Элемент менделеева: Новый элемент таблицы Менделеева официально назвали «московий» — РБК

Международный союз теоретической и прикладной химии (МСТПХ) одобрил названия четырех новых химических элементов, два из которых названы в честь Московской области и Японии, говорится в официальном заявлении организации.

Новые химические элементы с атомными числами 113, 115, 117 и 118 были добавлены в периодическую таблицу Менделеева в декабре прошлого года, но они носили временные названия на латыни. Все новые элементы были синтезированы искусственно, в природе их не существует. В июле началась процедура присвоения им постоянных названий, её проводил Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC). Согласно его правилам, элементы предлагалось назвать в честь их первооткрывателей – из Японии, США и России. После долгих согласований эти названия утверждены.

Элемент с порядковым номером 113 будет носить название «нихониум», что означает «Страна восходящего солнца».

Наконец, элемент номер 118 будет носить имя академика РАН Юрия Цолаковича Оганесяна – «оганессон». Он известен как автор новаторского подхода в изучении трансактиноидовых элементов. Это второй случай в истории, когда химический элемент назвали именем живого человека. Первым был американец Гленн Сиборг. Его именем назвали элемент «сиборгий».

«Конечно, это большая честь для меня, – сообщил «АиФ» Юрий Оганесян. – Тем более чувствительно, что название 118-му элементу предложили мои товарищи по работе, коллеги из Дубны, а также мои соавторы из национальных лабораторий и университетов США, с которыми мы сотрудничаем уже много лет».

Тот, кто гасит свет. Фейнманий и глубины таблицы Менделеева / Хабр

Попробуйте почитайте англоязычные источники по истории химии и поищите в них упоминание таблицы Менделеева. Вы будете удивлены, но все-таки убедитесь, что такая формулировка тщательно избегается. Настойчиво и как-то политкорректно пишут о «периодической системе элементов». С упоминанием не только Менделеева, но и всех причастных, акцентируя роль Мейера, Деберейнера и Шанкуртуа с не меньшим пафосом, чем определяющую роль открытия второго фронта на заключительном этапе Второй мировой войны.

Отдавая должное уважаемым западным партнерам Менделеева и лично Роберту Бунзену, у которого Дмитрий Иванович учился в 1859-1861, отметим, что Менделеев вошел в историю науки не как классификатор известного, подобно Линнею, а как визионер, сумевший спрогнозировать еще не открытые элементы и, что более важно в контексте этой статьи – правильно расположить йод и теллур, несмотря на то, что теллур тяжелее йода.

В настоящее время таблицу Менделеева замыкает оганессон (Og) № 118. Он расположен ровно под радоном (№ 86) и, по логике Менделеева, должен представлять собой благородный газ, так как замыкает седьмой период. Но с завершением этого самого удивительного, эфемерного и взрывоопасного периода, вместившего в себя уран, плутоний, менделевий, флеровий и оганессон, вновь актуализируются вопросы: а где заканчивается таблица Менделеева? И до самого ли ее предела соблюдается периодический закон? Удивительно, но впервые ответ на этот вопрос довольно уверенно дал еще Ричард Фейнман.

При этом он опирался на традиционную модель атома, предложенную Бором. Как известно, в модели Бора ядро атома окружено облаком электронов, и электроны обращаются вокруг ядра лишь по строго определенным разрешенным орбитам. Электрон не может занимать промежуточную орбиту, но может переходить с одной разрешенной орбиты на другую. Такой переход происходит мгновенно с излучением или поглощением кванта энергии и называется «квантовый скачок».

Скорость электрона в конкретном квантовом состоянии вычисляется по следующей формуле

,

где Z – атомный номер, соответствующий количеству протонов в ядре атома и, соответственно, количеству электронов, обращающихся вокруг нейтрального атома. Здесь же n – это квантовое состояние электрона, а — постоянная тонкой структуры. Постоянная тонкой структуры вычисляется по формуле

,

где e – элементарный заряд, h – постоянная Планка, а e0 – диэлектрическая постоянная, также именуемая свободной проницаемостью вакуума.

Соответственно, чем дальше от ядра находится внешняя электронная оболочка атома, тем выше скорость движущегося по ней электрона. Ричард Фейнман вычислил, что при Z = 137 скорость электрона будет чуть ниже, чем скорость света. Если следовать этой логике, элемент с атомным номером 138 существовать не может; в противном случае, его крайний электрон превысил бы скорость света.

