Периодическая система химических элементов Таблица Д. И. Менделеева
Statement of the Problem
Дмитрий Иванович Менделеев Детство Д. И. Менделеева совпало со временем пребывания в Сибири ссыльных декабристов. Сестра Дмитрия Ивановича, Ольга, стала женой бывшего члена Южного сообщества Басаргина, и они долгое время жили в Ялуторовске рядом с Пущиным, вместе с которым они оказывали семье Менделеевых помощь, ставшую насущной после смерти Ивана Павловича. Также большое влияние на мировоззрение будущего учёного оказал его дядюшка В. Д. Корнильев, у него неоднократно и подолгу во время своего пребывания в Москве жили Менделеевы. Василий Дмитриевич был управляющим у князей Трубецких, что жили на Покровке, как и В. Д. Корнильев; и его дом часто посещали многие представители культурной среды, в числе которых на литературных вечерах или вовсе без всякого повода, запросто бывали литераторы: Глинка, Дмитриев, Погодин, Баратынский, Гоголь, гостем случался и Сергей Львович Пушкин, отец поэта; художники Федотов, Рамазанов; учёные: Павлов, Снегирёв, Кудрявцев. В 1826 г.
§ Корнильев и его жена, дочь командора Биллингса, принимали у себя на Покровке Александра Пушкина, вернувшегося в Москву из ссылки. § Сохранились сведения, говорящие о том, что Д. И. Менделеев однажды видел в доме Корнильевых Н. В. Гоголя. § При всём том, Дмитрий Иванович оставался таким же мальчишкой, как и большинство его сверстников. Сын Дмитрия Ивановича Иван Менделеев вспоминает, что однажды, когда отец был нездоров, он сказал ему: «Ломит всё тело так, как после нашей школьной драки на Тобольском мосту» . § Следует отметить, что среди учителей гимназии выделялся преподававший русскую литературу и словесность сибиряк, известный впоследствии русский поэт Пётр Павлович Ершов, с 1844 года — инспектор Тобольской гимназии, как некогда и его учитель Иван Павлович Менделеев. Позже автору «Конька -горбунка» и Дмитрию Ивановичу суждено было стать в некоторой степени родственниками.
§ Сконструировал в 1859 году пикнометр — прибор для определения плотности жидкости. Создал в 1865— 1887 годах гидратную теорию растворов. Развил идеи о существовании соединений переменного состава. § Исследуя газы, Менделеев нашёл в 1874 году общее уравнение состояния идеального газа, включающее как частность зависимость состояния газа от температуры, обнаруженную в 1834 году физиком Б. П. Э. Клапейроном (уравнение Клапейрона — Менделеева). § В 1877 году Менделеев выдвинул гипотезу происхождения нефти из карбидов тяжёлых металлов, которая, правда, на сегодня большинством учёных не принимается; предложил принцип дробной перегонки при переработке нефти. § Выдвинул в 1880 году идею подземной газификации углей. Занимался вопросами химизации сельского хозяйства, пропагандировал использование минеральных удобрений, орошение засушливых земель. Совместно с И. М. Чельцовым принимал в 1890— 1892 годах участие в разработке бездымного пороха. Является автором ряда работ по метрологии. Создал точную теорию весов, разработал наилучшие конструкции коромысла и арретира, предложил точнейшие приёмы взвешивания. В своё время интересы Д. И. Менделеева были близки к минералогии, его коллекция минералов бережно хранится и сейчас в Музее кафедры минералогии Санкт-Петербургского университета, а друза горного хрусталя с его стола является одним из лучших экспонатов в витрине кварца. Рисунок этой друзы он поместил в первое издание «Общей химии» (1903 год). Студенческая работа Д. И. Менделеева была посвящена изоморфизму в минералах.
§ Д. И. Менделеев — автор фундаментальных исследований по химии, физике, метрологии, метеорологии, экономике, основополагающих трудов по воздухоплаванию , сельскому хозяйству, химической технологии, народному просвещению и других работ, тесно связанных с потребностями развития производительных сил России. § Д. И. Менделеев исследовал (в 1854— 1856 годах) явления изоморфизма, раскрывающие отношения между кристаллической формой и химическим составом соединений, а также зависимость свойств элементов от величины их атомных объёмов. § Открыл в 1860 году «температуру абсолютного кипения жидкостей» , или критическую температуру. § 16 декабря 1860 года он пишет из Гейдельберга попечителю Санкт. Петербургского учебного округа Делянову: «…главный предмет моих занятий есть физическая химия» . § В своё время интересы Д. И. Менделеева были близки к минералогии, его коллекция минералов бережно хранится и сейчас в Музее кафедры минералогии Санкт-Петербургского университета, а друза горного хрусталя с его стола является одним из лучших экспонатов в витрине кварца. Рисунок этой друзы он поместил в первое издание «Общей химии» (1903 год). Студенческая работа Д. И. Менделеева была посвящена
§ Работая над трудом «Основы химии» , Д. И. Менделеев открыл в феврале 1869 года один из фундаментальных законов природы — периодический закон химических элементов. § Отдельные учёные в ряде стран, особенно в Германии, соавтором открытия считают Лотара Мейера. Существенное различие этих систем заключается в том, что таблица Л. Мейера — это один из вариантов классификации известных к тому времени химических элементов; выявленная Д. И. Менделеевым периодичность — это система, которая дала понимание закономерности, позволившей определить место в ней элементов, неизвестных в то время предсказать не только существование , но и дать их характеристики. § Не давая представления о строении атома, периодический закон, тем не менее, вплотную подводит к этой проблеме, и решение её было найдено несомненно благодаря ему — именно этой системой руководствовались исследователи, увязывая факторы, выявленные им с интересовавшими их другими физическими характеристиками. В 1984 году академик Спицын пишет: «…Первые представления о строении атомов и природе химической валентности, разработанные в начале нашего столетия, основывались на закономерностях свойств элементов, установленных с помощью периодического закона» .
