見所有32個元素都和121號元素在性質上很相似。在第9週期這種充填方式作了一次重複。就好象是第7週期重複了第6週期的排布一樣。
不過現在也已出現了與上述法則對立的超錒系元素電子層結構理論。有人通過理論計算，認為在這些超重元素中由於自旋軌道相互作用顯得十分重要，s，p，d等電子層都發生了能級分裂，分裂成高能量的與低能量的亞層。這樣就使得低能的8p亞層會在6f和5g軌道之前得到充填。這樣就造成了超錒系以及超錒系以後元素有非常複雜的電子充填方法。很奇特的是，這個理論指出9s原子軌道並不是從第9週期開始充填的，而是在第8週期靠後的165—166號原子中充填的，而第9週期的前兩個元素（169，170）卻是高能的8p亞層充填的，等等。總之，按照這個觀點來看，第6，7週期元素的電子充填規律，對於第8，9週期是無規可循的。這種觀點是不是會重蹈鈾系理論的複轍，也是很難說的。至少就目前的情況來說，這種理論沒有任何現實意義，故不作介紹了。
無論如何，任何理論的預見，都需要經受實踐的考驗，以檢查其真偽。所以說週期系理論又進入了一個通過實驗（合成更多的超重元素並研究它們的理論結構和性質）、繼續證實理論的預見的新歷史時期。這個新的認識迴圈可能需要幾十年甚至百年以上的時間才能完成，但可以肯定的說，在完成這個新認識迴圈之後，現代科學技術和元素週期系理論本身無疑將一定會得到更進一步的飛躍發展和提高。