Резерфордий и беззаконие

Тем не менее, на практике все оказывается сложнее. Во-первых, в ядрах тяжелых и сверхтяжелых элементов начинают проявляться релятивистские эффекты. Расчеты, прогнозирующие, где может закончиться таблица Менделеева, основаны на теории относительности. При увеличении ядра в нем становится все больше протонов, а значит, возрастает и сила притяжения, воздействующая на электроны.

Еще в 1990-е были поставлены первые эксперименты, показавшие, что резерфордий (104) и дубний (105) проявляют не те свойства, что положены им в соответствии с позициями в периодической системе. Согласно периодическому закону, они должны напоминать по свойствам те элементы, что расположены прямо над ними, соответственно, гафний и тантал. На самом же деле, резерфордий реагирует подобно плутонию, расположенному довольно далеко от него, а дубний – как протактиний. С другой стороны, сиборгий (106) и борий (107) следуют закону, выведенному Менделеевым.

Дальше – больше. Оказывается, рентгений (111) сближается по свойствам с астатом, а не с золотом, а коперниций (112) тяготеет по свойствам к благородным газам, даже сильнее, чем оганессон (118). Вероятно, теннессин (117) по свойствам скорее похож на галлий, а нихоний (113) сравним со щелочными металлами. Все эти аномалии связаны со все более выраженным проявлением релятивистских эффектов в сверхкрупных атомах.

Немного о корпускулярно-волновом дуализме

Боровская модель атома в той трактовке, согласно которой таблицу должен замыкать элемент № 137, также не вполне соответствует реальному положению вещей. Предмет квантовой физики гораздо сложнее, чем предмет классической; как правило, квантовые феномены не имеют наглядного аналога на макроуровне. Например, в соответствии с законами классической физики, электроны, обращающиеся вокруг ядра, обязаны падать на ядро, а атомы – схлопываться.

Казалось бы, само существование атома является опровержением законов физики. Но на самом деле все иначе. Классические законы непоколебимы, но электроны не падают на ядро, поскольку, строго говоря, электрон – не частица. Электрон подчиняется корпускулярно-волновому дуализму, то есть, одновременно проявляет черты частицы и волны, и поэтому не падает на ядро. Тем не менее, даже с учетом корпускулярно-волнового дуализма скорость электрона не может превышать скорость света в вакууме.

Мистер Фейнман собственной персоной

Ричард Фейнман считал, что при атомном числе более Z =137 нейтральный атом существовать не может. Дело в том, что, согласно релятивистскому уравнению Дирака, при больших значениях Z основное энергетическое состояние электрона, ближайшего к ядру, будет выражаться мнимым числом. Однако, такая аргументация предполагает, что ядро является точечным. Если же допустить, что ядро имеет пусть минимальный, но не нулевой физический размер, то таблица Менделеева должна продолжаться до Z≈173.

Что дальше

Считается, что для

≈ 173 1s-подоболочка под действием электрического поля ядра «погружается» в отрицательный континуум (

), что приводит к спонтанному рождению электрон-позитронных пар и, как следствие, к отсутствию нейтральных атомов выше элемента Ust (Унсепттрий) с

= 173. Атомы с

173 называются

атомами. Предполагается также, что элементы с

могут существовать только в качестве ионов.

Суперкритические атомы не могут быть полностью ионизированы, поскольку на их первой электронной оболочке будет бурно происходить спонтанное рождение пар, при котором из моря Дирака всплывают электрон и позитрон, причем, электрон вплетается в атом, а позитрон улетает. Правда, поле сильного взаимодействия, окружающее атомное ядро, очень короткодействующее, так что принцип запрета Паули не допускает дальнейшего спонтанного рождения пар после заполнения тех оболочек, что погружены в море Дирака.

Наконец, предполагается, что в регионе за Z > 300 может скрываться целый континент стабильности, состоящий из гипотетической кварковой материи (она же – квантово-хромодинамическая материя). Такая материя может состоять из свободных верхних и нижних кварков, а не из кварков, связанных в протоны и нейтроны.

Пока все это теория, и мы, повторимся, успели заполнить лишь 7-й период таблицы Менделеева к 150-летию открытия Периодического Закона (1869-2019). Так или иначе, период полураспада новых тяжелых элементов стремительно сокращается; если у резерфордия-267 он составляет около 1,3 часов, то у рентгения-282 – всего 2,1 минуты, а у оганессона исчисляется сотнями микросекунд. Таким образом, финал близок, а за ним может открыться сиквел или режиссерская версия материального мира. Путь туда лежит через субсветовые орбитали фейнмания.