Никто из учёных, занимавшихся до Менделеева или одновременно с ним исследованиями соотношений между атомными весами и свойствами элементов, не смог сформулировать эту закономерность так ясно, как это сделал он. В частности, это относится к Дж. Льендсу и Л. Мейеру. Предсказание ещё неизвестных элементов, их свойств их соединений является исключительно заслугой Д. И. Менделеева. …Наилучшим образом он смог применить свой метод горизонтальной, вертикальной и диагональной интерполяции в открытой им периодической системе для предсказания свойств…Развивая в 1869— 1871 годах идеи периодичности, Д. И. Менделеев ввёл понятие о месте элемента в периодической системе как совокупности его свойств в сопоставлении со свойствами других элементов. На этой основе, в частности, опираясь на результаты изучения последовательности изменения стеклообразующих оксидов, исправил значения атомных масс 9 элементов (бериллия, индия, урана и др. ). Предсказал в 1870 году существование, вычислил атомные массы и описал свойства трёх ещё не открытых тогда элементов — «экаалюминия» (открыт в 1875 году и назван галлием), «экабора» (открыт в 1879 году и назван скандием) и «экасилиция» (открыт в 1885 году и назван германием). Затем предсказал существование ещё восьми элементов, в том числе «двителлура» — полония (открыт в 1898 году), «экаиода» — астата (открыт в 1942 -1943 годах), «экамарганца» — технеция (открыт в 1937 году), «двимарганца» — рения (открыт в 1925 году), «экацезия» — франция (открыт в 1939 году).
В 1900 году Дмитрий Иванович Менделеев и Уильям Размай пришли к выводу о необходимости включения в периодическую систему элементов особой, нулевой группы благородных газов.
Недавно открытые химические элементы
Унунтрий(113) Изотопы унунтрия были получены в результате альфараспада изотопов унунпентия а также в результате ядерных реакций
История открытия унунтрия § В феврале 2004 годабыли опубликованы результаты экспериментов, проводившихся с 14 июля по 10 августа 2003 года, в результате которых был получен 113 -й элемент. Исследования проводились в Объединённом институте ядерных исследований на циклотроне У-400 c использованием дубненского газонаполненного сепаратора ядер отдачи (DGFRS) совместно с Ливерморской национальной лабараторией (США). В этих экспериментах в результате бомбардировки мишени из америция ионами кальция были синтезированы изотопы элемента 115: три ядра 288 Uup и одно ядро 287 Uup. Все четыре ядра в результате α-распада превратились в изотопы элемента 113 (284 Uut и 283 Uut). Ядра элемента 113 претерпели дальнейший α-распад, превратившись в изотопы элемента 111. Цепочка последовательных α-распадов привела в результате к спонтанно делящимся ядрам элемента 105. § В 2004 и 2005 годах в ОИЯИ (в коллаборации с Ливерморской национальной лабораторией) были проведены эксперименты по химической идентификации конечного продукта распада цепочки 288115 → 284113 → 280111 → 276109 → 272107 → 268105, долгоживущего (около 28 часов) изотопа 268 Db. Эксперименты, в которых было исследовано ещё 20 событий, подтвердили синтез 115 -го и 113 -го элементов. § В сентябре 2004 года о синтезе изотопа 113 -го элемента 278 Uut в количестве одного атома объявила группа из Японии.
