Pu в таблице менделеева: “Pu” в таблице Менделеева, 8 (восемь) букв

Содержание

Разбиение слов на элементы таблицы Менделеева / Хабр

(Полный исходный код лежит тут)

Сидя на пятичасовом занятии по химии, я часто скользил взглядом по таблице Менделеева, висящей на стене. Чтобы скоротать время, я начал искать слова, которые мог бы написать, используя лишь обозначения элементов из таблицы. Например: ScAlEs, FeArS, ErAsURe, WAsTe, PoInTlEsSnEsS, MoISTeN, SAlMoN, PuFFInEsS.

Затем я подумал, какое самое длинное слово можно составить (мне удалось подобрать TiNTiNNaBULaTiONS), поэтому я решил написать программу на Python, которая искала бы слова, состоящие из обозначений химических элементов. Она должна была получать слово и возвращать все его возможные варианты преобразования в наборы химических элементов:


  • Вход: Amputations
  • Выход: AmPuTaTiONS, AmPUTaTiONS

Генерирование группировок обозначений

Если бы обозначения всех элементов были одной длины, задача оказалась бы тривиальной.

Но некоторые обозначения состоят из двух символов, некоторые — из одного. Это сильно усложняет дело. Например, pu в Amputations может означать плутоний (Pu) или фосфор с ураном (PU). Любое входное слово нужно разбивать на все возможные комбинации одно- и двухсимвольных обозначений.

Такие преобразования я решил назвать «группировки». Они определяют конкретное разделение слова на обозначения. Группировка может быть представлена как кортеж из единиц и двоек, где 1 представляет односимвольное обозначение, а 2 — двухсимвольное. Каждое разбиение на элементы соответствует какой-то группировке:


  • ‘AmPuTaTiONS’
  • ‘AmPUTaTiONS’

Анализируя задачу, в попытке найти паттерны я написал в тетради такую таблицу.

Вопрос: дана строка длиной n, сколько для неё может существовать последовательностей единиц и двоек, чтобы количество цифр в каждой последовательности равнялось n?


n # группировок Группировки
0 1 ()
1 1 (1)
2 2 (1,1), (2)
3 3 (1,1,1), (2,1), (1,2)
4 5 (1,1,1,1), (2,1,1), (1,2,1), (1,1,2), (2,2)
5 8 (1,1,1,1,1), (2,1,1,1), (1,2,1,1), (1,1,2,1), (1,1,1,2), (2,2,1), (2,1,2), (1,2,2)
6 13 (1,1,1,1,1,1), (2,1,1,1,1), (1,2,1,1,1), (1,1,2,1,1), (1,1,1,2,1), (1,1,1,1,2), (2,2,1,1), (2,1,2,1), (2,1,1,2), (1,2,2,1), (1,2,1,2), (1,1,2,2), (2,2,2)
7 21 (1,1,1,1,1,1,1), (2,1,1,1,1,1), (1,2,1,1,1,1), (1,1,2,1,1,1), (1,1,1,2,1,1), (1,1,1,1,2,1), (1,1,1,1,1,2), (2,2,1,1,1), (2,1,2,1,1), (2,1,1,2,1), (2,1,1,1,2), (1,2,2,1,1), (1,2,1,2,1), (1,2,1,1,2), (1,1,2,2,1), (1,1,2,1,2), (1,1,1,2,2), (2,2,2,1), (2,2,1,2), (2,1,2,2), (1,2,2,2)

Ответ: fib(n + 1)!?

Я был удивлён, обнаружив последовательность Фибоначчи в таком неожиданном месте. Во время последующих изысканий я был удивлён ещё больше, узнав, что об этом паттерне было известно ещё две тысячи лет назад. Стихотворцы-просодисты из древней Индии открыли его, исследуя преобразования коротких и длинных слогов ведических песнопений. Об этом и о других прекрасных исследованиях в истории комбинаторики можете почитать в главе 7.2.1.7 книги The Art of Computer Programming

Дональда Кнута.

Я был впечатлён этим открытием, но всё ещё не достиг начальной цели: генерирования самих группировок. После некоторых размышлений и экспериментов я пришёл к наиболее простому решению, какое смог придумать: сгенерировать все возможные последовательности единиц и двоек, а затем отфильтровать те, сумма элементов которых не совпадает с длиной входного слова.

from itertools import chain, product

def generate_groupings(word_length, glyph_sizes=(1, 2)):
    cartesian_products = (
        product(glyph_sizes, repeat=r)
        for r in range(1, word_length + 1)
    )

    # включаем группировки, состоящие только из правильного количества символов
    groupings = tuple(
        grouping
        for grouping in chain.
from_iterable(cartesian_products) if sum(grouping) == word_length ) return groupings

Декартово произведение — это набор всех кортежей, скомпонованных из имеющегося набора элементов. Стандартная библиотека Python предоставляет функцию itertools.product(), которая возвращает декартово произведение элементов для данного итерируемого. cartesian_products — генерирующее выражение, которое собирает все возможные преобразования элементов в glyph_sizes вплоть до заданной в word_length длины.

Если word_length равно 3, то cartesian_products

сгенерирует:

[
    (1,), (2,), (1, 1), (1, 2), (2, 1), (2, 2), (1, 1, 1), (1, 1, 2),
    (1, 2, 1), (1, 2, 2), (2, 1, 1), (2, 1, 2), (2, 2, 1), (2, 2, 2)
]

Затем результат фильтруется, чтобы groupings включало только те преобразования, количество элементов которых удовлетворяет word_length.

>>> generate_groupings(3)
((1, 2), (2, 1), (1, 1, 1))

Конечно, здесь много лишней работы. Функция вычислила 14 преобразований, но остались только 3. Производительность сильно падает с увеличением длины слова. Но к этому мы вернёмся позже. А пока я получил работающую функцию и перешёл к следующей задаче.


Сопоставление слов с группировками

После вычисления всех возможных группировок для слова нужно было «сопоставить» его с каждой из группировок:

def map_word(word, grouping):
    chars = (c for c in word)

    mapped = []
    for glyph_size in grouping:
        glyph = ""
        for _ in range(glyph_size):
            glyph += next(chars)
        mapped.append(glyph)

    return tuple(mapped)

Функция обращается с каждым обозначением в группировке, как с чашкой: сначала заполняет её таким количеством символов из слова, каким сможет, а затем переходит к следующему. Когда все символы будут помещены в правильные обозначения, получившееся сопоставленное слово возвращается в виде кортежа:

>>> map_word('because', (1, 2, 1, 1, 2))
('b', 'ec', 'a', 'u', 'se')

После сопоставления слово готово к сравнению со списком обозначений химических элементов.


Поиск вариантов написания

Я написал функцию spell(), которая собирает вместе все предыдущие операции:

def spell(word, symbols=ELEMENTS):
    groupings = generate_groupings(len(word))

    spellings = [map_word(word, grouping) for grouping in groupings]

    elemental_spellings = [
        tuple(token.capitalize() for token in spelling)
        for spelling in spellings
        if set(s.lower() for s in spelling) <= set(s.lower() for s in symbols)
    ]

    return elemental_spellings

spell() получает все возможные варианты написания и возвращает только те из них, которые полностью состоят из обозначений элементов. Для эффективной фильтрации неподходящих вариантов я использовал множества (set).

Множества в Python очень похожи на математические множества. Это неупорядоченные коллекции уникальных элементов. За кулисами они реализованы как словари (хеш-таблицы) с ключами, но без значений. Поскольку все элементы множества хешируемы, то проверка на принадлежность (membership test) работает очень эффективно (в среднем О(1)).

Операторы сравнения перегружаются для проверки на подмножества с использованием этих эффективных операций по проверке на принадлежность. Множества и словари хорошо описаны в замечательной книге Fluent Python Лучано Рамальо (Luciano Ramalho).

Заработал последний компонент, и я получил функционирующую программу!

>>> spell('amputation')
[('Am', 'Pu', 'Ta', 'Ti', 'O', 'N'), ('Am', 'P', 'U', 'Ta', 'Ti', 'O', 'N')]
>>> spell('cryptographer')
[('Cr', 'Y', 'Pt', 'Og', 'Ra', 'P', 'H', 'Er')]

Самое длинное слово?

Довольный своей реализацией основной функциональности, я назвал программу Stoichiograph и сделал для неё обёртку, использующую командную строку. Обёртка берёт слово в качестве аргумента или из файла и выводит варианты написания. Добавив функцию сортировки слов по убыванию, я натравил программу на список слов.

$ ./stoichiograph.py --sort --batch-file /usr/share/dict/american-english
NoNRePReSeNTaTiONaL
NoNRePReSeNTaTiONAl
[. ..]

Отлично! Сам я бы это слово не нашёл. Программа уже решает поставленную задачу. Я поигрался ещё и нашёл более длинное слово:

$ ./stoichiograph.py nonrepresentationalisms
NoNRePReSeNTaTiONaLiSmS
NONRePReSeNTaTiONaLiSmS
NoNRePReSeNTaTiONAlISmS
NONRePReSeNTaTiONAlISmS

Интересно. Мне захотелось узнать, действительно ли это самое длинное слово (спойлер), и я решил исследовать более длинные слова. Но сначала нужно было разобраться с производительностью.


Решение проблем с производительностью

Обработка 119 095 слов (многие из которых были довольно короткими) заняла у программы примерно 16 минут:

$ time ./stoichiograph.py --sort --batch-file /usr/share/dict/american-english
[...]
real    16m0.458s
user    15m33.680s
sys     0m23.173s

В среднем около 120 слов в секунду. Я был уверен, что можно делать гораздо быстрее. Мне требовалась более подробная информация о производительности, чтобы понять, где копать.

Line profiler — инструмент для определения узких мест в производительности кода на Python. Я воспользовался им для профилирования программы, когда она искала написание для 23-буквенного слова. Вот сжатая версия отчёта:

Line #   % Time   Line Contents
===============================
    30            @profile
    31            def spell(word, symbols=ELEMENTS):
    32     71.0       groupings = generate_groupings(len(word))
    33
    34     15.2       spellings = [map_word(word, grouping) for grouping in groupings]
    35
    36                elemental_spellings = [
    37      0.0           tuple(token.capitalize() for token in spelling)
    38     13.8           for spelling in spellings
    39                    if set(s.lower() for s in spelling) <= set(s.lower() for s in symbols)
    40                ]
    41
    42      0.0       return elemental_spellings

Line #   % Time   Line Contents
===============================
    45            @profile
    46            def generate_groupings(word_length, glyhp_sizes=(1, 2)):
    47                cartesian_products = (
    48      0. 0           product(glyph_sizes, repeat=r)
    49      0.0           for r in range(1, word_length + 1)
    50                )
    51
    52      0.0       groupings = tuple(
    53      0.0           grouping
    54    100.0           for grouping in chain.from_iterable(cartesian_products)
    55                    if sum(grouping) == word_length
    56                )
    57
    58      0.0       return groupings

Неудивительно, что generate_groupings() работает так долго. Проблема, которую она пытается решить, — это особый случай задачи о сумме подмножеств, которая является NP-полной задачей. Поиск декартова произведения быстро становится дорогим, а generate_groupings() ищет многочисленные декартовы произведения.

Можно провести асимптотический анализ, чтобы понять, насколько всё плохо:


  1. Мы предполагаем, что glyph_sizes всегда содержат два элемента (1 и 2).
  2. product() находит r раз декартово произведение множества из двух элементов, так что временная сложность для product() равна O(2^r). n) можно ожидать, что время выполнения будет удваиваться при каждом инкрементировании word_length. Ужасно!

    Я раздумывал над проблемой производительности много недель. Нужно было решить две взаимосвязанных, но различных задачи:


    1. Обработка списка слов разной длины.
    2. Обработка одного, но очень длинного слова.

    Вторая задача оказалась гораздо важнее, потому что она влияла на первую. Хотя я сразу не придумал, как улучшить обработку во втором случае, но у меня были идеи насчёт первого, потому я с него и начал.


    Задача 1: быть ленивым

    Лень — добродетель не только для программистов, но и для самих программ. Решение первой задачи требовало добавления лени. Если программа будет проверять длинный список слов, то как сделать так, чтобы она выполняла как можно меньше работы?


    Проверка на неправильные символы

    Естественно, я подумал, что в списке наверняка есть слова, содержащие символы, не представленные в таблице Менделеева. Нет смысла тратить время на поиск написаний для таких слов. А значит, список можно будет обработать быстрее, если быстро найти и выкинуть такие слова.

    К сожалению, единственными символами, не представленными в таблице, оказались j и q.

    >>> set('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz') - set(''.join(ELEMENTS).lower())
    ('j', 'q')

    А в моём словаре только 3 % слов содержали эти буквы:

    >>> with open('/usr/share/dict/american-english', 'r') as f:
    ...     words = f.readlines()
    ...
    >>> total = len(words)
    >>> invalid_char_words = len(
    ...     [w for w in words if 'j' in w.lower() or 'q' in w.lower()]
    ... )
    ...
    >>> invalid_char_words / total * 100
    3.3762962340988287

    Выкинув их, я получил прирост производительности всего на 2 %:

    $ time ./stoichiograph.py --sort --batch-file /usr/share/dict/american-english
    [...]
    real    15m44.246s
    user    15m17.557s
    sys     0m22.980s

    Это было не то улучшение, на которое я надеялся, так что я перешёл к следующей идее.


    Мемоизация

    Мемоизация — это методика сохранения выходных данных функции и их возврата, если функция снова вызывается с теми же входными данными. Мемоизированной функции нужно на основании конкретных входных только один раз сгенерировать выходные данные. Это очень полезно при использовании дорогих функций, многократно вызываемых с одними и теми же несколькими входными данными. Но работает мемоизация только для чистых функций.

    generate_groupings() была идеальным кандидатом. Она вряд ли столкнётся с очень большим диапазоном входных данных и очень дорога в выполнении при обработке длинных слов. Пакет functools облегчает мемоизацию, предоставляя декоратор @lru_cache().

    Мемоизация generate_groupings() привела к тому, что время выполнения уменьшилось — заметно, хотя и недостаточно:

    $ time ./stoichiograph.py --sort --batch-file /usr/share/dict/american-english
    [...]
    real    11m15.483s
    user    10m54. 553s
    sys     0m17.083s

    Но всё же неплохо для единственного декоратора из стандартной библиотеки!