Скандальный элемент германий Германию не прославил | История | DW

История химического элемента, если это не золото или серебро, казалось бы, вряд ли может вызвать широкий интерес. Особенно если речь идет об элементе, о существовании которого мало кто слышал. Все знают крылатую фразу: “Люди гибнут за металл!” Но кто будет гибнуть за германий? А между тем это вещество, открытое 6 февраля 1886 года, должно было увековечить и прославить Германию в таблице Менделеева.

Элегантный галлий

Очередная эпоха открытий в химии пришлась на конец 19-го века, когда Менделеев создал свою знаменитую периодическую таблицу химических элементов, и химики-практики искали (и находили) в природе вещества, которые российский ученый отчасти уже открыл за письменным столом. И, конечно, каждому элементу необходимо было дать название.

Откуда взялось название “галлий”? От галльского петуха или от имени первооткрывателя?

Так, в 1875 году француз Лекок де Буабодран, перелопатив сотни тонн руды, получил один грамм нового серебристого металла, который назвал галлием. Вроде бы патриотично, ведь Галлия – это латинское название Франции. С другой стороны, некоторые историки уверяют, что французский химик тем самым увековечил на самом деле свое собственное имя: lecoq означает “петух” на французском, а на латыни – gallus. Вышло по-французски изящно: патриотизм, но не совсем, легкое баловство прославленного химика.

Судьба галлия сложилась вполне счастливо: он пользуется спросом. Это дорогой (более миллиона долларов за тонну) и чрезвычайно нужный в промышленности металл. Иная судьба выпала германию.

Всюду и нигде

В 1886 году немецкий химик Клеменс Винклер (Clemens Winkler), исследуя минерал аргиродит, обнаружил, что он на 7 процентов состоит из незнакомого ему вещества. Оказалось, что загадочные 7 процентов – это неизвестный доселе элемент таблицы Менделеева.

После некоторых раздумий Винклер – по аналогии с галлием – назвал вещество германием. По-немецки это звучит очень пафосно: Germanium. К сожалению, нельзя сказать, что элемент германий прославил страну, давшую ей название. Сегодня у этого вещества своеобразная, едва ли не скандальная репутация. Виной тому некоторые его особенности.

Несмотря на то что в земной коре германия больше, чем серебра и свинца, добывать его трудно и дорого. Германий очень рассеян. Основная его масса содержится в почве, в угле, в живых организмах, растениях… В ничтожном количестве он есть в чесноке и томатном соке. Как написано в старом учебнике химии, “германий – всюду и нигде”.

Так что даже если бы Бисмарк или кайзер Вильгельм задумали в пропагандистских целях выковать из германия какой-нибудь меч или броненосец – результат был бы плачевный. И дорого, и врагов не поразишь. Вообще, увидеть германий, так сказать, в чистом виде чрезвычайно трудно, даже если, как говорится в том же учебнике, “разломать корпус прибора, в котором находится германиевая начинка”.

В Германии вне закона

“Звездный час” германия пробил в конце сороковых годов прошлого века, когда его стали использовать в качестве полупроводника. В частности, именно появление транзисторов на основе германия положило конец использованию ламп в радио- и аудиоаппаратуре, а вместе с тем и “теплому ламповому звуку”, о котором до сих пор грезят меломаны. Впрочем, не прошло и двух десятилетий, как спрос на германий упал: в транзисторах его все больше вытеснял более дешевый кремний. Теперь аудиофилы тоскуют по “теплому германиевому звуку”.

Таблетки германия стоят не менее сотни евро

Германий вновь стал востребован в конце прошлого века, когда японский исследователь Казухико Асаи, синтезировав так называемый “органический германий”, решил использовать его для самолечения – с удивительными, по его словам, результатами. Германий он советовал применять внутрь – в таблетках. Сегодня последователи японца представляют собой внушительную группу энтузиастов, которые считают, что лекарственные препараты из германия укрепляют иммунную систему и, помимо прочего, спасают от рака.

Ирония судьбы заключается в том, что лечебные свойства германия в Германии официально не признаны. Даже наоборот: его считают вредным для здоровья. Так что страждущим “германцам” приходится заказывать таблетки за рубежом и чуть ли не контрабандой ввозить их в страну. При этом цена небольшой пачки таблеток может достигать нескольких сот евро, а за какой-нибудь пластырь для ног с германием придется заплатить более пятидесяти.