§ Два атома ещё одного изотопа — 282 Uut — были синтезированы в ОИЯИ в 2007 году в реакции 237 Nр + 48 Ca → 282 Uut + 3 1 n. § Ещё два изотопа — 285 Uut и 286 Uut были синтезированы в ОИЯИ в 2010 году как продукты двух последовательных αраспадов унунсептия. Название дано по порядковому номеру (искусственно образовано из корней латинских числительных; Ununtrium — дословно «одно-третий» , или сто тринадцатый). Название временное и в дальнейшем будет изменено. § Синтезировавшие элемент учёные из российского наукограда Дубна предлагали назвать его беккерелием (Bq) в честь открывателя радиоактивности Анри Беккереля (ранее этим же названием предлагалось назвать 110 -ый элемент, который стал дармштадтием. Учёные из Японии предложили назвать элемент японием (Jp), нихонием (Nh) или рикением (Rk)
Флеровий(114) Впервые элемент был получен в Объединённом институте ядерных исследованийсовместно с Ливерморской национальной лабораторией (коллаборацией Дубна. Ливермор) в декабре 1998 года путём синтеза изотопов через реакцию слияния ядер кальция с ядрами плутония Получение элемента было подтверждено в 2004 и в 2006 годах коллаборацией Дубна-Ливермор в Дубне, а также в 2009 году в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли(США). Согласно оболочечной теории, флеровий может иметь более долгоживущие изотопы, например, флеровий-298 с периодом полураспада, как ожидается, 11 минут, относящийся к центру острова стабильности сверхтяжёлых ядер (дважды магическое ядро). Однако такое ядро получить довольно сложно. Одной из реакций получения может быть следующая: Позднее в том же Объединённом институте ядерных исследований синтез изотопов элемента был подтверждён его химическим идентифицированием по конечному продукту распада В сентябре 2009 года американские учёные из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли синтезировали 114 -й элемент таблицы Менделеева, подтвердив таким образом открытие элемента, сделанное в 1998 году. В результате бомбардировки мишени 242 Pu пучком ионов 48 Ca были получены два нуклида 114 -го элемента с массовыми числами 286 и 287 В октябре 2010 года группа физиков из Беркли заявила о получении ещё одного изотопа флеровия с массовым числом 285
История открытия Флеровия(Унунквадиума) § Официальное название флеро вий (flerovium) дано в честь Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований, где был синтезирован элемент. Лаборатория носит имя её основателя, российского физика Г. Н. Флёрова, руководителя группы, синтезировавшей элементы с номерами от 102 до 110. До этого 114 -й элемент носил вре менное систематическое название, данное по порядковому номеру (искусственно образовано из корней латинских числительных: Ununquadium можно буквально перевести как «одно-четыр(ий)» ) до официального решения ИЮПАК про постоянное наименование и химический символ элемента. Ранее был также известен как эка-свинец. § Название флеровий было предложено учёными ОИЯИ и впервые официально озвучено вице-директором Объединённого института ядерных исследований Михаилом Иткисом. Однако американские партнёры ОИЯИ из Ливерморской национальной лаборатории предложили назвать 114 -й или 116 -й элемент в честь Леонардо да Винчи, Галилео Галилея или в честь Ливерморской национальной лаборатории. После согласовательных процедур между российскими и американскими учёными 1 декабря 2011 года в комиссию по номенклатуре химических соединений ИЮПАК было направлено предложение назвать 114 -й элемент флеровием. Название утверждено 30 мая 2012 года
Унунпентий(115) Изотопы унунпентия были получены в результате ядерных реакций
История открытия унунпентия § Название элементу дано по порядковому номеру (искусственно образовано из корней латинских числительных; Ununpentium можно приблизительно перевести как «одно-пятый» ). Название временное и в дальнейшем, как предполагается, будет изменено. § По неподтверждённым данным, синтезировавшие элемент ученые ОИЯИ из российского наукограда Дубна предлагают назвать его ланжевений (Ln) в честь французского физика П. Ланжевена. Пока это единственное название, которое может быть принято. § В феврале 2004 года были опубликованы результаты экспериментов, проводившихся с 14 июля по 10 августа 2003 года, в результате которых был получен 115 -ый элемент. § Исследования проводились в Объединённом институте ядерных исследований на циклотроне У 400 использованием дубненского газонаполненного сепаратора ядер отдачи (DGFRS) совместно с Ливерморской национальной лабораторией. В этих экспериментах в результате бомбардировки мишени из америция ионами кальция были синтезированы изотопы элемента 115: три ядра 288 Uup и одно ядро 287 Uup. Все четыре ядра в результате α-распада превратились в изотопы элемента 113. Цепочка последовательных α-распадов привела в результате к спонтанно делящимся ядрам элемента 105. § В 2004 и 2005 гг. в ОИЯИ (совместно с Ливерморской национальной лабораторией) были проведены эксперименты по химической идентификации конечного продукта распада цепочки 288115 → 284113 → 280111 → 276109 → 272107 → 268105, долгоживущего (около 28 часов) изотопа 268 Db. Эксперименты, в которых было исследовано ещё 20 событий, подтвердили синтез 115 -го и 113 -го элементов. § В 2011 году учёными ОИЯИ была увеличена эффективность генерации 115 -го элемента в реакции америция-243 и кальция-48, а также впервые напрямую получен изотоп-289 (ранее он наблюдался только как результат радиоактивного распада 117 -го элемента)
Ливерморий(116) Изотопы унунгексия были получены в результате ядерных реакций а также в результате альфа-распада 294
История открытия ливермория(Унунгексия) § Заявление об открытии элементов 116 и 118 в 1999 году в Беркли оказалось ошибочным и даже фальсифицированным. Синтез по объявленной методике не был подтверждён в российском, немецком и японском центрах ядерных исследований, а затем и в самих США. Статья с сообщением об открытии была отозвана. § Ливерморий открыт путём синтеза изотопов в 2000 г. в Объединённом институте ядерных исследований в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией, Научно-исследовательским институтом атомных реакторов и Электрохимприбором. 19 июля 2000 г. впервые наблюдался αраспад ядра 116 -го элемента, полученного в результате бомбардировки мишени из кюрия ионами кальция. Результаты эксперимента были впервые опубликованы 6 декабря 2000 г. (рукопись была получена журналом 2 октября). Хотя в этой работе утверждалось о синтезе изотопа 292 Lv, в дальнейших работах коллаборации данное событие было соотнесено с изотопом 293 Lv. § Позднее в том же Объединённом институте ядерных исследований синтез изотопов элемента был подтверждён химической идентификацией конечного продукта его распада. § 1 июня 2011 года ИЮПАК официально признало открытие ливермория и приоритет в этом учёных из ОИЯИ и Ливермора
Унунсептий(117) Был получен в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, Россия в 2009— 2010 годах. Для синтеза 117 -го элемента мишень из 97 -го элемента, берклия-249, полученного в Окриджской национальной лаборатории (США), обстреливали ионами кальция-48 на ускорителе У-400 Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. 5 апреля 2010 года научная статья, описывающая обнаружение нового химического элемента с атомным номером 117, была принята для публикации в журнал Physical Review Letters. Для синтеза элемента использовались реакции: В результате было зафиксировано шесть ядер нового элемента — пять 293 Uus и одно 294 Uus. В июне 2012 года эксперимент был повторён. Было зафиксировано пять ядер 293 Uus.