    Задача 2: быть умным

    Мои оптимизации немного помогли с первой задачей, но ключевой нерешённой проблемой оставалась неэффективность работы generate_groupings(), большие отдельные слова всё ещё обрабатывались очень долго:

    $ time ./stoichiograph.py nonrepresentationalisms
    [...]
    real    0m20.275s
    user    0m20.220s
    sys     0m0.037s

    Лень может привести к определённому прогрессу, но иногда нужно быть умным.


    Рекурсия и DAG

    Задремав однажды вечером, я испытал вспышку вдохновения и побежал к маркерной доске, чтобы нарисовать это:

    Я подумал, что могу взять любую строку, вытащить все одно- и двухсимвольные обозначения, а затем в обоих случаях рекурсировать оставшуюся часть. Пройдя по всей строке, я найду все обозначения элементов и, что особенно важно, получу информацию об их структуре и порядке расположения. Также я подумал, что граф может быть отличным вариантом для хранения такой информации.

    Если серия рекурсивных вызовов функции для прекрасного слова amputation выглядит так:

    'a' 'mputation'
        'm' 'putation'
            'p' 'utation'
                'u' 'tation'
                    't' 'ation'
                        'a' 'tion'
                            't' 'ion'
                                'i' 'on'
                                    'o' 'n'
                                        'n' ''
                                    'on' ''
                                'io' 'n'
                            'ti' 'on'
                        'at' 'ion'
                    'ta' 'tion'
                'ut' 'ation'
            'pu' 'tation'
        'mp' 'utation'
    'am' 'putation'

    то после фильтрации всех обозначений, не удовлетворяющих таблице Менделеева, можно получить подобный граф:

    Получился направленный ациклический граф (DAG), каждый узел которого содержит обозначение химического элемента. Все пути от первого узла к последнему будут валидными написаниями исходного слова в виде химических элементов!

    До этого я не работал с графами, но нашёл очень полезное эссе, в котором описаны основы, включая эффективный поиск всех путей между двумя узлами. В прекрасной книге 500 Lines or Less есть глава с другим примером реализации графа на Python. Эти примеры я и взял за основу.

    Реализовав и протестировав простой графовый класс, я превратил свой рисунок на доске в функцию:

    # Один узел графа. Обозначение химического элемента и его позиция в слове.
    Node = namedtuple('Node', ['value', 'position'])
    
    def build_spelling_graph(word, graph, symbols=ELEMENTS):
        """Даётся слово и граф, надо найти все одно- и двухсимвольные
        обозначения элементов. Добавляем их в граф, только если они соответствуют
        заданному множеству допустимых символов.
        """
    
        def pop_root(remaining, position=0, previous_root=None):
            if remaining == '':
                graph.add_edge(previous_root, None)
                return
    
            single_root = Node(remaining[0], position)
            if single_root.value.capitalize() in symbols:
                graph.add_edge(previous_root, single_root)
    
                if remaining not in processed:
                    pop_root(
                        remaining[1:], position + 1, previous_root=single_root
                    )
    
            if len(remaining) >= 2:
                double_root = Node(remaining[0:2], position)
                if double_root. n)), рекурсивный длился O(n). Гораздо лучше! Когда я в первый раз прогнал свежеоптимизированную программу на своём словаре, то был потрясён:

    $ time ./stoichiograph.py --sort --batch-file /usr/share/dict/american-english
    [...]
    real    0m11.299s
    user    0m11.020s
    sys     0m0.17ys

    Вместо 16 минут я получил 10 секунд, вместо 120 слов в секунду — 10 800 слов!

    Впервые я действительно оценил силу и ценность структур данных и алгоритмов.


    Самое длинное слово

    С новоприобретёнными возможностями я смог отыскать самое длинное слово, разбиваемое на химические элементы: floccinaucinihilipilificatiousness. Это производное от floccinaucinihilipilification, что означает действие или привычку описывать что-то или относиться к чему-либо как к неважному, не имеющему ценности или бесполезному. Это слово часто называют самым длинным нетехническим словом в английском языке.

    Floccinaucinihilipilificatiousness можно представить в виде 54 написаний, все они зашифрованы в этом прекрасном графе:


    Оригинал


    Хорошо потраченное время

    Кто-то может сказать, что всё вышеописанное — полная ерунда, но для меня это стало ценным и важным опытом. Когда я начинал свой проект, то был относительно неопытен в программировании и не представлял, с чего начать. Дело двигалось медленно, и прошло немало времени, пока я добился удовлетворительного результата (см. историю коммитов, там видны большие перерывы, когда я переключался на другие проекты).

    Тем не менее я многому научился и много с чем познакомился. Это:


    • Комбинаторика
    • Профилирование производительности
    • Временная сложность
    • Мемоизация
    • Рекурсия
    • Графы и деревья

    Мне неоднократно помогало понимание этих концепций. Особенно оказались важны для моего проекта по симуляции n-тел рекурсии и деревья.

    Наконец, приятно было отыскать ответ на собственный изначальный вопрос. Я знаю, что больше не нужно раздумывать над разбиением на химические элементы, потому что у меня теперь есть для этого инструмент, который можете получить и вы с помощью pip install stoichiograph.


    Обсуждение

    Добрые люди (и несколько благонамеренных ботов) поучаствовали в обсуждении этой статьи в ветке r/programming.


    Допматериалы

    Я получил немалую часть вдохновения из элегантных решений некоторых интересных проблем, решения принадлежат Питеру Норвигу (Peter Norvig):


    Две информативные статьи о профилировании производительности в Python:


    Плутоний

    Плутоний
    Атомный номер 94
    Внешний вид простого вещества
    Свойства атома
    Атомная масса
    (молярная масса)
    244,0642 а. е. м. (г/моль)
    Радиус атома 151 пм
    Энергия ионизации
    (первый электрон)
    491,9(5,10) кДж/моль (эВ)
    Электронная конфигурация [Rn] 5f6 7s2
    Химические свойства
    Ковалентный радиус n/a пм
    Радиус иона (+4e) 93 (+3e) 108 пм
    Электроотрицательность
    (по Полингу)
    1,28
    Электродный потенциал Pu←Pu4+ -1,25В
    Pu←Pu3+ -2,0В
    Pu←Pu2+ -1,2В
    Степени окисления 6, 5, 4, 3
    Термодинамические свойства простого вещества
    Плотность 19,84 г/см³
    Молярная теплоёмкость 32,77[1]Дж/(K·моль)
    Теплопроводность (6,7) Вт/(м·K)
    Температура плавления 914 K
    Теплота плавления 2,8 кДж/моль
    Температура кипения 3505 K
    Теплота испарения 343,5 кДж/моль
    Молярный объём 12,12 см³/моль
    Кристаллическая решётка простого вещества
    Структура решётки моноклинная
    Параметры решётки a=6,183 b=4,822 c=10,963 β=101,8 Å
    Отношение c/a
    Температура Дебая 162 K
    Pu 94
    244,0642
    5f67s2
    Плутоний

    Плутоний — радиоактивный химический элемент группы актиноидов, широко использовавшийся в производстве ядерного оружия (т. н. «оружейный плутоний»), а также (экспериментально) в качестве ядерного топлива для атомных реакторов гражданского и исследовательского назначения. Первый искусственный элемент, полученный в доступных для взвешивания количествах (1942 г.).

    В таблице справа приведены основные свойства α-Pu — основной аллотропной модификации плутония при комнатной температуре и нормальном давлении.

    История плутония

    Изотоп плутония 238Pu был впервые искусственно получен 23 февраля 1941 года группой американских ученых во главе с Гленном Сиборгом путем облучения ядер урана дейтронами. Примечательно, что только после искусственного получения плутоний был обнаружен в природе: в ничтожно малых количествах 239Pu обычно содержится в урановых рудах как продукт радиоактивного превращения урана.

    Нахождение плутония в природе

    В урановых рудах в результате захвата нейтронов (например, нейтронов из космического излучения) ядрами урана образуется нептуний (239Np), продуктом β-распада которого и является природный плутоний-239. Однако плутоний образуется в таких микроскопических количествах (0,4—15 частей Pu на 1012 частей U), что о его добыче из урановых руд не может быть и речи.

    Происхождение названия плутоний

    В 1930 году астрономический мир был взбудоражен замечательной новостью: открыта новая планета, о существовании которой давно говорил Персиваль Ловелл, астроном, математик и автор фантастических очерков о жизни на Марсе. На основе многолетних наблюдений за движениями Урана и Нептуна Ловелл пришел к заключению, что за Нептуном в солнечной системе должна быть еще одна, девятая планета, отстоящая от Солнца в сорок раз дальше, чем Земля.

    Эта планета, элементы орбиты которой Ловелл рассчитал еще в 1915 году, и была обнаружена на фотографических снимках, полученных 21, 23 и 29 января 1930 г. астрономом К. Томбо в обсерватории Флагстафф (США). Планету назвали Плутоном. По имени этой планеты, расположенной в солнечной системе за Нептуном, был назван плутонием 94-й элемент, искусственно полученный в конце 1940 г. из ядер атомов урана группой американских ученых во главе с Г. Сиборгом.

    Физические свойства плутония

    Существует 15 изотопов плутония — В наибольших количествах получаются изотопы с массовыми числами от 238 до 242:

    238Pu -> (период полураспада 86 лет, альфа-распад) -> 234U,

    Этот изотоп используется почти исключительно в РИТЭГ космического назначения, например, на всех аппаратах, улетавших дальше орбиты Марса.

    239Pu -> (период полураспада 24 360 лет, альфа-распад) -> 235U,

    Этот изотоп наиболее подходит для конструирования ядерного оружия и ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

    240Pu -> (период полураспада 6580 лет, альфа-распад) -> 236U, 241Pu -> (период полураспада 14.0 лет, бета-распад) -> 241Am, 242Pu -> (период полураспада 370 000 лет, альфа-распад) -> 238U

    Эти три изотопа серьёзного промышленного значения не имеют, но получаются, как побочные продукты, при получении энергии в ядерных реакторах на уране, путём последовательного захвата нескольких нейтронов ядрами урана-238. Изотоп 242 по ядерным свойствам наиболее похож на уран-238. Америций-241, получавшийся при распаде изотопа 241, использовался в детекторах дыма.

    Плутоний интересен тем, что от температуры затвердевания до комнатной претерпевает шесть фазовых переходов, больше, чем любой другой химический элемент. При последнем плотность увеличивается скачком на 11%, в результате, отливки из плутония растрескиваются. Стабильной при комнатной температуре является альфа-фаза, характеристики которой и приведены в таблице. Для применения более удобной является дельта-фаза, имеющая меньшую плотность, и кубическую объёмно-центрированную решётку. Плутоний в дельта-фазе весьма пластичен, в то время, как альфа-фаза хрупкая. Для стабилизации плутония в дельта-фазе применяется легирование трёхвалентными металлами (в первых ядерных зарядах использовался галлий).

    Применение плутония

    Первый ядерный заряд на основе плутония был взорван 16 июля 1945 года на полигоне Аламогордо (испытание под кодовым названием «Тринити»).

    Биологическая роль плутония

    Плутоний высокотоксичен; ПДК для 239Pu в открытых водоемах и воздухе рабочих помещений составляет соответственно 81,4 и 3,3*10−5 Бк/л. Большинство изотопов плутония обладают высокой величиной плотности ионизации и малой длиной пробега частиц, поэтому его токсичность обусловлена не столько его химическими свойствами (вероятно, в этом отношении плутоний токсичен не более, чем другие тяжелые металлы), сколько ионизирующим действием на окружающие ткани организма. Плутоний относится к группе элементов с особо высокой радиотоксичностью. В организме плутоний производит большие необратимые изменения в скелете, печени, селезенке, почках, вызывает рак. Максимально допустимое содержание плутония в организме не должно превышать десятых долей микрограмма.

    Художественные произведения связанные с темой плутоний

    — Плутоний использовался для машины De Lorean DMC-12 в фильме Назад в будущее как топливо для накопителя потока для перемещения в будущее или в прошлое.

    — Из плутония состоял заряд атомной бомбы, взорванной террористами в Денвере, США, в произведении Тома Клэнси «Все страхи мира»

    — Кэндзабуро Оэ «Записки пинчранера»

    — В 2006 году компанией «Beacon Pictures» был выпущен фильм «Плутоний-239» («Pu-239»)

    Дополнительная информация про плутоний

    Разделение изотопов

    Химические элементы по рыночной цене

    Химические элементы по рыночной цене

    Ошибка: Эта страница требует JavaScript.

    Химические элементы по рыночной цене

    Валютный курс от 28 апр. 2020 г.

    1 RUB = 0,0135 USD
    1 USD = 74,1806 RUB

    104

    Rf

    Резерфордий

    109

    Mt

    Мейтнерий

    110

    Ds

    Дармштадтий

    111

    Rg

    Рентгений

    112

    Cn

    Коперниций

    116

    Lv

    Ливерморий

    117

    Ts

    Теннессин

    91

    Pa

    Протактиний

    98

    Cf

    Калифорний

    99

    Es

    Эйнштейний

    101

    Md

    Менделевий

    103

    Lr

    Лоуренсий

    Рыночная цена в рублях за килограмм

    неизвестный

    неизвестный

    Цены являются лишь ориентировочными и значительно различаются в зависимости от суммы и чистоты.

