¿Núcleo atómico formado únicamente por neutrones?

Bueno, en realidad existe un núcleo que no contiene protones. Tiene el número atómico 0, el número de masa 1, y consta de un neutrón, cero protones y cero electrones. Se llama neutrón. Es un núcleo inestable que se desintegra a través de la desintegración beta.

Si crees que llamar núcleo al neutrón no es apropiado, entonces piensa en lo siguiente: el núcleo de hidrógeno es solo un protón. Y los químicos no tienen problema de qué hablar.$\mathrm{H}^+$iones, que tampoco son más que protones, sin electrones a su alrededor.

Según la página de Wikipedia a la que DarioP está vinculado, también un di-neutrón ($Z=0$,$A=2$), que es extremadamente inestable. Si bien el canal de desintegración no se indica allí, supongo que los dos neutrones simplemente se separan entre sí; llamar a eso emisión de neutrones o fisión espontánea es una cuestión de semántica. Supongo que, en principio, también existiría la posibilidad de desintegración beta a deuterio, pero no espero que eso suceda en tasas observables.

No se han observado isótopos superiores y no se esperan de la teoría.

Tal cosa puede existir. Sin embargo, llamamos átomos a las partículas elementales de lo que consideramos "materia", las cuales tienen algunas propiedades físicas y químicas.

Las propiedades químicas son las más importantes aquí, y están definidas por la configuración electrónica del átomo; en realidad, todo lo químico que sucede en el mundo entero sucede debido a la interacción de los átomos a través de sus capas electrónicas externas. El "núcleo" que consta solo de neutrones no tiene carga y no puede contener ningún electrón, por lo que en realidad es solo un montón de neutrones en el espacio. Probablemente es por eso que la gente no llama "núcleo" a un solo neutrón (lo que implicaría que es la parte interna de "algo", pero no hay algo para ese núcleo). No así decir que decaen los neutrones libres (AFAIR, la vida media es de unos 10 minutos).

Para nombrarlo, simplemente hazlo y extiende la tabla periódica para comenzar desde cero. (La tabla periódica es una invención humana y podemos modificarla, si queremos).

Llamémoslo Zeronium (podemos darle el símbolo atómico Z, ¡está disponible!). Al no tener electrones, sería químicamente inerte, por lo que pertenece por encima del He en la tabla periódica.

Sabemos que Z-1 es inestable con una vida media de unos 10 minutos, que es glacialmente lento según los estándares de la física de partículas. (también es lo suficientemente largo como para que podamos imaginarnos estudiando sus propiedades químicas)

También sabemos que Z-infinity (estrella de neutrones) es estable. Para todos los demás isótopos de Zeronium, no tengo idea si es estable o no. Requiere comprender el https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_shell_model

Las propiedades químicas serían interesantes. A temperatura ambiente, presumiblemente Z-1 es un gas. Pero se congela? ¿Qué es el punto de ebullición? ¿Qué impide que los núcleos del gas Z-1 condensado muy frío se fusionen en isótopos de Zn más pesados?

Si hay isótopos estables de Z, ¿eso explica la materia oscura?

Mi corazonada es que hay una buena razón por la que Zn es inestable. Si hubiera formas estables, habríamos oído hablar de ellas.

Pero existen serios problemas prácticos con el estudio de Z-1. Para empezar, es neutral y no tiene electrones, por lo que no interactúa químicamente ni con la luz. Los neutrones de alta energía se pueden detectar indirectamente, pero los que solo tienen energía térmica son muy difíciles incluso de ver, y mucho menos de controlar. Luego está el problema de la captura de neutrones, donde los átomos ordinarios absorben neutrones libres y se convierten en un isótopo más pesado.

Podría decirse que, dado el problema de la captura de neutrones, los neutrones térmicos libres no se ajustan muy bien a la definición de átomo, lo que constituye un buen argumento filosófico para dejarlos fuera de la tabla periódica. (Si los átomos son sustantivos, los neutrones son más como verbos, que van modificando sustantivos)

Finalmente, hay una razón muy práctica para dejarlo fuera. Al enseñar química básica a los niños, la tabla periódica tiene sentido y organiza nuestro conocimiento y experiencia cotidiana. Puedo tener una buena conversación con un niño inteligente de 6 años sobre las primeras 5 filas de la tabla periódica. Se aclaran conceptos básicos como elementos, compuestos y reacciones químicas.

Pero perdería a ese chico si introdujera radiactividad. ¿Por qué? Porque la permanencia es inherente a la definición de un elemento. Las propiedades intrínsecas de un elemento se conservan en cualquier reacción química. Tienes que enseñarles química básica antes de dar la mala noticia de que está bien, algunos elementos se convierten espontáneamente en otros, ¡y todo es culpa de los neutrones!

Entonces, aunque podríamos ponerlo en la parte superior de la tabla periódica, no lo hacemos. Tiene más sentido como nota al pie, en lugares como este, que en la pared de cada clase de química.