История открытия унунсептия § Слово «унунсептий» образовано из корней латинских числительных и буквально обозначает что-то наподобие «одно-седьмой» (числительное « 117 й» строится совсем иначе). В дальнейшем название будет изменено. Унунсептий назван «фарнсием» (Farnsium) Fa — очевидно, в честь какого-либо учёного-родственника Хьюберта Фарнсворта или даже в честь него самого (что несколько сомнительно, учитывая то, что на момент существования «фарнсия» Хьюберту всего четырнадцать лет).
Унуноктий(118) Унуноктий был получен в результате ядерной реакции
История открытия унуноктия § Заявление об открытии элементов 116 и 118 в 1999 году в Беркли оказалось ошибочным и даже фальсифицированным. Синтез по объявленной методике не был подтверждён в российском, немецком и японском центрах ядерных исследований, а затем и в США. § Первое событие распада 118 -го элемента наблюдалось в эксперименте, проведённом в ОИЯИ в феврале — июне 2002 года. § 17 октября 2006 российские и американские физики-ядерщики официально сообщили о получении 118 -го элемента. Повторные эксперименты по синтезу проводились на дубнинском ускорителе в феврале — июне 2007 года. В результате бомбардировки мишени из калифорния ионами изотопа кальция образовались ещё два ядра атома 118 -го элемента (294 Uuo) Название «унуноктий» искусственно образовано из корней латинских числительных, означает «один-восьмой» и может быть истолковано как «стовосемнадцатый» . Название временное и в дальнейшем, как предполагается, будет изменено. § Российские учёные, синтезировавшие элемент, а также российские политики предлагают назвать его московием (Mw)
Унуненний(119) Название «унуненний» используется как временное в научных статьях о поиске элемента 119. Трансурановые элементы всегда производятся искусственно, и в конце концов обычно называются в честь учёных или по местонахождению лаборатории, получившей элемент. Попытка синтеза элемента 119 предпринималась в 1985 году при помощи бомбардировки мишени из эйнштейния-254 ядрами кальция-48 на ускорителе Super. HILAC в Беркли, Калифорния. Не было идентифицировано ни одного атома. Ни одного атома не было получено
История открытия унуненния § Унуне нний (лат. Ununnenium, Uue) или эка-франций — временное название химического элемента в периодической таблице, с временным обозначением Uue и атомным номером 119, с прогнозированной атомной массой 316 а. е. м. § Элемент 119 после его синтеза будет первым элементом в восьмом периоде периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. В 2013 году российские учёные из ОИЯИ планируют начать опыты по синтезу 119 -ого элемента
Унбинилий(120) Первоначальный анализ обнаружил, что ни один атом элемента 120 не был синтезирован при сечении реакции 0, 7 пикобарн В период с апреля по май 2007, командой GSI в результате приведенной ниже реакции была проведена также безуспешная попытка получить унбинилий С 23 апреля по 31 мая 2011 года, учёные GSI провели эксперимент по синтезу унбинилия, используя другую реакцию:
Истрия открытия унбинилия § В 2006— 2008 годах при попытках синтеза элемента 124 унбиквадия на Большом национальном ускорителе тяжелых ионов измерения прямого и запаздывающего деления составных ядер показали сильный стабилизирующий эффект протонной оболочки также и при Z = 120 — косвенное свидетельство унбинилия. § В марте—апреле 2007 года была предпринята попытка синтеза элемента 120 в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне путем бомбардировки мишени из плутония-244 ионами железа-58. Российская команда планирует усовершенствовать оборудование перед следующей попыткой проведения реакции. В настоящее время физики ОИЯИ не планируют повторной попытки синтеза 120 -го элемента, считая целесообразным предварительно проверить изменение вероятности слияния в результате замены, ранее успешно применяемого для синтеза элементов с § налетающего ядра на и получения при помощи последнего составных ядер с меньшим атомным номером.
Унбиуний(121) 208 Pb + 89 Y → 297 Ubu По состоянию на март 2010 не было попыток синтеза элемента 121. Далее приведены ядерные реакции, которые могут быть использованы для получения элемента 121: 232 Th + 71 Ga → 303 Ubu 238 U + 65 Cu → 303 Ubu 237 Np + 64 Ni → 301 Ubu 244 Pu + 59 Co → 303 Ubu 243 Am + 58 Fe → 301 Ubu 248 Cm + 55 Mn → 303 Ubu 249 Bk + 54 Cr → 303 Ubu 249 Cf + 51 V → 300 Ubu 254 Es + 50 Ti → 304 Ubu
История открытия унбиуния § Унбиуний (лат. Unbiunium, Ubu) — временное, систематическое название элемента Периодической таблицы Д. И. Менделеева с атомным номером 121 (временное обозначение — Ubu). Слово «унбиуний» образовано из корней латинских числительных и буквально обозначает «один-два-одиний» (числительное "сто двадцать первый" в латыни строится совсем иначе). В дальнейшем название будет изменено. Унбиуний, согласно электронной модели, будет первым g-элементом, то есть его электронная оболочка содержит g-подоболочку в основном состоянии. Однако, поскольку лантан и актиний, которым предсказывалась принадлежность к f-элементам, оказались d-элементами, так что и третий электрон унбинилия также может подняться на шестой энергетический уровень.