GISMETEO: Новый элемент таблицы Менделеева назовут в честь Москвы – События

Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) направит в Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) предложение дать название двум новым химическим элементам. 119 и 120 элементы предложили назвать московий и оганесий — в честь Подмосковья, где находится Дубна и ОИЯИ, и в честь специалиста по ядерной физике, академика РАН Юрия Оганесяна.

© isak55 | Shutterstock.com

По словам главы ОИЯИ Виктора Матвеева, ученые Дубны сделали возможным открытие и внесение в таблицу Менделеева новых сверхтяжелых элементов. Министр образования и науки РФ Дмитрий Ливанов подчеркнул важность их работы, заметив, что она укрепляет позиции российской фундаментальной науки. Ранее Международный союз уже отметил вклад ученых ОИЯИ в расширение таблицы Менделеева, присвоив 105 элементу название дубний, и 114 — флеровий, в честь сооснователя ОИЯИ ака­де­ми­ка Георгия Фле­ро­ва.

Наименования последних открытых элементов — это производные от латинских числительных, например, унунсептий (117) — «один-один-семь», или унуноктий (118) — «один-один-восемь». Пока не названы 113, 115, 117 и 118 элементы — на 118 элементе таблица заканчивается, согласно данным Международного союза за январь 2016 года. Сообщений об изменении статуса 119 и 120 элементов от союза не поступало, пока они считаются неоткрытыми. Сам процесс наименования длится немало времени, поскольку для того, чтобы подтвердить открытие, необходимо получить доказательства синтеза ядер элемента научной группой. Унуненний (119) и унбинилий (120) ранее пробовали синтезировать ученые из Беркли на ускорителе superHILAC, а также в Европе на Большом национальном ускорителе тяжелых ионов.

Считается, что таблицу Менделеева можно расширить до 180 элемента — в природе они не встречаются, похожи друг на друга, а их синтез требует длительной и дорогостоящей подготовки, помимо этого, эти элементы должны быть токсичны из-за радиоактивности. Их распад длится миллионные доли секунды, хотя ученым ОИЯИ ранее удалось в опытах по синтезу элементов 113–118 доказать, что они могут быть стабильны до нескольких секунд.

Синтез тяжелых ядер позволяет расширить фундаментальную науку, привнеся в нее новые знания, в частности — о структуре атомного ядра. Для сверхтяжелых элементов также предполагается изменение химических свойств из-за быстрого вращения электронов и релятивистского возрастания их массы, что может привести к созданию новой таблицы и расширить возможности ядерной энергетики. Изучение 113–118 элементов также поможет в исследовании химической составляющей процесса звездообразования. Опыты проводятся с целью роста временной стабильности ядер — это позволяет изучить их свойства.

В таблицу Менделеева будут добавлены 4 новых элемента. Вот что это значит.

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) объявил, что в периодическую таблицу будут добавлены четыре новых элемента с атомными номерами 113, 115, 117 и 118.

Это большое дело, поскольку эти четыре элемента – все сверхтяжелые, лабораторные и очень радиоактивные – заполняют незаполненные места в седьмой строке периодической таблицы. Их открытия также открывают возможность ученым создавать в будущем еще более тяжелые, возможно, полезные синтетические элементы.

Здесь мы разбираем, что означают открытия (то есть кроме того факта, что люди, у которых есть татуировки с периодической таблицей, теперь будут устаревшими).

Этих четырех новых элементов не существует естественным образом

Каждому элементу дается атомный номер, который соответствует количеству протонов в его ядре. Водород, самый легкий элемент, имеет атомный номер, равный единице, а его ядро ​​содержит один протон. Элемент № 2 – гелий – их два.

Эти новые элементы содержат 113, 115, 117 и 118 протонов соответственно.Атомы с таким количеством протонов слишком нестабильны, чтобы существовать в природе. Это потому, что протоны естественным образом отталкиваются друг от друга. В меньших атомах сильное ядерное взаимодействие – мощная энергия, высвобождаемая при ядерном взрыве – удерживает протоны связанными. Но в более крупных атомах он теряет свою хватку, и атомы распадаются на более стабильные элементы с меньшим количеством протонов.

(Уран, содержащий 92 протона, является самым тяжелым элементом, существующим в природе.)

Как создавать новые, более тяжелые элементы: разбивать более легкие

Элементы с очень высокими атомными номерами должны быть созданы путем столкновения двух меньших атомов в надежде, что некоторые из их протонов слипнутся.