    Группы элементов

    Пери-
    оды
    ряды

    I

    II

    III

    IV

    V

    VI

    VII

    VIII

    1 1 1
    Водород
    H
    1,0079
                2
    Гелий
    He
    4,0026
    2 2 3
    Литий
    Li
    6,941
    4
    Бериллий
    Be
    9,01218
    5
    Бор
    B
    10,81
    6
    Углерод
    C
    12,011
    7
    Азот
    N
    14,0067
    8
    Кислород
    O
    15,9994
    9
    Фтор
    F
    18,9984
    10
    Неон
    Ne
    20,179
    3 3 11
    Натрий
    Na
    22,98977
    12
    Магний
    Mg
    24,305
    13
    Алюминий
    Al
    26,98154
    14
    Кремний
    Si
    28,0855
    15
    Фосфор
    P
    30,97376
    16
    Сера
    S
    32,06
    17
    Хлор
    Cl
    35,453
    18
    Аргон
    Ar
    39,948

    4

    4 19
    Калий
    K
    39,0983
    20
    Кальций
    Ca
    40,08
    21
    Скандий
    Sc
    44,9559
    22
    Титан
    Ti
    47,88
    23
    Ванадий
    V
    50,9415
    24
    Хром
    Cr
    51,996
    25
    Марганец
    Mn
    54,9380
    26
    Железо
    Fe
    55,847
    27
    Кобальт
    Co
    58,9332
    28
    Никель
    Ni
    58,69
      5 29
    Медь
    Cu
    63,546
    30
    Цинк
    Zn
    65,38
    31
    Галлий
    Ga
    69,72
    32
    Германий
    Ge
    72,59
    33
    Мышьяк
    As
    74,9216
    34
    Селен
    Se
    78,96
    35
    Бром
    Br
    79,904
    36
    Криптон
    Kr
    83,80

    5

    6 37
    Рубидий
    Rb
    85,4678
    38
    Стронций
    Sr
    87,62
    39
    Иттрий
    Y
    88,9059
    40
    Цирконий
    Zr
    91,22
    41
    Ниобий
    Nb
    92,9064
    42
    Молибден
    Mo
    95,94
    43
    Технеций
    Tc
    [98]
    44
    Рутений
    Ru
    101,07
    45
    Родий
    Rh
    102,9055
    46
    Палладий
    Pd
    106,42
      7 47
    Серебро
    Ag
    107,868
    48
    Кадмий
    Cd
    112,41
    49
    Индий
    In
    114,82
    50
    Олово
    Sn
    118,69
    51
    Сурьма
    Sb
    121,75
    52
    Теллур
    Te
    127,60
    53
    Иод
    I
    126,9045
    54
    Ксенон
    Xe
    131,29

    6

    8 55
    Цезий
    Cs
    132,9054
    56
    Барий
    Ba
    137,33
    57*
    Лантан
    La
    138,9055
    72
    Гафний
    Hf
    178,49
    73
    Тантал
    Ta
    180,9479
    74
    Вольфрам
    W
    183,85
    75
    Рений
    Re
    186,207
    76
    Осмий
    Os
    190,2
    77
    Иридий
    Ir
    192,22
    78
    Платина
    Pt
    195,08
      9 79
    Золото
    Au
    196,9665
    80
    Ртуть
    Hg
    200,59
    81
    Таллий
    Tl
    204,383
    82
    Свинец
    Pb
    207,2
    83
    Висмут
    Bi
    208,9804
    84
    Полоний
    Po
    [209]
    85
    Астат
    At
    [210]
    86
    Радон
    Rn
    [222]
    7 10 87
    Франций
    Fr
    [223]
    88
    Радий
    Ra
    226,0254
    89**
    Актиний
    Ac
    227,0278
    104
    Резерфордий
    Rf
    [261]
    105
    Дубний
    Db
    [262]
    106
    Сиборгий
    Sg
    [263]
    107
    Борий
    Bh
    [262]
    108
    Хассий
    Hs
    [265]
    109
    Майтнерий
    Mt
    [266]
    110

    Uun
    [?]

           

    *Лантаноиды

    58
    Церий
    Ce
    140,12
    59 Пра-
    зеодим
    Pr
    140,9077
    60
    Неодим
    Nd
    144,24
    61 Про-
    метий
    Pm
    [145]
    62
    Самарий
    Sm
    150,36
    63
    Европий
    Eu
    151,96
    64 Гадо-
    линий
    Gd
    157,25
    65
    Тербий
    Tb
    158,9254
    66 Дис-
    прозий
    Dy
    162,50
    67
    Гольмий
    Ho
    164,9304
    68
    Эрбий
    Er
    167,26
    69
    Тулий
    Tm
    168,9342
    70
    Иттербий
    Yb
    173,04
      71
    Лютеций
    Lu
    174. 967

    **Актиноиды

    90
    Торий
    Th
    232,0381
    91 Прот-
    актиний
    Pa
    231,0359
    92
    Уран
    U
    238,0389
    93 Неп-
    туний
    Np
    237,0482
    94
    Плутоний
    Pu
    [244]
    95
    Америций
    Am
    [243]
    96
    Кюрий
    Cm
    [247]
    97
    Берклий
    Bk
    [247]
    98 Кали-
    форний
    Cf
    [251]
    99 Эйн-
    штейний
    Es
    [252]
    100
    Фермий
    Fm
    [257]
    101 Менде-
    левий
    Md
    [258]
    102 Но-
    белий
    No
    [255]
    103 Лоу-
    ренсий
    Lr
    [260]

    Pu Информация об элементе плутония: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение - Периодическая таблица элементов

    История плутония

    Элемент Плутоний был обнаружен Гленном Т. Сиборгом в году 1940 в США . Плутоний получил свое название от Плутона, карликовой планеты в Солнечной системе (в то время считавшейся девятой планетой)

    Присутствие плутония: изобилие в природе и вокруг нас

    В таблице ниже показано содержание плутония во Вселенной, Солнце, метеоритах, Земная кора, океаны и человеческое тело.

    Кристаллическая структура плутония

    Плутоний имеет твердую структуру - Simple Monoclinic.

    Кристаллическую структуру можно описать с помощью ее элементарной ячейки. Элементарные ячейки повторяются в три пространственное пространство для формирования конструкции.

    Параметры элементарной ячейки

    Элементарная ячейка представлена ​​в терминах ее параметров решетки, которые являются длинами ячейки края Константы решетки ( a , b и c )

    а b c
    618. 3 482,2 1096,3 вечера

    и углы между ними Решетки Angles (альфа, бета и гамма).

    альфа бета гамма
    π / 2 1.776571 π / 2

    Положения атомов внутри элементарной ячейки описываются набором атомных положений ( x i , y i , z i ), измеренные от опорной точки решетки.

    Свойства симметрии кристалла описываются концепцией пространственных групп. Все возможно симметричное расположение частиц в трехмерном пространстве описывается 230 пространственными группами (219 различных типов или 230, если хиральные копии считаются отдельными.

    Атомные и орбитальные свойства плутония

    Атомы плутония имеют 94 электрона и структура электронной оболочки [2, 8, 18, 32, 24, 8, 2] с символом атомного члена (квантовые числа) 7 F 0 .

    Оболочечная структура плутония - количество электронов на энергию уровень

    n с п. d f
    1 К 2
    2 L 2 6
    3 M 2 6 10
    4 N 2 6 10 14
    5 O 2 6 10 6
    6 -P 2 6
    7 Q 2

    Основное состояние электронной конфигурации плутония - нейтральный Атом плутония

    Электронная конфигурация нейтрального атома плутония в основном состоянии [Rn] 5f6 7s2. Часть плутониевой конфигурации, эквивалентная благородному газу предыдущий период сокращенно обозначается как [Rn]. Для атомов с большим количеством электронов это нотация может стать длинной, поэтому используется сокращенная нотация. электроны валентности 5f6 7s2, электроны в внешняя оболочка, определяющая химические свойства элемента.

    Полная электронная конфигурация нейтрального плутония

    Полная электронная конфигурация основного состояния для атома плутония, несокращенная электронная конфигурация

    1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 4f14 5d10 6s2 6p6 5f6 7s2

    Атомная структура плутония

    Атомный радиус плутония составляет 175 пм, а его ковалентный радиус - N / A.

    Атомный спектр плутония

    Химические свойства плутония: Энергии ионизации плутония и сродство к электрону

    Электронное сродство плутония N / A

    Энергия ионизации плутония.

    Энергии ионизации плутония

    см. В таблице ниже.
    Число энергии ионизации Энтальпия - кДж / моль
    1 584.7

    Физические свойства плутония

    Физические свойства плутония см. В таблице ниже.

    Плотность 19,816 г / см3
    Молярный объем 12.3132821962 см3

    Эластичные свойства

    Твердость плутония - Испытания для измерения твердости элемента

    Электрические свойства плутония

    Плутоний - проводник электричества.Ссылаться на стол ниже электрические свойства плутония

    Теплопроводность плутония

    Магнитные свойства плутония

    Оптические свойства плутония

    Акустические свойства плутония

    Тепловые свойства плутония - энтальпии и термодинамика

    Термические свойства плутония

    см. В таблице ниже.

    Энтальпия плутония

    Изотопы плутония - ядерные свойства плутония

    Изотопы родия.Встречающийся в природе плутоний имеет 1 стабильный изотоп - Никто.

    Изотоп Масса изотопа % Изобилие Т половина Режим распада
    228Pu
    229Pu
    230Pu
    231Pu
    232Pu
    233Pu
    234Pu
    235Pu
    236Pu
    237Pu
    238Pu
    239Pu
    240Pu
    241Pu
    242Pu
    243Pu
    244Pu
    245Pu
    246Pu
    247Pu

    Нормативно-правовое регулирование и здравоохранение - Параметры и рекомендации по охране здоровья и безопасности

    Поиск в базе данных

    Список уникальных идентификаторов для поиска элемента в различных базах данных химического реестра

    Изучите нашу интерактивную таблицу Менделеева

    Сравнение элементов периодической таблицы

    Частей Периодической таблицы

    Актиниды , элементы 90-103, следуют за актинием на периодическая таблица. У них есть электронная конфигурация 5 f x 6 d 1 7 s 2 . За исключением актиния, тория и урана актиниды не обнаружены естественно, и вместо этого производятся синтетически путем бомбардировки нейтронами. или в ускорителях частиц.

    Торий (Th, Z = 90)

    Торий - мягкий серебристый радиоактивный металл.Он назван в честь Тор, норвежский бог грома. Он находится в земной коре на концентрация 12 частей на миллион, что делает его 37-м наиболее распространенным элементом, и самый распространенный из актинидов. Встречается в рудах торита. [ThSiO 4 ], ураноторит [(U, Th) SiO 4 ] и торианит [ThO 2 ]. Он также содержится в монаците (см. Введение для разреза лантаноидов) как оксид тория, ThO 2 , в концентрациях до 12%.

    Торий медленно реагирует на воздухе и в воде. Оксид образует защитное покрытие по металлу, что делает его устойчивым при высоких температурах. В своих соединениях он находится в степени окисления +4. Все изотопы тория радиоактивны; самый стабильный изотоп - это торий-232 с периодом полураспада 14 000 000 000 лет; этот изотоп содержит почти 100% тория, встречающегося в природе в мире. Поскольку торий является слабым альфа-излучателем, его относительно безопасно использовать в некоторые коммерческие приложения.Торий используется как легирующий агент. для некоторых металлов, таких как магний, для улучшения их высокотемпературной сила. Он также используется в электронных фотодатчиках для измерения ультрафиолетовое излучение.

    Оксид тория (IV), ThO 2 , использовался в мантии в переносные газовые фонари. Это ингредиент некоторых высококачественных линзы, так как образует очки с высоким показателем преломления и низким дисперсия. Он также используется в высокотемпературной лаборатории. тиглей, так как он имеет очень высокую температуру плавления 3300 ° C.это также используется в качестве катализатора превращения аммиака в азотную кислоту, в при крекинге нефти и производстве серной кислоты.

    Торий-232 может быть преобразован в торий-233 путем бомбардировки нейтронов, затем распадаясь на протактиний-233, а затем на уран-233. Уран-233 делится по цепочке ядер реакция, и этот цикл может быть использован в ядерном синтезе растения.Поскольку тория больше, чем урана, это может быть некоторые надежды появятся в последующих поколениях атомных электростанций.

    Протактиний (Па, Z = 91)

    Протактиний - серебристо-белый радиоактивный металл. Его имя происходит от греческих слов proto и actinium , что означает "родитель актиния", потому что он подвергается радиоактивному распаду с образованием актиний. Он содержится в земной коре в незначительных количествах и является среди десяти наименее распространенных элементов. Встречается в урановых рудах. такие как уран, в очень низких концентрациях.

    Протактиний чрезвычайно радиоактивен. На воздухе медленно окисляется. В своих соединениях он находится в степенях окисления +4 и +5. Есть два встречающихся в природе изотопа протактиния: протактиний-234 с периодом полураспада 6 часов 42 минуты, и протактиний-231 с периодом полураспада 32 500 лет.Потому что это так высокорадиоактивный и токсичный, коммерческое применение для протактиний.

    Уран (U, Z = 92)

    Уран - блестящий, серебристо-белый, твердый, плотный, пластичный, радиоактивный металл. Он назван в честь планеты Уран, которая когда-то была открыли за несколько лет до открытия элемента в 1789 году. планета Уран, в свою очередь, была названа в честь греческого бога неба. ) Он содержится в земной коре в концентрации 2 ppm, что делает его 48-й по численности элемент. Встречается в урановых рудах. [в основном оксид урана (IV), UO 2 ], уранинит [UO 2 , UO 3 , и следы других минералов], аутунит [Ca (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 (10-12) H 2 O], карнотит [K 2 (UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 3H 2 O], самарскит [(Y, Fe, U) (Nb, Ta) 5 O 4 и следы других редкоземельных элементов элементы], торбернит [Cu (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 (8-12) H 2 O], бетафит [(Ca, U) 2 (Ti, Nb, Ta) 2 O 6 (OH)], уранофан [Ca (UO 2 ) 2 (SiO 3 ) 2 (OH) 2 5H 2 O], и коффинит [U (SiO 4 ) 1-x (OH) 4x ]. Бурый уголь и монацитовая руда также содержат следовые количества урана.

    Уран тускнеет на воздухе, образуя оксидное покрытие. В своем соединений, уран обычно находится в степенях окисления +4 или +6. Во многих соединениях уран присутствует в виде уранил-иона, UO 2 2+ .

    Одно из важнейших свойств урана не было обнаружено. до 1896 года, когда Анри Беккерель обнаружил, что уран радиоактивен. В одном из классических примеров «случайного» открытия в науке он поместил образец солей урана рядом с фотопластинкой, намереваясь изучить фосфоресценцию урана при воздействии солнечного света. Однако он обнаружил, что пластины были обнажены, хотя образец остался в темноте, и понял, что уран был самопроизвольно испускать излучение, не связанное с каким-либо внешняя стимуляция.Он разделил Нобелевскую премию по физике за открытие радиоактивности с Пьером и Мари Кюри в 1903 году.

    Есть три основных встречающихся в природе изотопа урана (там довольно много других изотопов, но их периоды полураспада относительно короткие, и они не встречаются в каких-либо значительных количествах в природных источниках). Основным изотопом является уран-238, содержание которого составляет 99,275%; Это имеет период полураспада 4.4610 9 лет. Он испускает альфа-частицы и гамма-лучи, не расщепляется, поглощает нейтроны вместо расщепления. Уран-235, которого много 0,720%, имеет период полураспада 7,0410 8 годы. Он также излучает альфа-частицы и гамма-лучи, а его мощность составляет расщепляющийся , расщепляющийся на более легкие атомы при ударе нейтрона. Уран-234, период полураспада которого составляет 245000 лет, находится в очень низких концентрациях. концентрации, около 0.005%, и образуется как часть распада последовательность урана-235. Уран-235 в конечном итоге распадается на свинец-206, а уран-238 - в свинец-207. Радиоактивный распад изотопы урана вносят большой вклад во внутреннее тепло Земля. Относительные количества урана и свинца в горных породах могут быть используется в методах радиоактивного датирования.