Унбибий(122) Первая попытка синтезировать элемент 122 была предпринята в 1972 году Г. Флёровым в ОИЯИ с использованием реакции: Не было зарегистрировано ни одного атома при сечении 5 мб. Современные данные, полученные, в частности, по флеровию, показывают, что чувствительность того эксперимента была слишком маленькой, по крайней мере на 6 порядков. В 2000 году в Институте тяжёлых ионов (нем. Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, GSI) провели сходный эксперимент с гораздо большей чувствительностью: Эти результаты свидетельствуют о том, что синтез столь тяжёлых элементов, остаётся сложной задачей, и для его осуществления требуется дальнейшее повышение интенсивности пучка и эффективности реакций. Чувствительность должна быть увеличена до 1 фб. Несколько экспериментов были проведены в 2000— 2004 годах в ОИЯИ с целью изучения характеристик деления составного ядра 306122. Были использованы две ядерные реакции: Результаты показали, что такое ядро делится преимущественно с образованием законченных оболочечных ядер таких как 132 Sn (Z = 50, N = 82). Было также установлено, что выход по схеме синтез-деление был одинаковым для обоих снарядов 48 Са и 58 Fe, указывая на возможность использования в будущем снарядов 58 Fe для создания сверхтяжёлых элементов. В 2008 году было объявлено об обнаружении элемента 122 в образцах природного тория, однако это заявление в настоящее время оспаривается на основании последних попыток воспроизведения данных с использованием более точных методов.
История открытия унбибия § Группа учёных из Еврейского университета Иерусалима под руководством Амнона Маринова объявила об обнаружении единичных атомов унбибия-292 в залежах природного тория. Количество унбибия по отношению к торию было определено в пределах от 10− 11 до 10− 12. Период полураспада 292 Ubb по оценкам исследователей составляет не менее 100 млн лет. Столь большое время жизни для относительно лёгкого изотопа Маринов объясняет тем, что данное ядро существует в высокоспиновом супердеформированном или гипердеформированном состоянии. § Заявление Маринова было подвергнуто критике со стороны части научного сообщества. Маринов утверждает, что он отправил статью в журналы Nature и Nature Physics, но они вернули её, даже не представив для экспертной оценки. § Критика техники масс-спектрометрии, которая ранее использовалась группой Маринова при обнаружении долгоживущих лёгких изотопов тория, была опубликована в Physical Review C в 2008 году. Воспроизведение опытов с торием с использованием улучшенного метода ускорительной масс-спектрометрии не смогло подтвердить результаты, несмотря на в 100 раз бо льшую чувствительность. Эти данные вызывают серьёзные сомнения в результатах Маринова по обнаружению долгоживущих изотопов тория, рентгения и унбибия.
Унбитрий(123) 208 Pb + 93 Nb → 301 Ubt По состоянию на март 2010 не было попыток синтеза элемента 123. Далее приведены ядерные реакции, которые могут быть использованы для получения элемента 123: 232 Th + 75 As → 307 Ubt 238 U + 71 Ga → 309 Ubt 237 Np + 70 Zn → 307 Ubt 244 Pu + 65 Cu → 309 Ubt 243 Am + 64 Ni → 307 Ubt 248 Cm + 59 Co → 307 Ubt 249 Bk + 58 Fe → 307 Ubt 249 Cf + 55 Mn → 304 Ubt 254 Es + 54 Cr → 308 Ubt
История открытия унбитрия § Слово «унбитрий» образовано из корней латинских числительных и буквально обозначает «один-дватриий» (числительное "сто двадцать третий" в латыни строится совсем иначе). . В дальнейшем название будет изменено. Унбитрий (лат. Unbitrium, Ubt) − временное, систематическое название химического элемента в Периодической таблице Д. И. Менделеева с временным обозначением Ubt и атомным номером 123.
Унбиквадий(124) В 2008 году исследовательская группа, работающая на Большом национальном ускорителе тяжелых ионовопубликовала данные, показывающие, что ими были получены ядра элемента 124 с очень высокой энергией возбуждения, которая приводила к делению с измеримым временем. Этот результат свидетельствует о сильном стабилизирующем эффекте при Z = 124 и указывает, что следующая протонная оболочка формируется при Z > 120, а не при Z = 114, как думали раньше. В серии опытов специалисты GANIL попытались измерить прямое и запаздывающее деление составных ядер элементов с Z = 114, 120 и 124 с целью исследовать оболочечные явления в этой области и определить следующую сферическую протонную оболочку. В 2006 году учёные GANIL собрали данные по реакциям, происходящим при бомбардировке мишени из природного германия ионами урана:
История открытия унбиквадия § Слово «унбиквадий» образовано из корней латинских числительных и буквально обозначает «один-двачетырий» (числительное "сто двадцать четвёртый" в латыни строится совсем иначе). . В дальнейшем название будет изменено. Унбиквадий (лат. Unbiquadium, Ubq) − временное, систематическое название химического элемента в Периодической таблице Д. И. Менделеева с временным обозначением Ubq и атомным номером 124.