«Чтобы создать 117, – объясняет Scientific American, – исследователи разбили ядра кальция (по 20 протонов в каждом) в мишень из берклия (97 протонов на атом)». Но это намного сложнее, чем кажется. Берклиум (названный в честь Беркли, Калифорния) чрезвычайно редок; Команде потребовалось более двух лет, чтобы накопить 13 миллиграммов этого вещества для эксперимента.

Созданный элемент 117 почти мгновенно распадается и исчезает. Его период полураспада (время, необходимое для распада половины заданного количества элемента) составляет пятьдесят тысячных доли секунды.Элемент 113, созданный бомбардировкой висмута ионами цинка, также мимолетен: он распадается менее чем за тысячную долю секунды, сообщают его японские первооткрыватели.

И чтобы было ясно, эти элементы были обнаружены не , а только . У лабораторий есть доказательства их существования в течение многих лет. Но у IUPAC есть длительный процесс проверки заявлений.

yumikrum / Flickr

Какой смысл открывать новые элементы?

Так зачем же доказывать существование этих едва заметных элементов, не имеющих очевидной практической ценности? Во-первых, потому что мы можем.Важно подтверждать научные теории данными наблюдений. Это укрепляет дальнейшие прогнозы, которые мы можем сделать с помощью таблицы Менделеева.

Два, потому что однажды мы можем создать несколько очень тяжелых, очень полезных новых элементов.

Квантовая теория утверждает, что можно создавать чрезвычайно тяжелые элементы – с более чем 120 протонами – которые также очень стабильны (что означает, что они будут сопротивляться распаду). Эти элементы будут существовать на «острове стабильности» в конце периодической таблицы, и никто не знает, какими свойствами они могут обладать.

Как мы будем называть эти новые элементы?

ИЮПАК приписывает совместную российско-американскую команду открытие 115, 117 и 118, а японскую команду – открытие 113. «Для ученых это более ценно, чем олимпийская золотая медаль», – сказал Рёдзи Нойори. Обладатель Нобелевской премии объяснил Guardian. Первооткрыватели могут назвать элементы.

«Новые элементы могут быть названы в честь мифологической концепции, минерала, места или страны, собственности или ученого и будут представлены на всеобщее обозрение в течение пяти месяцев, прежде чем будет принято окончательное решение о новом официальном названии и символе. , “Science Alert сообщает.

Быстрое напоминание о таблице Менделеева

Это периодическая таблица элементов. Он описывает вес и химические свойства всех известных элементов во Вселенной.

Он следует этим правилам (в целом, хотя есть много исключений).

В периодической таблице слева направо элементы расположены следующим образом:

• легче и тяжелее
• Больше металлического на менее металлическое
• от более положительно заряженного к более отрицательно заряженного к инертному (ни положительно, ни отрицательно заряженного)

Гений периодической таблицы Менделеева в том, что ее изобретатель, Дмитрий Менделеев, обнаружил, что по мере того, как элементы становятся тяжелее, эта закономерность повторяется.Каждый раз, когда узор повторяется, образуется новый ряд.

Результатом является таблица, которая позволяет человеку легко сканировать вес элементов, а также угадывать, как они будут реагировать с другими элементами на столе. Итак, мы знаем, что химически натрий (символ Na) во многом похож на калий (символ K), хотя калий почти вдвое превышает вес натрия. И так далее.

Новый элемент 117 претендует на место в (периодической) таблице

Атомы нового сверхтяжелого элемента – пока еще не названного элемента 117 – были созданы учеными в Германии, что приблизило его к официальному признанию. как часть стандартной таблицы Менделеева.

Исследователи из GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research, лаборатории ускорителей, расположенной в Дармштадте, Германия, говорят, что они создали и наблюдали несколько атомов элемента 117, который временно получил название ununseptium.

Элемент 117 – так называемый, потому что это атом, в ядре которого 117 протонов, – ранее был одним из отсутствующих элементов в периодической таблице элементов. Эти сверхтяжелые элементы, которые включают в себя все элементы за пределами атомного номера 104, не встречаются в природе на Земле, и поэтому должны быть созданы синтетическим путем в лаборатории. [Элементарно, моя дорогая: 8 элементов, о которых вы никогда не слышали]

Уран, содержащий 92 протона, это самый тяжелый элемент, обычно встречающийся в природе, но ученые могут искусственно создавать более тяжелые элементы, добавляя протоны в ядро ​​атома посредством реакций ядерного синтеза.