    Когда нейтроны выстреливают по урану-235, чрезвычайно нестабильный образуется изотоп урана-236, который быстро распадается на две более мелкие ядра (такие как барий и криптон), освобождая часть ядерной связи энергия и больше нейтронов.Этот процесс известен как ядерный. Ашхабад . Эти нейтроны могут столкнуться с другим ураном-235. изотопы, заставляя их расщепляться и выделять энергию и даже больше нейтронов в цепной реакции. На атомных электростанциях топливные стержни содержат уран или оксид урана, обогащенный до 2–3% урана-235. Замедлители, такие как бериллий, графит, вода или тяжелая вода (D 2 O) замедляют нейтроны, которые высвобождаются в реакциях деления, производя "тепловые нейтроны", которые могут быть захвачены атомами урана, а не просто отскакивает. (В «легководных» реакторах замедлителем является обычная вода - т.е. вода, содержащая изотоп водород-1; эти для реакторов требуется обогащенный уран. В реакторах «тяжелой воды» замедлитель D 2 O - т.е. вода, содержащая дейтерий, изотоп водорода-2; в этих реакторах можно использовать природный необогащенный уран.) Скорость ядерных реакций контролируется регулирующими стержнями, которые содержат элементы, способные поглощать нейтроны, не подвергаясь деление, такое как серебро, индий, кадмий, бор, кобальт, гафний, гадолиний и европий.Поднимая тяги управления из реактор позволяет реакции ускориться, при этом опуская их в реактор замедляет реакцию и предотвращает неуправляемую цепную реакцию. происходит.

    В атомных бомбах реакция выходит из-под контроля, вызывая огромный взрыв, высвобождающий огромное количество энергии и радиации. Взорванная атомная бомба "Маленький мальчик" в Хиросиме, Япония, 6 августа 1945 г. была заложена урановая бомба, имеющая разрушительный потенциал 12 500 тонн в тротиловом эквиваленте, и погибло более 75 000 человек. В этой бомбе были собраны два куска докритического урана. быстро взрывчатыми веществами, создавая критическую массу урана, в которой может произойти неконтролируемая цепная реакция.

    Один способ обогащения урана делящимся изотопом уран-235 это по преобразование его в форму летучего гексафторида урана, UF 6 , который переходит в газовую фазу при 56,5 ° C. Затем газ диффундирует через серию проницаемые мембраны: с 235 UF 6 на 3 атомные единицы массы легче, чем 238 UF 6 , диффундирует 1.0043 раза быстрее через мембраны, в результате конечный продукт, обогащенный ураном-235 по сравнению с исходным материал. (Гексафторид урана чрезвычайно агрессивен: во время Манхэттенский проект по созданию первой атомной бомбы, тефлон использовался для сделать газонепроницаемую арматуру для клапанов и уплотнений, используемых в газодиффузии оборудования. ) Обогащенный уран также может быть получен в высокоскоростная газовая центрифуга или с помощью лазера для диссоциации связей UF в UF 6 , вызывая выпадение урана-235.

    Уран-238 не подвергается делению, но при бомбардировке нейтронами уран-238 поглощает нейтроны с образованием плутония-239. Поглощение нейтроны от урана-235 производят плутоний-238.

    Уран-233 (период полураспада 159 000 лет) может быть получен нейтронной бомбардировкой тория-232. Этот изотоп урана также подвергается ядерному делению и имеет потенциал для использования в термоядерных установках. Поскольку тория больше, чем урана, это может быть некоторые надежды появятся в последующих поколениях атомных электростанций.

    Обедненный уран состоит из урана, взятого из отработавших топливных стержней и легированные с небольшим процентным содержанием других элементов. Он содержит в основном U-238 и менее 0,7% U-235. - обычно от 0,2 до 0,4%. это чрезвычайно плотный, используется для изготовления бронебойных и балластных боеприпасов. для кораблей и самолетов.

    Урановое стекло - это стекло желтого или желто-зеленого цвета, окрашенное оксид урана. В ультрафиолетовом свете урановое стекло флуоресцирует. с ярко-зеленым окрасом.Включая другие минералы, непрозрачный, желтый или белый керамика, называемая «вазелиновым стеклом» (так называемая, потому что ее внешний вид похож на вазелин). Небольшие количества урана также встречается в красных предметах в линии посуды, называемой Fiestaware; так называемая окраска «Красная Фиеста» содержит оксид урана в глазурь, которая дает яркий красновато-оранжевый цвет (см. вот для примера).

    Уран, попадая в организм, концентрируется в костях, потому что уран образует комплексы с фосфат-ионами.

    Нептуний (Np, Z = 93)

    Нептуний - это искусственно созданный радиоактивный элемент серебра. Он назван в честь планеты Нептун, поскольку Нептун следует за Ураном в Солнечная система. Он содержится в урановых рудах при очень низких концентрации, но коммерческий источник нептуния - отработанный урановые твэлы ядерных реакторов.

    Двумя наиболее долгоживущими изотопами нептуния являются нептуний-237, который имеет период полураспада 2140 000 лет, а нептуний-236 с периодом полураспада 155000 лет. Все остальные изотопы имеют период полураспада в этом диапазоне от нескольких минут до чуть более года.

    Нептуний - первый из трансурановых элементов , которые имеют более высокие атомные номера, чем уран. За очень немногими исключениями трансурановые элементы слишком редки и слишком опасны, чтобы их можно было найти коммерческое использование.

    Нептуний был впервые получен в 1940 году Эдвином М. Макмилланом и Филипом Х. Абельсона из Калифорнийского университета в Беркли, Калифорния, автор: бомбардировка урана-238 нейтронами с образованием урана-239, который подвергся бета-распаду с образованием нептуния-239. Уран-235 может также превратиться в нептуний при бомбардировке нейтронами, поглотив два нейтрона для производства урана-237, который затем подвергается бета-распаду с образованием нептуний-237.Уран-238 также может поглотить один нейтрон, испустить два. нейтронов и превращается в уран-237, который затем подвергается бета-распаду до производят нептуний-237.

    Плутоний (Pu, Z = 94)

    Плутоний - это искусственно созданный радиоактивный элемент серебра. Он назван в честь планеты (ну, бывшей планеты) Плутона, поскольку Плутон следует за Нептун (обычно) в солнечной системе. Его первооткрыватель Гленн Т.Сиборг частично выбрал символ «Pu» для элемента, а не «Pl». чтобы избежать путаницы с платиной, Pt, но также «шутливо», - говорит он: «привлечь внимание» - П.У. старый жаргон для гнилостного, что-то, что вызывает вонь ». * В небольших количествах встречается в урановых рудах, получаемых из изотопы урана-238, которые захватывают нейтроны, испускаемые ураном-235; это один из десяти наименее распространенных элементов на Земле.

    Плутоний был впервые синтезирован Гленном Т.Сиборг, Артур К. Валь, и Джозеф В. Кеннеди из Калифорнийского университета в Беркли, Калифорния в 1940 году, хотя о его существовании не сообщалось до тех пор, пока 1946 г. из-за ограничений безопасности, связанных с ядерными исследованиями и Манхэттенский проект по созданию первых атомных бомб. Уран-238 бомбардировали нейтронами, чтобы получить уран-239, который затем подвергся бета-распад с образованием нептуния-239, который также подвергся бета-распаду до производят плутоний-239.

    Самым долгоживущим изотопом плутония является плутоний-244, имеющий период полураспада 82 000 000 лет; плутоний-242 и -239 также имеют достаточно длительный период полураспада, составляющий 380 000 лет и 24 000 лет. Чаще всего используемые изотопы: плутоний-238 (период полураспада 87,7 года) и плутоний-239.

    Плутоний-238 не расщепляется и испускает альфа-частицы без испускает гамма-лучи, что делает его более безопасным в обращении. это используется в основном в качестве источника энергии с длительным сроком службы в кардиостимуляторах, космических кораблях и спутники и костюмы для глубоководных водолазов.

    Плутоний-239 расщепляется и используется в атомном оружии. Критическая масса плутония-239 составляет около 16 кг, но это может быть восстанавливается путем окружения плутония оболочкой из бериллия, которая отражает нейтроны обратно к плутонию, ускоряя синтез процесс. Один килограмм плутония-239 имеет взрывной эквивалент 20000 тонн тротила.

    Плутоний-240 (период полураспада 6500 лет) является загрязнителем в оружейный плутоний; поскольку этот изотоп испускает нейтроны, когда он подвергается самопроизвольному делению, плутоний нельзя использовать в пушечном устройство как уран-235 может (см. запись для урана), потому что устройство будет взорван до того, как критическая масса плутония-239 сможет пройти много деления. Это требует, чтобы оружие на основе плутония использовало более сложный дизайн имплозии.

    Плутоний был составной частью первой взорванной атомной бомбы, в Испытательный полигон Тринити недалеко от Аламагордо, Нью-Мексико, 16 июля 1945 года. В этом устройстве оболочка из плутония была взорвана обычным взрывчатые вещества, которые сжимали плутоний вместе, чтобы сформировать критический масса; взрыв был инициирован ливнем нейтронов, испущенных источник полония. Была сброшена первая атомная бомба, использованная в войне в Хиросиме, Япония, 6 августа 1945 года, но здесь использовался только уран. Атомная бомба "Толстяк", взорванная в августе в Нагасаки, Япония. 9 января 1945 г. была также плутониевая бомба, обладающая разрушительным потенциалом около 21000 тонн тротила и погибло более 70 000 человек.

    Плутониевые бомбы также используются для инициирования взрыва водорода. бомбы, которые работают на ядерном синтезе вместо деления (см. запись для водорода на странице Группы 1А).

    Америций (Am, Z = 95)

    Америций - серебристый синтетический радиоактивный металл, производимый нейтронная бомбардировка плутония.Впервые это сделал Гленн Т. Сиборга, Ральфа А. Джеймса, Леона О. Моргана и Альберта Гиорсо в Чикагском университете в 1944 году. назван в честь американского континента из-за его химического сходства с европий (элемент непосредственно над ним в ряду лантанидов), который назван в честь Европы. Самый долгоживущий изотоп, америций-243, имеет период полураспада 7370 лет; америций-241 имеет период полураспада 432 годы.

    Америций-241 используется в газе и детекторы дыма в виде микрограмм оксида америция, АМО 2 .Альфа-частицы, испускаемые изотопом ионизирует воздух в пространстве между электродами в детекторе, заставляя электрический ток течь между электродами. Когда дым попадает в извещатель, ток прерывается или уменьшается потому что ионы поглощаются частицами дыма, вызывая будильник звучит. Альфа-частицы, испускаемые америцием, делают не представляют опасности для здоровья, так как легко блокируются металлом и пластик в корпусе детектора, и собирать электроны, чтобы стать безвредные атомы гелия.

    Кюрий (Cm, Z = 96)

    Кюрий - серебристый синтетический радиоактивный металл, производимый бомбардировка плутония-239 альфа-частицами. Это было впервые сделано Гленн Т. Сиборг, Ральф А. Джеймс и Альберт Гиорсо из Калифорнийского университета в Беркли в 1944 году. Он был назван в честь Мари и Пьера Кюри, соавторов радиоактивности. Самый долгоживущий изотоп, кюрий-247, имеет период полураспада 16000000 годы.

    Берклий (Bk, Z = 97)

    Берклий - серебристый синтетический радиоактивный металл, производимый бомбардировка америция-241 альфа-частицами. Впервые это сделали Стэнли Г. Томпсон, Альберт Гиорсо и Гленн Т. Сиборга в Калифорнийском университете в Беркли в 1949 году. назван в честь Беркли, Калифорния, где он был впервые произведен. Самый долгоживущий изотоп, берклий-247, имеет период полураспада 1400 лет.

    Калифорний (Cf, Z = 98)

    Калифорний - синтетический радиоактивный металл, получаемый путем бомбардировки. кюрий-242 с альфа-частицами. Впервые это сделал Стэнли Г. Томпсон, Кеннет-стрит-младший, Альберт Гиорсо и Гленн Т. Сиборг в Калифорнийский университет в Беркли в 1950 году. Он был назван в честь Университета Калифорнии (и штата). В Самый долгоживущий изотоп, калифорний-251, имеет период полураспада 898 лет.

    Калифорний является мощным излучателем нейтронов и используется как нейтрон источник в датчиках влажности, датчиках на нефтяных скважинах и нейтронной активации анализ для измерения следовых количеств элементов. Он также используется при лечении некоторых видов рака шейки матки.

    Эйнштейний (Es, Z = 99)

    Эйнштейний - синтетический радиоактивный металл, получаемый путем бомбардировки. плутоний-239 с нейтронами в течение нескольких месяцев; сложная серия чередование процессов распада и захвата в конечном итоге приводит к эйнштейний-253.Впервые он был выделен в остатке Испытание водородной бомбы «Майк» на острове Элугелаб атолла Эниветак Маршалловы острова 1 ноября 1952 г .; около 200 атомов einsteinium были обнаружены в тоннах радиоактивных обломков, которые были обработано в Калифорнийском университете и Лос-Аламосском национальном Лаборатория Грегори Р. Чоппина, Стэнли Г. Томпсона, Альберта Гиорсо, и Бернард Г. Харви. Об открытии публично не сообщалось до 1955 года из-за ограничений безопасности, связанных с испытанием бомбы. Он был назван в честь Альберта Эйнштейна. Самый долгоживущий изотоп эйнштейний-252 имеет период полураспада 472 дня.

    Фермий (Fm, Z = 100)

    Фермий - синтетический радиоактивный металл, получаемый путем бомбардировки. плутоний-239 с нейтронами в течение нескольких месяцев; сложная серия чередование процессов распада и захвата в конечном итоге приводит к фермий-253. Впервые он был выделен в остатке «Майка». испытание водородной бомбы на острове Элугелаб атолла Эниветак Маршалловы острова 1 ноября 1952 г .; около 200 атомов фермия были идентифицированы в тоннах радиоактивного мусора, которые были переработаны на Калифорнийский университет и Национальная лаборатория Лос-Аламоса. Грегори Р.Чоппин, Стэнли Г. Томпсон, Альберт Гиорсо и Бернард Г. Харви. Об открытии не сообщалось публично до 1955 года. из-за ограничений безопасности, связанных с испытанием бомбы. Это было назван в честь Энрико Ферми. Самый долгоживущий изотоп, фермий-257, имеет период полураспада 100 дней.