Унбипентий(125) 232 Th + 81 Br → 313 Ubp 238 U + 75 As → 313 Ubp По состоянию на март 2010 не было попыток синтеза элемента 125. Далее приведены ядерные реакции, которые могут быть использованы для получения элемента 125: 237 Np + 70 Zn → 307 Ubp 244 Pu + 71 Ga → 315 Ubp 243 Am + 70 Zn → 313 Ubp 248 Cm + 65 Cu → 313 Ubp 249 Bk + 64 Ni → 313 Ubp 249 Cf + 59 Co → 308 Ubp 254 Es + 58 Fe → 312 Ubp
История открытия унбипентия § Унбипентий (лат. Unbipentium, Ubp) — временное, систематическое название химического элемента в Периодической таблице Д. И. Менделеева с временным обозначением Ubp и атомным номером 125. § Элемент 125 представляет интерес, поскольку он находится в пределах так называемого острова стабильности, предсказываемого теорией среднего поля на основе модели альфараспада. Согласно недавним результатам, самовзаимодействие омега-мезона сильнее, чем предсказывалось ранее и может вызывать бо льшую стабильность ядер, согласно оболочечной модели. Слово «унбипентий» образовано из корней латинских и греческих числительных и буквально обозначает «один-два-пятый» (числительное «сто двадцать пятый» в латыни строится совсем иначе). В дальнейшем название будет изменено.
Унбигексий(126) Первая попытка синтеза элемента 126 была предпринята французскими учёными из Института ядерной физики Орсэ под руководством Р. Бимбо в 1971 году. Использовалась реакция горячего слияния: В ходе эксперимента были зарегистрированы высокоэнергетические альфа-частицы, что было воспринято как возможное доказательство синтеза элемента 126. Современные исследования предполагают это крайне маловероятным, поскольку чувствительность экспериментов, проведённых в 1971 году, была на несколько порядков ниже необходимой по текущим данным.
История открытия унбигексия § Унбигексий (лат. Unbihexium, Ubh) — временное, систематическое название гипотетического химического элемента в Периодической таблице Д. И. Менделеева с временным обозначением Ubh и атомным номером 126. § Элемент 126 представляет особенный, едва ли не наивысший для сверхтяжёлых трансактиноидов и суперактиноидов, интерес, поскольку одновременно он находится в пределах так называемого острова стабильности, предопределяющего сравнительно большое время альфа-распада, и должен иметь т. н. дважды магическую стабильность ядра согласно теории оболочечного строения ядра. Слово «унбигексий» образовано из корней латинских и греческих числительных и обозначает «один-два-шестой» (числительное "сто двадцать шестой" в латыни строится совсем иначе). Предполагается, что в дальнейшем название будет изменено. Элемент 126 предположительно будет принадлежать к новой группе — g-элементам. Ожидаемая электронная конфигурация: [Uuo] 5 g 6 8 s 2, хотя из-за близости энергий, электроны смогут легко переходить с 5 g -орбитали на 7 d-орбиталь. § Недавние расчёты показали, что унбигексий сможет образовывать прочный монофторид Ubh. F, благодаря взаимодействию между 5 g-орбиталью унбигексия и 2 p-орбитали фтора. Также для унбигексия предсказываются валентности III, IV, VI и VIII.
Таблица и ученые
Резерфордий (№ 104) Rutherfordium – от лат. 1964 г. – Г. Н. Флеров и сотрудники
§ Первое сообщение о получении ядер элемента № 104 было сделано в 1964 группой физиков, работавших в Дубне под руководством Г. Н. Флерова, по ядерной реакции § 24294 Pu + 2210 Ne = 259 104 + 510 n § Для химической идентификации нового элемента И. Зварой была предложена методика, в которой изучалась летучесть высшего хлорида этого элемента. В 1966 -1969 было доказано, что высший хлорид образующегося элемента № 104 летуч и по своему поведению при нагревании похож на высшие хлориды элементов группы IVB: циркония и гафния. Признано, что надежные данные по химической идентификации нового элемента группой И. Звары, изучавшей летучесть его высших галогенидов — тетрахлорида и тетрабромида, были получены в Дубне в 1968 -1970. В 1969 -1970 в Беркли (США) были получены сведения о поведении атомов элемента № 104 при экстракционных процессах. Советские исследователи предложили для нового элемента название «курчатовий » , американские — «резерфордий» . § В 1994 Международная комиссия по названиям новых элементов для элемента № 104 предложила название «дубний» , которое использовалось в 1995 -97. В 1997 съезд Международной организации химиков (ИЮПАК) окончательно присвоил элементу № 104 название «резерфордий» .
Сиборгий (№ 106) Siborgium – в честь ученого Г. Сиборга
Период полураспада измеряется сотнями и тысячами долей секунд. 207 Pb + 54 Cr = 259 + 2 n 82 24 106 Реакция была осуществлена в 1974 году.