На протяжении многих лет исследователи создавали все более и более тяжелые элементы в надежде обнаружить, насколько большими могут быть атомы, сказал Кристоф Дюльманн, профессор Института ядерной химии Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце.Есть ли предел, например, количеству протонов, которые могут быть упакованы в атомное ядро?

«Есть предсказания о существовании сверхтяжелых элементов, которые очень долгоживущие», – сказал Дюльманн в интервью Live Science. «Интересно узнать, увеличится ли снова период полураспада для очень тяжелых элементов, особенно если образуются очень богатые нейтронами частицы».

Обычно, чем больше протонов и нейтронов добавляется в атомное ядро, тем более нестабильным становится атом. Большинство сверхтяжелых элементов длится всего микросекунды или наносекунды перед распадом.Тем не менее, ученые предсказали, что существует «остров стабильности», где сверхтяжелые элементы снова становятся стабильными. Если такой «остров» существует, элементы в этой теоретической области периодической таблицы могут быть чрезвычайно долгоживущими – способны существовать дольше наносекунд – которые ученые могли бы затем разработать для неисчислимого практического использования, говорят исследователи. (Период полураспада означает время, необходимое для распада половины вещества.)

Дюльманн и его коллеги говорят, что их результаты, опубликованные в пятницу (1 мая) в журнале Physical Review Letters, являются шагом в правильном направлении. .

Элемент 117 был впервые обнаружен в 2010 году группой американских и российских ученых, работающих вместе в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, Россия. С тех пор исследователи провели тесты, чтобы подтвердить существование неуловимого нового элемента.

Комитет Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), всемирной федерации, отвечающей за стандартизацию номенклатуры в химии, рассмотрит результаты, чтобы решить, следует ли формально принять элемент 117 и присвоить ему официальное название.

Это сокращенная версия отчета Live Science. Прочтите полный отчет.

Редактор новостей Live Science Меган Гэннон подготовила репортаж для этой статьи. Следуйте за Дениз Чоу в Twitter @denisechow . Подпишитесь на Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Chem4Kids.com: Элементы и периодическая таблица

Помните, что «атом» – это общий термин. Все состоит из атомов. Термин «элемент» используется для описания атомов с определенными характеристиками. Известно почти 120 элементов. Например, вы состоите из миллиардов миллиардов атомов, но вы, вероятно, не найдете в своем теле более 40 элементов (типов атомов). Химики выяснили, что более 95% вашего тела состоит из водорода (H), углерода (C), азота, кислорода, фосфора (P) и кальция (Ca).

С инструментами, которые вы изучаете здесь, вы можете исследовать и понимать Вселенную.Вы никогда не перестанете открывать новые реакции и соединения, но элементы останутся прежними.

(1) Электроны хорошо вписываются в три орбитали. Помните, что орбитали – это места, где вы обычно найдете электроны, когда они вращаются вокруг ядра.
(2) Эти восемнадцать элементов составляют большую часть материи Вселенной.
(3) Намного легче запомнить факты о 18 элементах, чем о более чем 100 элементах.

В космосе обнаружены молекулы в форме футбольного мяча (видео НАСА)

Мистер Элемент 118: Единственный живой человек в таблице Менделеева

Русский физик Юрий Оганесян назвал в его честь новый элемент 118, и он говорит, что сверхтяжелые вещества могут посылать ударные волны через атомный мир

Ричард Грей

«Когда я начинал, у нас был всего 101 элемент.Сегодня это 118 дюймов

Макс Агилера-Хельвег / Институт

Вы – единственный человек, в честь которого назван элемент. Каково это – присоединиться к таким, как Альберт Эйнштейн и Мария Кюри?

Для меня это большая честь. Элемент 118 был открыт учеными Объединенного института ядерных исследований в России и Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в США, и именно мои коллеги предложили название «оганессон». Мои дети и внуки десятилетиями жили в США, но моя дочь написала мне, что не спала в ту ночь, которую слышала, потому что плакала.Мои внуки, как и все молодые люди, отреагировали довольно спокойно.

Сколько элементов вы помогли открыть с тех пор, как начали работать над ними в 1956 году?

Мы прошли долгий путь. Когда я начинал, у нас был всего 101 элемент. Сегодня это 118, завершая седьмую строку периодической таблицы. С тех пор, как я поступил в лабораторию Флерова, я в основном занимался изготовлением элементов, поэтому помог открыть многие из них. Наше сотрудничество с американскими исследователями также было крепким, даже во время холодной войны.