    Фермий сложно производить, и его производили только с плотностью менее пикограмма. количества, потому что фермий-257 легко поглощает нейтроны, а когда синтезируется фермий, образуя фермий-258, который имеет период полураспада 0.37 миллисекунд.

    Менделевий (Md, Z = 101)

    Менделевий - синтетический радиоактивный металл, получаемый путем бомбардировки. эйнштейний-253 с альфа-частицами. Впервые он был сделан Альбертом. Гиорсо, Бернар Дж. Харви, Греогори Р. Шопен, Стэнли Г. Томпсон и Гленн Т. Сиборг в Калифорнийском университете в Беркли в 1955 году. Он был назван в честь Дмитрия Менделева, создателя периодического издания. таблица элементов.Самый долгоживущий изотоп, менделевий-258, имеет период полураспада 51,5 дней.

    Нобелий (№, Z = 102)

    Нобелий - синтетический радиоактивный металл, получаемый путем бомбардировки. калифорний-249 с ионами углерода-12. Впервые это было сделано Альберт Гиорсо, Торбьорн Сиккеланд, Джон Р. Уолтон и Гленн Т. Сиборга в 1958 году. Он был назван в честь Альфреда Нобеля, изобретатель динамита и основатель Нобелевской премии.В Самый долгоживущий изотоп, нобелий-259, имеет период полураспада 58 минут.

    Лоуренсий (Lr, Z = 103)

    Лоуренсий - синтетический радиоактивный металл, получаемый путем бомбардировки. калифорний-252 с ионами бора-10. Впервые это сделал Альберт Гиорсо, Торбьорн Сиккеланд, Алмон Ларш и Роберт М. Латимер в 1961 году. был назван в честь Эрнеста О. Лоуренса, изобретателя циклотрона. первых ускорителей частиц.Самый долгоживущий изотоп, лоуренсий-262, имеет период полураспада 216 минут.

    Список литературы

    Джон Эмсли, Элементы , 3-е издание. Оксфорд: Clarendon Press, 1998.

    .

    Джон Эмсли, Строительные блоки природы: Руководство по элементам Z-Z . Оксфорд: Оксфордский университет Пресс, 2001.

    Дэвид Л. Хейзерман, Исследование Химические элементы и их соединения .Нью-Йорк: TAB Книги, 1992.

    * Ричард Родс, Создание атомной бомбы. Нью-Йорк: Саймон и Шустер, 1986, с. 414.

    Плутоний

    Химический элемент плутоний классифицируется как металл-актинид. Его обнаружили в 1940 году Гленн Сиборг, Эдвин Макмиллан, Джозеф Кеннеди и Артур Валь.

    Зона данных

    Классификация: Плутоний - металлический актинид
    Цвет: серебристо-белый
    Атомный вес: (244), стабильных изотопов нет
    Состояние: твердый
    Температура плавления: 639.4 o С, 912,5 К
    Температура кипения: 3230 o C, 3503 K
    Электронов: 94
    Протонов: 94
    Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 150
    Электронные оболочки: 2,8,18,32,24,8,2
    Электронная конфигурация: [Rn] 5f 6 7s 2
    Плотность при 20 o C: 19.8 г / см 3
    Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления,
    реакций, соединений, радиусов, проводимости
    Атомный объем: 12,32 см 3 / моль
    Структура: fcc: гранецентрированный кубический
    Твердость:
    Удельная теплоемкость 0,13 Дж г -1 K -1
    Теплота плавления 2. 840 кДж моль -1
    Теплота распыления 352 кДж моль -1
    Теплота испарения 344,0 кДж моль -1
    1 st энергия ионизации 585 кДж моль -1
    2 nd энергия ионизации
    3 rd энергия ионизации
    Сродство к электрону
    Минимальная степень окисления 0
    Мин.общее окисление нет. 0
    Максимальное число окисления 7
    Макс. общее окисление нет. 4
    Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,3
    Объем поляризуемости 24,5 Å 3
    Реакция с воздухом ⇒ ПуО
    Реакция с 15 M HNO 3 пассивированный
    Реакция с 6 M HCl
    Реакция с 6 М NaOH
    Оксид (оксиды) PuO, Pu 2 O 3 , PuO 2
    Гидрид (ы) PuH 2 , PuH 3
    Хлорид (ы) PuCl 2 , PuCl 3
    Атомный радиус 175 вечера
    Ионный радиус (1+ ион)
    Ионный радиус (2+ ионов)
    Ионный радиус (3+ ионов) 114 вечера
    Ионный радиус (1-ионный)
    Ионный радиус (2-ионный)
    Ионный радиус (3-ионный)
    Теплопроводность 6. 3 Вт м -1 K -1
    Электропроводность 0,7 x 10 6 См -1
    Температура замерзания / плавления: 639,4 o C, 912,5 K

    Плутониевая «пуговица». Фото: Министерство энергетики

    .

    Плутоний-238 (оксид плутония). В реакциях ядерного деления выделяется достаточно энергии, чтобы нагреть этот образец плутония до красного каления. Тепло, производимое плутонием, используется в качестве источника энергии на космических кораблях.Фото: Министерство энергетики.

    Открытие плутония

    Доктор Дуг Стюарт

    Плутоний

    был впервые произведен в 1940 году Гленном Сиборгом, Эдвином Макмилланом, Джозефом Кеннеди и Артуром Валем. Это был второй открытый синтетический трансурановый элемент из ряда актинидов.

    Плутоний-238 (период полураспада 87,7 года) был произведен дейтронной бомбардировкой урана-238 в 60-дюймовом циклотроне в Беркли, Калифорния.

    Команда Беркли создала нептуний-238 (период полураспада 2.1 сутки), который распался до плутония-238: (1)

    238 U + 2 H ⇒ 238 Np + 2n

    ß распад: 238 Np ⇒ 238 Pu

    Новый элемент идентифицирован химически.

    Позже металл в незначительных количествах был обнаружен в естественных условиях как продукт распада урановых руд.

    Гораздо более долгоживущий изотоп плутоний-239 (период полураспада 24 110 лет) был впервые получен в 1941 году. Уран-238 подвергся бомбардировке нейтронами с образованием урана-239, который бета-распадом превратился в нептуний-239, который сам бета-распад превратился в плутоний. -239. (2)

    В том же году было обнаружено, что медленные нейтроны вызывают деление плутония-239. Деление высвобождает больше нейтронов, следовательно, может привести к ядерной цепной реакции. (Подробнее о цепных реакциях см. Уран.)

    Это открытие приведет к использованию плутония в качестве источника ядерной энергии. (2)

    Микрограмм чистого соединения плутония-239 (иодата плутония IV) был выделен в 1942 году Баррисом Каннингемом и Луи Вернером в Металлургической лаборатории Чикагского университета.

    Это был первый раз, когда соединение искусственно созданного элемента было сделано в видимом количестве, что позволило детально изучить его свойства. (1), (2)

    Металл был впервые выделен в 1943 году путем восстановления трифторида плутония литием. Было получено несколько небольших шариков серебристого металла весом 1-3 микрограмма каждая. (3)

    Элемент назван в честь планеты Плутон, продолжая тему, начатую Мартином Клапротом, когда он назвал уран в честь планеты Уран.

    26 ноября 2011 года НАСА запустило «Кьюриосити», самый большой и самый функциональный марсоход, когда-либо отправленный на другую планету. Радиоактивный распад 10,6 фунтов (4,8 кг) диоксида плутония вызвал устойчивый поток тепла для обогрева систем марсохода во время очень холодной марсианской ночи и позволил выработать электричество. Изображение: НАСА.

    Космический корабль "Вояджер-2", запущенный 20 августа 1977 года, находится примерно в 17 миллиардах километров (10 миллиардов миль) от Солнца. Это самый продолжительный непрерывно действующий космический аппарат НАСА.Своей долгой жизнью он обязан радиоизотопным термоэлектрическим генераторам; они производят электричество за счет тепла, выделяемого при радиоактивном распаде плутония-238. Изображение: НАСА.

    Радиоактивный распад плутония-238. Каждый распад производит уран-234, альфа-частицу и большое количество энергии. Изображение: НАСА.

    Отделение урана от плутония.

    Внешний вид и характеристики

    Вредное воздействие:

    Плутоний опасен своей радиоактивностью.

    Плутоний и его соединения также токсичны. Он накапливается в костях и печени, где может оставаться в течение длительного периода времени. (4)

    Характеристики:

    Плутоний - радиоактивный металл серебристого цвета, который тускнеет на воздухе, образуя желтый оксидный слой.

    Он имеет шесть аллотропных форм, которые сильно различаются по кристаллической структуре и плотности.

    Металл химически активен, образует соединения с углеродом, азотом, кремнием и галогенами.

    Плутоний имеет пять степеней окисления (от +3 до +7). Они дают разные цвета в растворе. Например, в 1 М перхлорате:

    III: Pu 3+ (синяя лаванда)
    IV: Pu 4+ (желто-коричневый)
    V: PuO 2 + (розовый) (в перхлорате натрия)
    VI: PuO 2 2+ (желтый)
    VII: PuO 5 2+ (оливково-зеленый) (в гидроксиде натрия). (5)

    Если вы дотронетесь до небольшого кусочка металлического плутония (пожалуйста, не делайте этого!), Он станет теплым из-за энергии, выделяемой при альфа-распаде. Большой кусок металла может вскипятить воду.

    Использование плутония

    Плутоний-239, который может вступать в цепную ядерную реакцию, используется в ядерных бомбах и ядерных реакторах

    Плутоний-238 используется в качестве долгоживущего источника тепла и энергии для космических зондов. (Его собственная тепловая мощность составляет примерно 0,5 Вт на грамм.) В космических аппаратах «Пионер» и «Вояджер» в качестве источника энергии использовались ядерные батареи с плутонием-238.

    Три блока радиоизотопных нагревателей (в каждом по 2.7 граммов диоксида плутония-238) использовались в качестве источников тепла на посадочном устройстве робота Pathfinder Mars. Каждый блок радиоизотопного нагревателя производит около одного ватта тепла. (6), (7)

    Ранние батареи для кардиостимуляторов также использовали небольшое количество плутония-238.

    На изображении слева показан распад одного атома плутония-238. Это высвобождает 5,6 миллиона электрон-вольт энергии. Чтобы понять, что это означает, рассмотрим марсоход НАСА Curiosity Mars, который будет работать на 4,8 кг диоксида плутония.

    В течение первого периода полураспада 87,7 года плутоний произведет около 4800 гигаджоулей энергии. Чтобы генерировать такую ​​же энергию с использованием природного газа (в основном метана), марсоходу потребуется около 86 метрических тонн метана и 345 метрических тонн кислорода.

    Численность и изотопы

    Обилие земной коры: незначительно

    Изобилие солнечной системы: неизвестно

    Стоимость, чистая: 4000 долларов за грамм

    Стоимость, оптом: за 100 г

    Источник: Плутоний в незначительных количествах содержится в урановых рудах.В промышленных масштабах он производится в больших количествах в ядерных реакторах из 238 U.

    Изотопы: Плутоний имеет 17 периодов полураспада с известными массовыми числами от 227 до 248. Ни один из них не является стабильным. Его самые долгоживущие изотопы - это 244 Pu с периодом полураспада 80,8 миллиона лет, 242 Pu с периодом полураспада 373 300 лет и 239 Pu с периодом полураспада 24 110 лет.

    Список литературы
    1. И. Перлман, Трансурановые элементы и ядерная химия., Journal of Chemical Education., Май 1948 г., стр. 275.
    2. Дэвид Л. Кларк, Зигфрид С. Хеккер, Гордон Д. Ярвинен, Мэри П. Ной, Химия элементов актинида и трансактинида., Springer., Vol 2.10., P815.
    3. Los Alamos Science, Металлический плутоний. (документ в формате pdf)
    4. Аргоннская национальная лаборатория, Информационный бюллетень по плутонию о здоровье человека. (документ в формате pdf)
    5. Los Alamos Science, Химические сложности плутония. (документ в формате pdf)
    6. Los Alamos Science, Используемый плутоний.(документ в формате pdf)
    7. НАСА, Технологии для суровых условий окружающей среды.
    Цитируйте эту страницу

    Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

      Плутоний 
     

    или

      Факты об элементе плутония 
     

    Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку, соответствующую требованиям MLA:

     «Плутоний."Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 21 июля 2017 г. Web.
    . 

    Известная российская лаборатория пытается расширить возможности таблицы Менделеева и открыть новые экзотические элементы | Наука

    ДУБНА, РОССИЯ— С определенных углов Лаборатория ядерных реакций им. Флерова больше похожа на авторемонтную мастерскую, чем на легендарный научный институт. Ученые в грязных синих халатах ходят вокруг, пока масляный насос выдает техно-ритм.Столы завалены болтами и чистящими жидкостями, включая бутылку водки, наполовину заполненную этанолом. А запасные части повсюду - мусорные ведра, полки, целые стены, забитые металлом в любом ветхом состоянии.

    Все это оборудование обслуживает шесть ускорителей частиц лаборатории, некоторые из которых напоминают огромных механических гусениц, с десятками зеленых сегментов трактора, вьющихся в целые комнаты. Или несколько комнат: когда оборудование не подходит, исследователи пробивают дыры в стенах и продевают предметы через бетон.Чтобы увидеть ускоритель в целом, требуется серьезная гимнастика , взбираться по опасно крутой лестнице и уворачиваться от анаконд висящих проводов. На трубах, под которыми вы ныряете, есть предупреждающие знаки, на которые следует обратить внимание - не за головой, а за оборудованием. У Флерова преимущественное право проезда имеют частицы.

    Заслуженно. В различных итерациях эти ускорители произвели девять новых элементов периодической таблицы за последние полвека, в том числе пять самых тяжелых из известных элементов, вплоть до номера 118.

    Эту работу возглавляет физик Юрий Оганесян, который находится во Флерове с тех пор, как Никита Хрущев подписал в 1956 году приказ о создании секретной ядерной лаборатории в березовых лесах здесь, в 2 часах езды к северу от Москвы. 85-летний Оганесян - невысокий мужчина с густыми седыми волосами, чей голос пищит, когда он возбужден. Он хотел изучать архитектуру в колледже, пока бюрократическая неразбериха не отвлекла его на физику. Он все еще скучает по своей первой любви: «Мне действительно нужно что-то визуальное с моей наукой. Я чувствую этот дефицит."