Борий (№ 107) Bohrium – в честь Н. Бора 1976 г. - Г. Н. Флеров, Ю. Ц. Оганесян и сотрудники (СССР)
Радиоактивный искусственно полученный химический элемент с атомным номером 107, в 7 периоде периодической системы. Существуют нуклиды бория с массовыми числами 261 (период полураспада Т 1/2 11, 8 мкс) и 262 (период полураспада менее 1 мс). Нуклид 262 Bh впервые был получен в 1981 в Дармштадте (Германия) в результате реакции «холодного» слияния ядер 209 Bi и 54 Cr, нуклид 261 Bh синтезирован в Дармштадте в 1989. Первые опыты по получению Bh реакцией между ядрами 209 Bi и 54 Cr с образованием элемента 105 с массовым числом 257 или 258 выполнены в 1976 Ю. Ц. Оганесяном с сотрудниками в Дубне (СССР). В заметных количествах Bh не получен, поэтому его свойства не изучены. Назван по имени датского физика Н. Бора.
Мейтнерий (№ 109) Meitnerium – в честь Лизе Мейтнер 1982 г. - Дармштадт (Германия)
Радиоактивный искусственно полученный химический элемент с атомным номером 109. Название дано в честь австрийского физика Лизе Мейтнер, которая в 1917 была в числе исследователей, открывших новый химический элемент — протактиний, а в 1939 совместно с датским физиком О. Фришем обосновала представление о делении ядер урана под действием нейтронов. Мейтнерий (его a-радиоактивный нуклид 266 Mt с периодом полураспада Т 1/2 3, 5 мс) впервые получен в 1982 в Дармштадте (Германия) при облучении мишени из 20983 Bi ускоренными до больших скоростей ионами железа-58: 20983 Bi + 5826 Fe = 266109 Mt + n По продукту a-распада 262 Bh (радионуклида элемента № 107) идентифицировано три атома мейтнерия.
Гадолиний (№ 64) Gadolinium - в честь химика Гадолина 1880 г. – Ж. Мариньяк
§ Черно – зеленый, похожий на асфальт минерал, найденный в 1787 году лейтенантом шведской армии Карлом Аррениусом в заброшенном карьере близ местечка Иттерби, оказался поистине чудесным. Помимо бериллия. Кислорода, кремния, он содержал небольшие количества редкоземельных элементов. Член – корреспондент Петербургской академии наук финский химик Юхан Гадолин вскоре обнаружил в минерале следы неизвестной земли, которую Андрес Экеберг назвал иттербиевой, а минерал, из которого ее выделили, предложил именовать гадолинитом. Впоследствии образец неоднократно исследовали. Находки, сделанные учеными доказали, что он имеет весьма сложный состав: по словам известного финского минералога Флинта, гадолинит «сыграл в истории неорганической химии значительно большую роль, чем какой – либо другой» .
И в самом деле, кроме иттрия в нем нашли оксиды эрбия и тербия. Позже, правда, выяснилось, что оксид тербия тоже неоднороден, т. к. содержал примесь нового элемента – иттербия. А вот «гадолиниевой земли» так обнаружить не удалось… Неувязку ликвидировал в 18880 году швейцарский химик де Мариньяк. В минерале самарските он открыл неизвестную землю и по совету своего друга и соратника Лекока де Буабодрана назвал ее гадолиниевой, положив начало традиции присваивать новым элементам имена выдающихся ученых. Металлический гадолиний впервые получил Жорж Урбен в 1935 году. А два года спустя И. Тромб ухитрился так очистить его, что примесей в металле осталось менее одного процента.
Кюрий (№ 96) Curium – в честь М. и П. Кюри 1944 г. – Г. Сиборг и его сотрудники путем нейтронной бомбардировки плутония
Следует сказать, что Гленн Сиборг, Рольф Джеймс, Леон Морган и Альберт Гиорсо получили сначала кюрий, а не предшествующий ему по порядковому номеру америций. Облучая плутониевую мишень в циклотроне альфа – частицами, ученые искусственно создали в 1944 году еще один элемент, назвав его кюрием – в память о Марии и Пьере Кюри. Позже было установлено, что элемент № 96 можно синтезировать, облучая америций нейтронами. При этом изотоп испускает бета – частицу и превращается в изотоп кюрия с массовым числом 242, ультрамикрохимические исследования которого впервые выполнили в 1947 году Вернер и Перлман. Сейчас известно 14 изотопов элемента № 96. Пьер и Мария Кюри работали вместе и открытия у них общие… чтобы подчеркнуть их равные права, Сиборг и его коллеги придумали хитрость: первая буква фамилии мужа и начальная буква имени жены образовали химический символ элемента № 96 (Cm). Наиболее долгоживущий изотоп 247 Cm (1956 г. П. Фиелдс и сотр. США). Металл получен в 1964 году.
Эйнштейний (№ 99)_ Einsteinium – в честь А. Эйнштейна Г. Сиборг, А. Гиорсо и др. – ядерные превращения
1 ноября 1952 года в южной части Тихого океана на атолле Бикини прогремел взрыв очередного американского ядерного устройства. Он был настолько силен, что посреди острова образовался кратер шириной почти в 2 км, а радиоактивное облако взметнулось на высоту 20 км. Постепенно разрастаясь, оно достигло огромных размеров. Элемент № 99 был обнаружен в чреве термоядерного гриба. Реактивные самолеты, управляемые по радио, пронесли сквозь облако камеры с бумажными фильтрами. Их немедленно доставили в радиационную лабораторию Калифорнийского университета, где группа ученых (Гленн Cиборг, Стенли Томпсон, Альберт Гиорсо, Дж. Хиггинс и др. ) занялась исследованием следов на фильтрах.