Как сделать новые сверхтяжелые элементы?

С большим трудом. Для существования атома необходимо ядро, уравновешивающее силы притяжения и отталкивания, поэтому нам нужно «магическое число» протонов и нейтронов. Мы создаем новые элементы, ускоряя атомы до одной десятой скорости света и разбивая их на более тяжелые целевые элементы. Когда мы получаем столкновение, есть небольшой шанс…

Какой элемент периодической таблицы вы занимаетесь?

Ты больше всего на фтор!

Область применения: электрические трансформаторы; жаропрочные пластмассы, такие как посуда с антипригарным покрытием; изоляция кабеля; лента сантехника

Наука за вопросами

Если вы сказали, что вряд ли будете болтать с незнакомцами, скорее всего, вы являетесь благородным газом. Благородные газы с полным набором электронов на своей внешней орбите очень инертны и не имеют тенденции связываться с другими элементами.

Подумайте о своем студенческом времени. Были ли вы кем-то, кто обычно помогал другим в классе, или вы сами нуждались (и получали) помощь?

Если вы помогали другим в классе, вы с большей вероятностью откажетесь от одного или двух электронов. Если вы получили помощь, у вас больше шансов получить электрон. Это основано на предпосылке, что атом элемента наиболее стабилен, когда он либо не имеет электронов на своей внешней орбите, либо имеет полную орбиту из восьми электронов.

Элементы в левой части периодической таблицы, естественно, имеют только один или два электрона на своей внешней орбите.Между тем, элементы в правой части таблицы содержат всего несколько электронов, чтобы иметь полный октет из восьми электронов. Это означает, что элементы в левой части таблицы часто «отдают» свои несколько электронов элементу в правой части таблицы, которому требуется всего несколько электронов для получения полного октета. Это один из факторов, определяющих, какие элементы с наибольшей вероятностью будут связаны друг с другом.

Наблюдая за легкой атлетикой штата Северная Каролина, вы склонны сохранять спокойствие или резко реагировать?

Если вы сильно отреагируете, скорее всего, это будет щелочной металл (например, калий или натрий) или галоген (например, хлор).Поскольку у щелочных металлов есть только один электрон на внешней орбите, от которого нужно избавиться, они обладают высокой реакционной способностью. Точно так же галогенам нужен только еще один электрон, чтобы достичь своего идеального внешнего орбитального состояния. Это означает, что галогены также очень реактивны в своих попытках получить еще один электрон.

Когда вы ходили в столовые кампуса, вы пошли с большой группой людей или просто с одним или двумя близкими друзьями?

Если вы обычно общаетесь с одним или двумя друзьями, вы более склонны к ионным связям.Вы также можете быть очень электроотрицательными.

Два наиболее распространенных типа химических связей – ионные или ковалентные. Ионные связи имеют тенденцию быть прочными и основаны на высоком значении электроотрицательности. Основные молекулы с ионными связями также имеют меньше элементов.

Когда вы с друзьями вышли на Хиллсборо-стрит, вам нравилось планировать заранее или действовать спонтанно?

Если вы податливы в спонтанной ситуации, у вас больше шансов оказаться податливым металлом.Из-за того, как электроны между большинством металлических элементов взаимодействуют, они позволяют атомам легко перемещаться. Свободный поток электронов между атомами также делает металлы хорошими проводниками электричества.

Периодическая таблица элементов

Для полной таблицы со всеми элементами – поверните экран!

Унунтрий, унунпентиум, унунтриум и унуноктиум. Это запутанные термины, но это лишь предварительные систематические названия; скоро они будут заменены окончательными, поскольку 30 декабря 2015 года наука официально приветствовала эти четыре новых химических элемента. Их временные названия относятся к их атомным номерам (Z) или числу протонов: 113, 115, 117 и 118 соответственно. С помощью этих четырех новых дополнений все места в седьмой строке периодической таблицы элементов были заполнены.

У студентов-химиков теперь будет гораздо больше материала для запоминания, чем во времена Димитрий Менделеев (8 ^-е февраля 1834 г. – 2 ^-е февраля 1907 г.), русский ученый, который в 1869 году играл карты с 63 элементами, известными на сегодняшний день, и установили первую версию периодической таблицы , которая с тех пор продолжала расширяться с постоянным потоком новых членов. С появлением флеровия (114) и ливермория (116), названных в мае 2012 г., работа химиков становилась все труднее; francium (87), открытый в январе 1939 г. Маргаритой Перей, положил конец эпохе открытия новых элементов в природе.Двумя годами ранее эра синтетических элементов была открыта с появлением технеция (43), что было подтверждено учеными из Университета Палермо в декабре 1936 года.