    Соответственно, ни один живой человек не сформировал архитектуру периодической таблицы больше, чем он, поэтому элемент 118 называется оганессон. И он еще не закончил. Чтобы продвинуть таблицу дальше, лаборатория построила новый 60 миллионов долларов. объект, получивший название Фабрика сверхтяжелых элементов (SHEF), который этой весной начнет охоту за элементом 119, 120 или и тем, и другим.

    Некоторые ученые утверждают, что поиск новых элементов не стоит денег, особенно когда эти атомы по своей природе нестабильны. и исчезнет в мгновение ока.«Мне лично как ученому не интересно производить больше короткоживущих элементов», - говорит Витольд Назаревич, физик, изучающий структуру ядра в Университете штата Мичиган в Ист-Лансинге.

    Но для охотников за элементами расплата очевидна. Новые элементы расширят таблицу - теперь глубиной в семь строк - до восьмой строки, где, согласно некоторым теориям, появятся экзотические черты. Элементы в этой строке могут даже нарушить саму периодичность таблицы, потому что химические и физические свойства могут больше не повторяться через равные промежутки времени.Переход к восьмому ряду также может ответить на вопросы, над которыми ученые боролись со времен Дмитрия Менделеева: сколько элементов существует? И как далеко заходит стол?

    Решение построить SHEF было в некотором смысле трудным. Помимо высокой стоимости, строительство «фабрики» означало отказ от старых ускорителей, которые производили так много новых элементов, в пользу других проектов. «В эмоциональном плане, - говорит Оганесян, - нелегко отказаться от чего-то [в автономном режиме], что дало вам многое. Но другого пути вперед нет."

    Самым тяжелым элементом, обнаруживаемым в любом заметном количестве в природе, является уран с атомным номером 92. (Атомный номер означает количество протонов в ядре атома. ) Помимо этого, ученые должны создавать новые элементы в ускорителях, обычно путем разрушения пучок легких атомов в мишень из тяжелых атомов. Время от времени ядра легких и тяжелых атомов сталкиваются и сливаются, и рождается новый элемент. При попадании неона (элемент 10) в уран, например, образуется нобелий ( 102)

    Но шансы слияния (и выживания) заметно снижаются по мере того, как атомы становятся тяжелее из-за повышенного отталкивания между положительно заряженными ядрами, среди других факторов.Поэтому создание большинства элементов в сверхтяжелой сфере (свыше 104) требует особых уловок. Оганесян разработал один в 1970-х: холодный синтез. Не связанный с печально известной ядерной энергетикой 1980-х годов, холодный синтез Оганесяна включает объединение атомов пучка и мишени, которые более похожи по размеру, чем при традиционном производстве элементов. И вместо того, чтобы разбивать их вместе, «мы объединяем два ядра, так что это« мягкое прикосновение », - говорит Оганесян. Сделать это сложнее, чем кажется, потому что и пучок, и ядра-мишени заряжены положительно и поэтому отталкиваются друг от друга. Поступающим атомам требуется достаточная скорость, чтобы преодолеть это отталкивание, но не настолько, чтобы они разорвали образовавшееся сверхтяжелое ядро ​​на части.

    Изготовитель элементов

    Завод сверхтяжелых элементов (SHEF) стоимостью 60 миллионов долларов в Дубне, Россия, нацелен на создание новых элементов, расширяющих периодическую таблицу, путем столкновения пучка ядер с мишенью. По сравнению с предыдущими ускорителями, SHEF имеет более интенсивный луч, который ускоряется примерно до одной десятой скорости света в ограниченном пространстве. BICKEL / SCIENCE

    Команда из GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research в Дармштадте, Германия, усовершенствовала технику Оганесяна и использовала ее для создания элементов со 107 по 112.Но этот метод столкнулся с ограничениями, поскольку шансы на слияние и выживание резко упали. Начиная с 2003 года, команда из института RIKEN в Вако, Япония, пыталась использовать холодный синтез для создания элемента 113, обжигая цинк (элемент 30) на висмуте (83). В следующем году они получили один атом, а в 2005 году - еще один, который они отметили в своей диспетчерской с приветствиями, пивом и саке.

    Затем началась агония. Потребовался еще один атом для подтверждения открытия, и команда RIKEN повторно провела эксперимент в 2006 и 2007 годах.Ничего не появилось. Они попробовали еще раз в 2008 и 2009 годах. Ничего. Лишь в 2012 году - 7 лет спустя - они обнаружили еще одну. «Честно говоря, мы чувствовали, что нам не повезет», - вспоминает химик-ядерщик RIKEN Хиромицу Хаба. «Только Бог знает статистику». Ни один из атомов не выжил более 5 миллисекунд до распада.

    Чтобы выйти за пределы 113, потребовался другой подход - горячий синтез, который ученые Флерова разработали в конце 1990-х годов. Горячий синтез использует более высокие энергии пучка и использует специальный изотоп с большим избытком нейтронов - кальций-48.(Нейтроны стабилизируют сверхтяжелый атом, ослабляя отталкивающую силу протонов, которая в противном случае разорвала бы ядро ​​на части. ) Кальций-48 стоит дорого - его необходимо тщательно изолировать из природных источников кальция - по 250 000 долларов за грамм. Но вложения окупились. RIKEN 9 лет потел, чтобы найти три атома 113. Дубна поймала это множество атомов 114 за 6 месяцев - открытие, которое Оганесян и его коллеги отметили в своей диспетчерской аплодисментами, пивом и уколами крепких напитков.

    В тот момент создание следующих нескольких супертяжелых машин было в основном арифметическим.Кальций - это элемент 20, а кальций плюс америций (элемент 95) дает элемент 115. Кальций плюс кюрий (96) дает элемент 116 и так далее. К 2010 году Дубна - в сотрудничестве с учеными Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Окриджской национальной лаборатории в Теннесси - заполнила седьмую строку периодической таблицы.

    Однако после 118 года все снова остановилось. Для синтеза требуется несколько миллиграммов целевого элемента, а производство достаточного количества эйнштейния (элемент 99), чтобы сделать элемент 119 невозможным с помощью сегодняшних технологий. Некоторые исследователи предложили заменить кальций-48 титаном-50, который имеет еще два протона, а затем запустить его на элементы 97 и 98, чтобы получить 119 и 120 соответственно. Но по техническим причинам вероятность синтеза титана всего в двадцатую часть выше, чем у кальция. Для большинства ускорителей это снижает шансы на успех до уровня экспериментов RIKEN по созданию 113 - статистики Бога снова и снова.

    SHEF был построен для преодоления этих препятствий. В отличие от «жирной обезьяны» на старых ускорителях Flerov, SHEF остается нетронутым: пузырчатая пленка по-прежнему покрывает дверные ручки, а полы пока безупречны.

    В офисе Лаборатории ядерных реакций им. Флерова в Дубне, Россия, хранятся приборы, которым уже несколько десятилетий, а также устаревшая таблица Менделеева.

    MAX AGUILERA HELLWEG

    В целом SHEF - это сочетание мускулистости и нежности. Пучок исходит от ионного источника и ускорителя, который возвышается на два этажа, больше, чем некоторые дачи в городе. Источник ионов выстреливает 6 триллионов атомов в секунду, что в 10-20 раз больше, чем у других ускорителей по производству элементов. После нескольких поворотов на 90 ° - самого компактного устройства в ограниченном пространстве - луч падает в массивный циклотрон, само присутствие которого здесь примечательно.1000-тонный магнит циклотрона был изготовлен в 2014 году в Краматорске, Украина, недалеко от линии фронта недавней войны с Россией, говорит физик Флерова Александр Карпов. В то время город подвергся сильному обстрелу и другим военным действиям, и Карпов говорит, что сотрудники лаборатории нервничали, что магнит будет поврежден или разрушен.

    После ускорения луча примерно до одной десятой скорости света циклотрон направляет его на тонкую часть операции: металлическую фольгу микрометровой толщины с нанесенными на нее атомами мишени.Эти пленки устанавливаются на диск размером примерно с компакт-диск, который вращается для охлаждения. В противном случае луч прожарил бы в нем дыру.

    Если происходит синтез, образовавшийся сверхтяжелый атом проходит сквозь фольгу. К сожалению, фольга настолько тонкая, что сквозь нее проскальзывают и другие частицы, производя метель посторонних шумов. Вот когда в игру вступает сепаратор. Он состоит из пяти магнитов, окрашенных в такой же ярко-красный цвет, что и пожарная машина, и в совокупности весит вдвое больше одного - 64 тонны.Несмотря на большой размер, магниты выровнены с точностью до 0,01 миллиметра, а их поля достаточно точны, чтобы отфильтровать более легкие атомы, включая почти все атомы пучка, направляя их в устройство, называемое дампом пучка.

    Разделитель, как и источник луча, дает SHEF преимущество. Ранее сепараторы были настроены на сверхтяжелые атомы с узким диапазоном скорости, заряда и направления; те, которые слишком сильно отклонялись, попадали в дамп балки. Новый разделитель более щедрый, пропускает в два-три раза больше сверхтяжелых атомов.

    После прохождения через сепаратор атом попадает в кремниево-германиевый детектор, который регистрирует положение и время прибытия атома, а затем начинает его отслеживать. Сверхтяжелые атомы распадаются, испуская серию альфа-частиц - связки из двух протонов и двух нейтронов. Отпускание альфы изменяет идентичность атома: элемент 118 становится 116, который становится 114, и так далее.

    Эта цепочка распада позволяет ученым задним числом определить, какой элемент они создали.Каждая альфа-частица в цепочке улетает с характерной энергией. Поэтому, если детектор обнаруживает альфу с нужной энергией - и, что особенно важно, видит, что она вышла из той же точки на детекторе, где только что приземлился сверхтяжелый атом, - он начинает внимательно следить за новыми альфами.

    Чтобы облегчить этот поиск, детектор автоматически отключает циклотронный луч, чтобы уменьшить количество летающего мусора. Выключение также вызывает громкий звуковой сигнал в диспетчерской SHEF, где будут сидеть несколько, вероятно, скучающих ученых.(Во время недавнего посещения другой диспетчерской здесь двое аспирантов смотрели грязный научно-фантастический фильм о монстрах. ) Звонок - момент возбуждения среди монотонности.

    Тоже лишнее. Внутри детектора атом будет продолжать испускать альфы: на самом деле, несколько событий в цепочке распада уже произойдут до того, как ученые зарегистрируют звук. С супертяжелыми снарядами трудно прийти, легко уйти. Только позже, когда ученые проанализируют необработанные данные и сопоставят каждую обнаруженную альфа-частицу с конкретным элементом в цепочке распада, они смогут восстановить, какой элемент они создали изначально.

    Более прочная балка и более щедрый разделитель теоретически должны нейтрализовать более низкие шансы синтеза титана-50. Это вселяет в дубненскую команду надежду на то, что скоро обнаружатся атомы 119 или 120. Команда RIKEN также ищет 119, хотя и использует другой и, возможно, более сложный метод (сжигание ванадия, элемента 23, на кюрий). Между двумя лабораториями ученые уверены, что 119 и 120 появятся где-то в течение примерно 5 лет.

    Если вы оглянетесь на несколько десятилетий назад, люди делали примерно один новый элемент, может быть, каждые 3 года - до сих пор.

    • Пекка Пююккё, Университет Хельсинки

    Людей беспокоят следующие 5 лет. Создание элементов тяжелее 120 может быть невозможно с помощью горячего плавления. Обнаружить их будет так же сложно: если ожидаемое время жизни упадет слишком низко, атомы могут не пережить 1 микросекунду прохождения через сепаратор. Вместо этого они могли распадаться в полете - призрачные атомы, бесследно исчезающие.

    Таким образом, для выхода за пределы 120, вероятно, потребуются новые подходы.«Реакции многонуклонного переноса» будут включать в себя выстрелы, скажем, ураном по кюрию на относительно низких скоростях - еще одно «мягкое прикосновение». Их ядра не слились бы полностью, но часть одного из них может отломиться и налететь на другую. В зависимости от размера куска ученые могут даже перейти к гораздо более высоким номерам элементов, вместо того, чтобы постепенно продвигаться по одному атомному номеру за раз.

    Однако такие методы остаются недоказанными. «Ученые, работающие с тяжелыми элементами, любят работать по одному, - говорит Джеклин Гейтс, руководитель группы тяжелых элементов в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии. И намного больше, чем 120, говорит она: «Мы не знаем достаточно, чтобы даже знать, что искать - какой период полураспада искать, какие свойства распада искать».

    Учитывая эти трудности, некоторые ученые предлагают отказаться от ускорителей. Согласно одному подходу, ядерные взрывы малой мощности могут вызвать реакции синтеза в атомах-мишенях. Это не так безумно, как кажется: элементы 99 и 100 были впервые обнаружены в результате испытаний атмосферной атомной бомбы. Тем не менее, большинство ученых скептически относятся к этому подходу, учитывая очевидную радиационную опасность и короткое время жизни сверхтяжелых атомов, которые могут истечь, прежде чем их удастся отсеять от ядерного мусора.

    Другие ученые предлагают находить новые элементы по старинке: охотясь за ними в природе. На самом деле это было популярным развлечением несколько десятилетий назад, когда физики исследовали космические лучи, метеориты, лунные камни и даже зубы древних акул на предмет сверхтяжелости. Из этих проектов ничего не вышло. В настоящее время акцент сместился на взрывы сверхновых и аномальные звезды, такие как звезда Пшибыльского, спектр которой показывает признаки эйнштейния, который никогда не встречается в природе. Возможно, в горячем и плотном интерьере звезды есть еще более тяжелые элементы.

    Тем не менее, нет никакой гарантии, что сверхтяжелые элементы существуют в природе. А длительный период засухи - с 2010 года не было создано никаких новых элементов - беспокоит некоторых исследователей.

    «Если вы оглянетесь на несколько десятилетий назад, - говорит Пекка Пююкко, химик-теоретик из Хельсинкского университета, - люди производят примерно один новый элемент, может быть, каждые 3 года - до сих пор». Сегодняшнее бесплодие может стать новой нормой.

    Заполнение таблицы

    В последние десятилетия лаборатории нескольких стран расширили таблицу искусственными элементами.Можно создать больше (серый цвет) из 172. Расчеты химика Пекки Пюккё из Хельсинкского университета предсказывают, что периодичность таблицы в определенных местах нарушится, в результате чего элементы, такие как 139 и 140, не будут иметь порядкового номера. N. DESAI / SCIENCE

    Даже если ученые смогут преодолеть техническую проблему создания новых элементов, остаются другие вопросы: сколько элементов может существовать, даже гипотетически? Как далеко может зайти таблица Менделеева?