Сотрудники Аргонской национальной и Лос – Аламосской научно – исследовательской лабораторий собирали в это время продукты распада на уцелевших после взрыва коралловых рифах. Через некоторое время найденные ими образцы тоже были доставлены в Калифорнию. Выяснилось, что атомы урана, который входил в состав термоядерного устройства, способны в некоторых случаях (при взрыве, например) захватывать до 17 нейтронов. Под действием колоссальной температуры и невероятного сжатия вес его ядра возрос до 255. Перегруженное энергией, оно распадается последовательно, образуя тяжелые трансурановые элементы: калифорний, берклий, кюрий, америций, плутоний, нептуний. И не только их. Обработав химическими методами доставленные образцы, ученые обнаружили изотопы двух неизвестных элементов. Один из них был назван эйнштейнием – в честь великого физика современности Альберта Эйнштейна.
Фермий (№ 100) Fermium – в честь Э. Ферми 1952 г. – Г. Сиборг, А. Гиорсо и др. – ядерные превращения
Что же происходит в чреве атомного взрыва? В течение миллионных долей секунды ядра урана буквально сотрясаются настоящим нейтронным шквалом, который порождают сливающиеся легкие элементы. Бумажные фильтры, пронесенные самолетами сквозь радиоактивное облако, и образцы, собранные на атолле Бикини, в эпицентре взрыва, подтвердили: кроме эйнштейния образовался еще один элемент. Гленн Сиборг и его помощники, пропустив раствор сквозь ионообменную колонну, обнаружили новое вещество. В память знаменитого итальянского физика Энрико Ферми элемент назвали его именем. 255 Fm – продукт термоядерного взрыва; наиболее долгоживущий изотоп 257 Fm (1967 г. Ф. Азаро, И. Перлман, США)
Менделевий (№ 101) Mendelevium - в честь Д. И. Менделеева 1955 г. – Г. Сиборг, А. Гиорсо и др.
Приступая к синтезу 101 элемента в 1955 году, Гленн Сиборг и его помощники Альберт Гиорсо, Бернард Гарвей, Грегори Чоппин и Стенли Томпсон знали, где его искать. К тому времени в атомном реакторе было получено несколько миллионов атомов эйнштейния. Их нанесли на золотую фольгу, высушили и с помощью анализатора – прибора для измерения энергии излучения - установили, что на мишени действительно находятся атомы эйнштейния. Они поместили мишень со слоем эйнштейния в циклотрон и подвергли ее интенсивной бомбардировке ядрами гелия. Ученые провели более десяти опытов, получив 17 атомов нового элемента. В знак признания выдающейся роли великого русского химика Д. И. Менделеева, Гленн Сиборг и его коллеги назвали новое вещество менделевием.
Нобелий (№ 102) Nobelium – в честь Альфреда Нобеля Г. Н. Флеров и группа ученых Калифорнийского университета
В июле 1957 года над зданием американской газеты «Нью – Йорк – таймс» вспыхнула неоновая надпись: «В Стокгольме открыт элемент 102. Он окрещен нобелием» . Но вскоре выяснилось, что группа англо – шведско – американских ученых преждевременно ударила в колокола. Если бомбардировать кюрий ядрами углерода. То получить новое вещество с атомной массой 251 или 253 и периодом полураспада около 10 минут нельзя. Это установили советские физики во главе с академиком Георгием Николаевичем Флеровым. Они несколько видоизменили условия получения 102 -го элемента. Обстреляв плутониевую мишень ядрами кислорода, наши ученые доказали, что его изотопы имеют более высокое массовое число, а период их полураспада составлял около 40 секунд. «Крестный отец» почти всех трансурановых элементов Гленн Сиборг взялся рассудить, кто тут прав. В апреле 1958 года сотрудники лаборатории имени Лоуренса в Беркли повторили под его руководством опыт шведов. И что же? Им удалось получить несколько десятков атомов 102 – го элемента, но время их жизни, как показали измерения, не превышали 3 секунд. Это ближе к правде, но тоже не соответствовало истине. Создалось весьма щекотливое положение, три эксперимента – три непохожих результат.
Тогда последовало соглашение: пока не будут найдены более достоверные доказательства – не присваивать 102 - му имя «нобелий» . Лишь в марте 1963 года группа исследователей во главе с Евгением Ивановичем Донцом доказал, что советские ученые правильно определили свойства нового элемента. Не на 12 атомах, как шведы, и не на нескольких десятках, полученных американскими физиками, а более чем на 700 актах полураспада 102 – го Г. Н. Флеров и Е. Донец подтвердили, что в их выводах нет ошибки. По словам Г. Н. Флерова, от нобелия осталось только обозначение No. А слово это вряд ли нуждается в переводе. Все изотопы получены по ядерным реакциям с тяжелыми ионами: 238 U (22 Ne, 5 n) 255 102
Лоуренсий (№ 103) Laurencium – в честь Э. Лоуренса 1961 г. – сотрудники Калифорнийского университета под руководством А. Гиорсо
Конец
Скачать презентацию Периодическая система химических элементов Таблица Д И Менделеева
Периодическая система химических элементов.pptx