Технеций, названный так именно из-за своего искусственного происхождения, является одним из нескольких элементов, которые были созданы путем синтеза, прежде чем также были обнаружены в природе. Но по мере того, как атомы становятся тяжелее, появляются нестабильные радиоактивные элементы, которые могут быть произведены только в лаборатории и быстро разлагаются, иногда за бесконечно малые доли секунды.

Строгая граница между миром природы и лабораторией отмечена плутонием (94), самым тяжелым элементом, изотопы которого достаточно стабильны, чтобы их можно было обнаружить в земной коре. Кроме того, америций (95) и кюрий (96), созданные в 1944 году, открыли область периодической таблицы, которая принадлежит исключительно лабораторным исследованиям или, в лучшем случае, экспериментам или ядерным авариям, вызванным людьми.

Ученые могут синтезировать эти сверхтяжелые элементы, стреляя атомами друг в друга в надежде, что они сольются вместе, что происходит только один раз из миллиардов столкновений.Таким образом был достигнут предел элемента 118 , самый тяжелый из недавних поступлений . Например, элемент 117 был получен учеными из США и России при бомбардировке образца 22 миллиграммов берклия (элемент 97) ионами изотопа 48 кальция в течение 150 дней в ускорителе тяжелых ионов Объединенного института ядерных исследований. в российском городе Дубна. В свою очередь, для получения беркелия в Окриджской национальной лаборатории США потребовалось 250 дней.И все это усилие позволило произвести всего шесть атомов элемента 117, которые распались всего за несколько миллисекунд.

Следовательно, можно было ожидать, что выход за новую границу таблицы Менделеева до восьмой строки будет не чем иным, как немыслимым. Бомбардировка кальцием открыла шесть новых элементов, но, как поделился с OpenMind физик Дэвид Хинд , директор Ускорителя тяжелых ионов в Австралийском национальном университете, «трудности с выходом за рамки 118-го элемента заключаются в том, что использование снаряда из Са-48 , имеющий множество благоприятных свойств, больше не возможен; необходимо использовать более тяжелые снаряды.”

Однако Хайнде – один из тех, кто может держать ключ к переходу к следующей ячейке в периодической таблице. Недавно он изучал использование других снарядов в сотрудничестве с Группой сверхтяжелых элементов в Университете Майнца и Центром GSI в Германии. По его словам, проблема с использованием снарядов большего калибра заключается в том, что они «снижают выход сверхтяжелых элементов в 10 или более раз». Среди возможностей, упомянутых Hinde, – титан-50, хром-54, железо-58 и никель-64.

Со своей стороны, физик Джадамбаа Хуягбаатар, который принадлежит к немецкой группе, которая сотрудничает с Hinde и руководил экспериментами по подтверждению элемента 117, настроен оптимистично: «Результаты дают нам хорошую надежду на синтез по крайней мере следующих двух элементов, 119 и 120 », хотя« эксперименты могут занять больше времени, чем синтез элементов 114–118 », – советует он OpenMind. И, по словам Хайнде, может быть недостаточно просто заменить пули, но, возможно, также потребуются более мощные пушки: «Новые ускорители с более высоким потоком частиц пучка помогут преодолеть этот недостаток.”

Другая трудность – возрастающая нестабильность более тяжелых элементов , которая едва ли оставляет исследователям достаточно времени для изучения их свойств. Но, к счастью, кажется, что это не всегда так. В 1960-х годах химик Гленн Т. Сиборг , лауреат Нобелевской премии, предположил, что при более высоких атомных числах могут появиться «островки стабильности». Гипотеза основана на идее, что протоны и нейтроны в ядре расположены слоями энергии с определенной емкостью; максимальное заполнение этих слоев обеспечивает «магические числа», которые более стабильны, чем их более легкие атомные соседи.Это предсказание справедливо для изотопа 208 свинца с удвоенным магическим числом для протонов (82) и нейтронов (126), который действительно является самым тяжелым стабильным ядром. Прогнозы различаются для следующего возможного магического числа протонов, но некоторые ученые относят его к элементу 120 или унбинилию.

Для Хинде завоевание этого острова может быть сложной задачей, «или невозможной, в зависимости от того, где находится центр.