    Одна известная теория предсказывает конец на элементе 172.Никто не знает, что произойдет выше этой точки, но по квантово-механическим причинам ядро ​​атома может начать поглощать электроны и сливать их с протонами, производя нейтроны в качестве побочного продукта. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока количество протонов не упадет до 172, что обеспечит жесткое ограничение атомного номера. (И если это звучит странно, что ж, это квантовая механика.)

    Другие исследования показывают, что элементы закончатся задолго до 172. По мере увеличения ядер сила отталкивания между протонами становится непреодолимой.По общему мнению, ядро ​​должно просуществовать не менее 10 - 14 секунд, чтобы считаться новым элементом. Учитывая, насколько хрупкими являются элементы в 110-х годах, более тяжелым элементам может быть сложно удержаться даже так долго. Некоторые ученые предсказывают, что ядра могут преодолеть эту проблему, скручиваясь в экзотические формы - полые пузыри или даже решетчатые шары. Но другие ученые сомневаются, что эти формы будут стабильными.

    Что жаль, потому что в 130–140-е годы могли произойти интересные вещи.В частности, sine qua non периодической таблицы Менделеева - ее периодичность - может полностью выйти из строя.

    Как правило, все элементы в одном столбце таблицы имеют схожие химические и физические свойства. Но эта тенденция не может сохраняться вечно. Ученым со всего мира удалось исследовать свойства отдельных сверхтяжелых атомов, изучая, как они прикрепляются к различным материалам. И связь между колонками и химическим поведением, кажется, уже разрушается в 110-е годы.

    Элемент 114, например, действует как газ при комнатной температуре, даже несмотря на то, что элемент над ним, свинец, является почти самым негазоподобным веществом, которое только можно вообразить. Точно так же, хотя элемент 118 попадает в столб благородных газов, теория предсказывает, что он будет легко притягивать электроны - чего не делает ни один другой благородный газ. Эти аномалии возникают из-за релятивистских эффектов: высокий концентрированный заряд сверхтяжелого ядра искажает орбиты окружающих электронов, что влияет на их поведение и образование связей.

    Как говорит Хаба, «химические свойства сверхтяжелых элементов очень уникальны, и мы не можем просто экстраполировать». И хотя 114 и 118, кажется, лишь незначительно отклоняются от ожиданий, даже более тяжелые элементы могут иметь совершенно неожиданные свойства, потому что релятивистские эффекты будут только усиливаться по мере того, как элементы набирают вес. Так куда же должны деваться аномальные элементы? В столбец, в котором указаны их атомные номера, или в столбец с элементами аналогичных свойств?

    Ответ зависит от того, кого вы спрашиваете.Для некоторых ученых таблица в первую очередь касается основной атомной структуры, а не химического поведения. Поэтому отклонения недопустимы. Другие исследователи более прагматичны. «Таблица Менделеева более полезна для того, чтобы рассказать мне, каков химический состав элемента, поэтому я бы поспорил за ее изменение», - говорит Гейтс.

    Pyykkö довел идею аномальных элементов до крайности, вычислив теоретические свойства для всех элементов через 172 и расположив их в футуристической таблице.Результат ошеломляющий: в какой-то момент последовательность атомных чисел перескакивает назад со 164 на 139 и 140, прежде чем перейти к 169 (см. Таблицу слева). Причудливый стол теперь висит на стене его офиса. «Когда я выступаю с докладами, - говорит он, - я обычно шучу, что этой таблицы Менделеева должно хватить на остаток этого столетия».

    Помимо разделения по структуре таблицы, существует более глубокий разрыв между людьми, которые считают, что поиск новых элементов стоит того, и теми, кто считает это пустой тратой времени и ресурсов.Гейтс выражает свой скептицизм: «Для элементов 119 или 120, с нашей нынешней технологией, вы смотрите на годы пучка потенциально для одного атома - и о чем это вам говорит?»

    Тем не менее, она понимает, почему некоторые лаборатории стремятся к новым элементам: «Новый элемент - это то, что вызывает у людей интерес . .. И он действительно помогает вам получать финансирование. Я просто не думаю, что наука движет экспериментами. Это политика». Действительно, 9-летнее стремление RIKEN к 113-му элементу привело к хорошему увеличению бюджета. А поскольку 113 был первым элементом, созданным в Азии, ученые стали народными героями Японии.Кто-то даже опубликовал мангу-комикс об их творчестве.

    Дубненские ученые утверждают, что их работа - это не просто трофейная охота. Карпов, который владеет четырьмя спортивными куртками и носит на каждой из них различные значки на лацкане с элементами русской тематики (дубний, флеровий, московий и оганессон), говорит, что создание новых элементов может подтвердить теоретические предположения об их периоде полураспада и других свойствах.

    Он и его коллеги также попытаются во время некоторых экспериментов добавить нейтроны к существующим сверхтяжелым элементам и создать их более долгоживущие версии.Назаревич, скептически относящийся к созданию новых элементов, видит в этом ценность. «Я бы хотел, чтобы мы стали более стабильными», - говорит он. Работа с существующими элементами может даже позволить ученым достичь острова стабильности - предполагаемой области долгоживущих сверхтяжелых элементов - и изучить свойства этих элементов. По крайней мере, технологии, используемые для создания новых элементов, могут помочь в производстве радиоизотопов для медицины и проверить, насколько хорошо компоненты спутников выдерживают бомбардировку частицами.

    Однако в конечном итоге поиск новых элементов - это отдельная награда - l'art pour l'art .«В увеличении количества протонов есть величие», - говорит Карпов. «Это естественно - доходить до предела» и пытаться выйти за его пределы. К тому же, говорит он с улыбкой, его московская булавка на лацкане блестит, «иногда хорошо сказать, что ты сделал что-то первым».

    Элемент недели: плутоний | видео | @GrrlScientist | Наука

    Кольцо оружейного качества из электрорафинированного плутония, типичное для колец, очищенных в Лос-Аламосе и отправленных в Роки-Флэтс для изготовления. Кольцо имеет чистоту 99.96%, вес 5,3 кг и диаметр около 11 см.
    Изображение: Лос-Аламосская национальная лаборатория (общественное достояние).

    Химический элемент этой недели - плутоний, который имеет обозначение Pu и атомный номер 94 . Вдохновленный двумя предыдущими элементами периодической таблицы, ураном и нептунием, плутоний получил свое название от тогдашней планеты Плутон (ныне преобразованной в карликовую планету), которая была открыта в 1930 году. Но почему плутоний вместо плутония? Плутоний лучше скатывается с языка.И почему Pu вместо Pl? Согласно моим источникам, первооткрыватели сказали, что Пу им больше понравился, потому что это звучало грубо.

    Хотя люди впервые увидели плутоний в 1940 году после его синтеза в лаборатории путем бомбардировки урана-238 дейтронами, по крайней мере три его изотопа можно найти в следовых количествах в дикой природе, особенно в эти пост-ядерные времена. Плутоний - чрезвычайно плотный трансурановый металл, который напоминает никель в высокой степени очистки, имея блестящий серебристый цвет, хотя его поверхность быстро тускнеет из-за окисления.Иногда плутоний имеет желтый или оливково-зеленый цвет. Плутоний обладает вдвойне захватывающими свойствами: он расширяется до 70% в объеме при окислении и внезапно вспыхивает при воздействии влажного воздуха.

    Наряду с торием и ураном плутоний является одним из трех делящихся элементов, и он очень радиоактивен. Поскольку часть его энергии радиоактивного распада выделяется в виде тепла, он, вероятно, обожжет вашу голую кожу, если вы держите его в руке, и он мог бы нагревать вашу чашку чая в течение многих миллионов лет.Плутоний имеет двадцать охарактеризованных радиоактивных изотопов, все из них, кроме трех, имеют период полураспада менее 7000 лет: плутоний-244 имеет самый длинный период полураспада (80,8 миллиона лет), а плутоний-242 (373 300 лет) и самый распространенный изотоп плутоний-239 (24 110 лет) имеет более короткий период полураспада.

    Плутоний имеет удобную цветовую кодировку своей степени окисления в растворе, чтобы вы могли с первого взгляда определить, с какой из них вы имеете дело. В водном растворе четыре ионных состояния плутония являются обычными [Pu (III) - прекрасная лаванда; Pu (IV) желтовато-коричневый; Pu (V) бледно-розовый; Pu (VI) оранжевый], в то время как одно ионное состояние встречается редко [Pu (VII) зеленый]:

    Цвет степеней окисления плутония.Каждая степень окисления, от Pu (III) до Pu (VII), имеет характерный цвет в растворе. Плутоний часто меняет степень окисления в растворе, что делает его взаимодействие с окружающей средой чрезвычайно сложным.
    Изображение: Лос-Аламосская национальная лаборатория (общественное достояние).

    Плутоний не очень интересен биологам, потому что он не нужен для жизни. Однако, поскольку при его радиоактивном распаде выделяется три типа ионизирующего излучения - альфа, бета и гамма, он очень опасен для жизни, вызывая лучевую болезнь, генетические повреждения, рак и смерть.Если плутоний попадает внутрь организма, он очень медленно всасывается и концентрируется как в печени, так и в костях. При вдыхании плутоний может вызвать рак легких. Из-за беспорядка в окружающей среде, создаваемого ядерным оружием, ядерными испытаниями и ядерными авариями, почти все живые существа на планете имеют в организме измеримые количества плутония.

    В этом видео наши любимые химики рассказывают нам больше о чудесах плутония:

    [Ссылка на видео]

    Что случилось с первым когда-либо синтезированным образцом плутония? Химик и совместный синтезатор плутония Глен Сиборг, руководителем которого был химик Г.Н. Льюис (1875-1946), прославившийся «точечной структурой Льюиса», положил ее в одну из деревянных коробок для сигар своего любителя сигар и хранил в шкафу в Калифорнийском университете в Беркли. Он оставался там неоткрытым, пока 25 лет спустя в этом районе не прошла «обычная» уборка. Сейчас он находится в Смитсоновском институте (подробнее здесь).

    .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

    Видеожурналист Брэди Харан - человек с камерой, а Ноттингемский университет - это место с химиками.Вы можете следить за Брэди в твиттере @periodicvideos и за Ноттингемским университетом в твиттере @UniofNottingham

    Вы уже встречали эти элементы:

    Нептуний: Np , атомный номер 93
    Уран: U , атомный номер 92
    Протактиний: Pa , атомный номер 91
    Торий: Th , атомный номер 90
    Актиний : Ac , атомный номер 89
    Радий: Ra , атомный номер 88
    Франций: Fr , атомный номер 87
    Радон: Rn , атомный номер 86
    Астатин: As , атомный номер 85
    Полоний: Po , атомный номер 84
    Висмут: Bi , атомный номер 83
    Свинец: Pb , атомный номер 82
    Таллий: Tl , атомный номер 81
    Ртуть: Hg , атомный номер 80
    Золото: Au , атомный номер 79
    Платина: Pt , атом ic номер 78
    Иридий: Ir , атомный номер 77
    Осмий: Os , атомный номер 76
    Рений: Re , атомный номер 75
    Вольфрам: W , атомный номер 74
    Тантал: Ta , атомный номер 73
    Гафний: Hf , атомный номер 72
    Лютеций: Lu , атомный номер 71
    Иттербий: Yb , атомный номер 70
    Тулий: ​​ Tm , атомный номер 69
    Эрбий: Er , атомный номер 68
    Гольмий: Ho , атомный номер 67
    Диспрозий: Dy , атомный номер 66
    Тербий: Tb , атомный номер 65
    Гадолиний: Gd , атомный номер 64
    Европий: Eu , атомный номер 63 9098 0 Самарий: Sm , атомный номер 62
    Прометий: Pm , атомный номер 61
    Неодим: Nd , атомный номер 60
    Празеодим: Pr , атомный номер 59
    Церий : Ce , атомный номер 58
    Лантан: La , атомный номер 57
    Барий: Ba , атомный номер 56
    Цезий: Cs , атомный номер 55
    Ксенон: Xe , атомный номер 54
    Йод: I , атомный номер 53
    Теллур: Te , атомный номер 52
    Сурьма: Sb , атомный номер 51
    Олово: Sn , атомный номер 50
    Индий: In , атомный номер 49
    Кадмий: Cd , атомный номер 48
    Серебро: Ag , атомный n Умбра 47
    Палладий: Pd , атомный номер 46
    Родий: Rh , атомный номер 45
    Рутений: Ru , атомный номер 44
    Технеций: Tc , атомный номер 43
    Молибден: Mo , атомный номер 42
    Ниобий: Ni , атомный номер 41
    Цирконий: Zr , атомный номер 40
    Иттрий: Y , атомный номер 39
    Стронций: Sr , атомный номер 38
    Рубидий: Rr , атомный номер 37
    Криптон: Kr , атомный номер 36
    Бром: Br , атомный номер 35
    Селен : Se , атомный номер 34
    Мышьяк: As , атомный номер 33
    Германий: Ge , атомный номер 32
    Галлий: Ga , атомный номер 31
    Цинк: Zn , атомный номер 30
    Медь: Cu , атомный номер 29
    Никель: Ni , атомный номер 28
    Кобальт : Co , атомный номер 27
    Железо: Fe , атомный номер 26
    Марганец: Mn , атомный номер 25
    Хром: Cr , атомный номер 24
    Ванадий: V , атомный номер 23
    Титан: Ti , атомный номер 22
    Скандий: Sc , атомный номер 21
    Кальций: Ca , атомный номер 20
    Калий: K , атомный номер 19
    Аргон: Ar , атомный номер 18
    Хлор: Cl , атомный номер 17
    Сера: S , атомный номер 16
    Фосфор: P , атомный номер 15
    Кремний: Si , атомный номер 14
    Алюминий: Al , атомный номер 13
    Магний: Mg , атомный номер 12
    Натрий: Na , атомный номер 11
    Неон: Ne , атомный номер 10
    Фтор: F , атомный номер 9
    Кислород: O , атомный номер 8
    Азот: N , атомный номер 7
    Углерод: C , атомный номер 6
    Бор: B , атомный номер 5
    Бериллий: Be , атомный номер 4
    Литий: Li , атомный номер 3
    Гелий: He , атомный номер 2
    Водород: H , атомный номер 1

    Вот интерактивная Периодическая таблица элементов Королевского химического общества, с которой действительно интересно играть!

    .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

    Grrlscientist также можно найти здесь: Maniraptora и в социальных сетях: facebook, Google +, LinkedIn, Pinterest и, конечно же, twitter: @GrrlScientist

    Периодическая таблица в KnowledgeDoor

    Ссылки (Щелкните рядом со значением выше, чтобы увидеть полную информацию о цитировании для этой записи)

    Allred, A. L. «Значения электроотрицательности на основе термохимических данных». Журнал неорганической и ядерной химии, том 17, номер 3-4, 1961 г., стр.215–221. DOI: 10.1016 / 0022-1902 (61) 80142-5

    Кэмпбелл, Дж. Л. «Выходы флуоресценции и вероятности Костера – Кронига для атомных L-подоболочек. Часть II: Возвращение к L1-подоболочкам». Атомные данные и таблицы ядерных данных, том 95, номер 1, 2009 г., стр. 115–124. doi: 10.1016 / j.adt.2008.08.002

    Кэмпбелл, Дж. Л. «Выходы флуоресценции и вероятности Костера – Кронига для атомных L-подоболочек». Атомные данные и таблицы ядерных данных, том 85, номер 2, 2003 г., стр.291–315. DOI: 10.1016 / S0092-640X (03) 00059-7

    Cardarelli, François. Справочник по материалам: Краткий настольный справочник, 2-е издание. Лондон: Springer – Verlag, 2008.

    Коэн, Э. Ричард, Дэвид Р. Лид и Джордж Л. Тригг, редакторы. Настольный справочник по физике AlP, 3-е издание. Нью-Йорк: Springer-Verlag New York, Inc., 2003.

    Коннелли, Нил Г., Туре Дамхус, Ричард М. Хартсхорн и Алан Т. Хаттон. Номенклатура неорганической химии: Рекомендации ИЮПАК 2005 г.Кембридж: Издательство RSC, 2005.

    Кордеро, Беатрис, Вероника Гомес, Ана Э. Платеро-Пратс, Марк Ревес, Хорхе Эчеверрия, Эдуард Кремадес, Флавия Барраган и Сантьяго Альварес. «Ковалентные радиусы еще раз». Dalton Transactions, номер 21, 2008 г., стр. 2832–2838. DOI: 10.1039 / b801115j

    Кокс, П. А. Элементы: их происхождение, изобилие и распространение. Oxford: Oxford University Press, 1989.

    de Podesta, Michael. Понимание свойств материи, 2-е издание.Лондон: Тейлор и Фрэнсис, 2002.

    Донохью, Джерри. Структуры элементов, 2-е издание. Малабар, Флорида: издательство Robert E. Krieger Publishing Company, 1974.

    Дронсковски, Ричард. Вычислительная химия твердотельных материалов. Вайнхайм, Германия: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005.

    Эмсли, Джон. Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 2003.

    Эмсли, Джон. Элементы, 3-е издание. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 1998.

    Филянд М.А., Семенова Е.И. Справочник редких Элементы: радиоактивные элементы и редкоземельные элементы, том 3. Перевод Майкла Э. Алфериева. Лондон: Oldbourne Book Co. Ltd., 1970.

    Файерстоун, Ричард Б. Таблица изотопов, 8-е издание, том 2. Под редакцией Вирджинии С. Ширли с помощниками редактора Корал М. Баглин, С. Ю. Фрэнк Чу и Джин Зипкин. . Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1996.

    Гринвуд, Н. Н. и А. Эрншоу. Химия элементов, 2-е издание.Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн, 1997.

    .

    Herchenroeder, J. W., and K. A. Gschneidner. «Стабильные, метастабильные и несуществующие аллотропы». Журнал Phase Equilibria, том 9, номер 1, 1988 г., стр. 2–12. DOI: 10.1007 / BF02877443

    Хо, К. Ю., Р. У. Пауэлл и П. Э. Лили. «Теплопроводность элементов: всесторонний обзор». Справочный журнал физических и химических данных, том 3, приложение 1, 1974 г., стр. С I – 1 по I – 796.

    Хоффман, Дарлин К., Альберт Гиорсо и Гленн Т.Сиборг. Трансурановые люди: внутренняя история. Лондон, Англия: Imperial College Press, 2000.

    Хорват А. Л. «Критическая температура элементов и периодическая система». Журнал химического образования, том 50, номер 5, 1973 г., стр. 335–336. DOI: 10.1021 / ed050p335

    Хухи, Джеймс Э., Эллен А. Кейтер и Ричард Л. Кейтер. Неорганическая химия: основы структуры и реакционной способности, 4-е издание. Нью-Йорк: издательство HarperCollins College, 1993.

    Ihde, Aaron J.Развитие современной химии. Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., 1984.

    Indelicato, P., J. P. Santos, S. Boucard и J.-P. Desclaux. "QED и Релятивистские поправки в сверхтяжелых элементах ». The European Physical Journal D - Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics, volume 45, number 1, 2007, pp. 155–170. Doi: 10.1140 / epjd / e2007-00229-y

    мл., Элберт Дж. Литтл и Марк М. Джонс. «Полная таблица электроотрицательностей». Журнал химического образования, том 37, номер 5, 1960, стр.231–233. DOI: 10.1021 / ed037p231

    Кальцояннис, Николас и Питер Скотт. Элементы f. Oxford: Oxford University Press, 1999.

    Кинг, Х. У. «Температурно-зависимые аллотропные структуры элементов». Бюллетень фазовых диаграмм сплавов, том 3, номер 2, 1982 г., стр. 275–276. DOI: 10.1007 / BF02892394

    Киттель, Чарльз. Введение в физику твердого тела, 8-е издание. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc, 2005.

    Konings, Rudy J.М., Ондрей Бенеш. «Термодинамические свойства f-элементов и их соединений. I. Лантаниды и актиниды металлов». Журнал физических и химических справочных данных, том 39, № 4, 2010 г., с. 043102–1–043102–47. DOI: 10.1063 / 1.3474238

    Лиде, Дэвид Р., редактор. CRC Справочник по химии и физике, 88-е издание. Бока-Ратон, Флорида: Taylor & Francis Group, 2008.

    Лос-Аламосская национальная лаборатория. ЛАНЛ: Джозеф В. Кеннеди. http: // www.lanl.gov/ история / чел. / J_Kennedy.shtml . Доступ 1 июля 2009 г.

    Marshall, James L. Discovery of the Elements: A Search для Основных Принципов Вселенной, 2-е издание. Бостон, Массачусетс: Pearson Custom Publishing, 2002.

    Мартин У. К. «Электронная структура элементов». Европейский физический журнал C - Частицы и поля, том 15, номер 1–4, 2000 г., стр. 78–79. DOI: 10.1007 / BF02683401

    Мисслер, Гэри Л.и Дональд А. Тарр. Неорганическая химия, 3-е издание. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл, 2004.

    Нэгл, Джеффри К. «Атомная поляризуемость и электроотрицательность». Журнал Американского химического общества, том 112, номер 12, 1990 г., стр. 4741–4747. DOI: 10.1021 / ja00168a019

    Нобелевский фонд. Эдвин М. Макмиллан: Нобелевская премия по химии 1951 г. http:// nobelprize.org/ nobel_prizes / химия / лауреатов / 1951/ mcmillan-bio.html . По состоянию на 1 июля 2009 г.

    Нобелевский фонд. Гленн Т. Сиборг: Нобелевская премия по химии 1951 г. http:// nobelprize.org/ nobel_prizes / химия / лауреатов / 1951/ seaborg-bio.html . Доступ 1 июля 2009 г.

    Pauling, Linus. Природа химической связи, 3-е издание. Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнельского университета, 1960.

    Pekka Pyykkö. Самосогласованные ковалентные радиусы 2009 г.http: // www.chem.helsinki.fi/ ~ pyykko / Radii09.pdf . Доступ 20 ноября 2010 г.

    Physics Today. Уведомление о смерти: Артур К. Валь. http: // www.physicstoday.org/ obits / notice_074.shtml . По состоянию на 1 июля 2009 г.

    Портер, Ф.Т. и М.С. Фридман. «Рекомендуемая энергия связи атомного электрона, от 1 с до 6p3 / 2, для тяжелых элементов, Z = от 84 до 103». Справочный журнал физических и химических данных, том 7, номер 4, 1978 г., стр.1267–1284.

    Пюкко, Пекка и Мичико Ацуми. "Ковалентные радиусы молекул с двойной связью для Elements Li-E112. "Chemistry - A European Journal, volume 15, number 46, 2009, pp. 12770–12779. doi: 10.1002 / chem.2002

    Pyykkö, Pekka, and Michiko Atsumi." Molecular Single- Связанные ковалентные радиусы для элементов 1-118. "Chemistry - A European Journal, volume 15, number 1, 2009, pp. 186–197. doi: 10.1002 / chem.200800987

    Ringnes, Vivi." Происхождение названий химических элементов ."Журнал химического образования, том 66, номер 9, 1989 г., стр. 731–738. DOI: 10.1021 / ed066p731

    Рорер, Грегори С. Структура и связывание в кристаллических материалах. Кембридж: Cambridge University Press, 2001.

    "

    Самсонов Г.В., редактор. Справочник по физико-химическим свойствам элементов. Нью-Йорк: Plenum Publishing Corporation, 1968.

    Sansonetti, J. E., and W. C. Martin. «Справочник по основным данным атомной спектроскопии». Журнал физических и Химические справочные данные, том 34, номер 4, 2005 г., стр.1559–2259. DOI: 10.1063 / 1.1800011

    Научная группа Thermodata Europe (SGTE). Чистые вещества: Часть 1 - Элементы и соединения от AgBr до Ba3N2. Под редакцией И. Уртадо и Д. Нойшютц. Берлин: Springer-Verlag, 1999. doi: 10.1007 / 10652891_3

    Seaborg, Glenn T. и Walter D. Loveland. Элементы помимо урана. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1990.

    Шеннон, Р. Д. "Пересмотренные эффективные ионные радиусы и систематические исследования Межатомные расстояния в галогенидах и халькогенидах."Acta Crystallographica Section A, volume 32, number 5, 1976, pp. 751–767. Doi: 10.1107 / S0567739476001551

    Silbey, Robert J., Robert A. Alberty, and Moungi G. Bawendi. Physical Chemistry, 4th издание. Хобокен, штат Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., 2005.

    Сингман, Чарльз Н. «Атомный объем и аллотропия элементов». Журнал химического образования, том 61, номер 2, 1984, стр. 137– 142. doi: 10.1021 / ed061p137

    Слейтер, Дж. К. «Атомные радиусы в кристаллах."Журнал химической физики, том 41, номер 10, 1964 г., стр. 3199–3204. DOI: 10.1063 / 1.1725697

    Смит, Дерек В. Неорганические вещества: прелюдия к изучению описательной неорганической химии. Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 1990.

    Стюарт, Г. Р. «Измерение низкотемпературной удельной теплоемкости». Обзор научных инструментов, том 54, номер 1, 1983 г., стр. 1–11. DOI: 10.1063 / 1.1137207

    Стюарт, Г. Р. "Измерение низкотемпературной удельной теплоемкости."Review of Scientific Instruments, том 54, номер 1, 1983 г., стр. 1–11. Doi: 10.1063 / 1.1137207

    Тари, А. Удельная теплоемкость вещества при низких температурах. Лондон: Imperial College Press, 2003.

    Вайнштейн, Борис К., Владимир М. Фридкин, Владимир Л. Инденбом. Структура кристаллов, 2-е издание. Современная кристаллография 2. Под редакцией Бориса К. Вайнштейна, А. А. Чернова и Л. А. Шувалова. Берлин: Springer-Verlag, 1995.

    Waber, JT, and Don T. Cromer.«Радиусы орбит атомов и ионов». Журнал химической физики, том 42, номер 12, 1965, стр. 4116–4123. DOI: 10.1063 / 1.1695904

    Weeks, Мэри Эльвира и Генри М. Лестер. Открытие Стихий, 7-е издание. Истон, Пенсильвания: Журнал химического образования, 1968.

    Yaws, Карл Л. Справочник по физическим свойствам углеводородов и химикатов Yaws. Хьюстон, Техас: Gulf Publishing Company, 2005.

    Physical Review Letters - Transuranium Elements and the _Physical Review_

    С появлением новых источников тяжелых ионов, от гелия до неона, элементы 101–106 были обнаружены в лаборатории Lawrence Berkeley National Лаборатория (ЛБЯЛ) и Лаборатория ядерных реакций Флерова (ЛЯР).Использование ядерных термоядерных реакций, вызванных тяжелыми ионами, представляло собой сложную перспективу, поскольку энергию снаряда необходимо было точно регулировать. Слишком низко, и снаряд не сможет преодолеть кулоновский барьер ядра-мишени. Слишком высокая, и вновь созданное составное ядро ​​подвергнется делению, прежде чем перейдет в основное состояние. Об этих открытиях было сообщено в нескольких журналах.

    Новый элемент Менделевий, атомный номер 101
    А. Гиорсо, Б. Г. Харви, Г. Р. Чоппин, С.G. Thompson, G. T. Seaborg.
    Phys. Ред.98, 1518 (1955)

    Открытие нового изотопа менделевия
    L. Phillips, R. Gatti, A. Chesne, L. Muga, and S. Thompson
    Phys. Rev. Lett. 1, 215 (1958)

    Свойства изотопа 102 254
    Загер Б.А., Миллер М.Б., Михеев В.Л. и др. .
    В энергии (1966) 20: 264

    Свойства изотопа 102 254
    Донец Е.Д., Щеголев В.А. & Ермаков, В.А.
    В энергии (1966) 20: 257

    New Element, Lawrencium, Atomic Number 103
    Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon E. Larsh и Robert M. Latimer
    Phys. Rev. Lett. 6, 473 (1961)

    Синтез изотопа 103 элемента (лоуренсий) с массовым числом 256
    Донец Е.Д., Щеголев В.А. & Ермаков, В.А.
    В энергии (1965) 19: 995

    О ядерных свойствах изотопов 256 103 и 257 103
    Флеров Г.Н., и др., .
    Ядерная физика, Раздел A, 106 (2), стр. 476-480 (1967)

    Радиоактивные свойства элемента 103
    Друин В.А.
    Яд. Физ. 12 (1970) 268-271 (на русском. Перевод с.146)

    Исследования изотопов Лоуренсия с массовыми числами 255–260
    Кари Эскола, Пиркко Эскола, Матти Нурмия и Альберт Гиорсо
    Phys. Ред. C 4, 632 (1971)

    Эксперименты по химии элемента 104
    Звара Ю., Чубурков Ю.Т., Палетка Р., Шалаевский М.Р.
    Радиохимия. 1969. Vol. 11. с. 163.

    Эксперименты по химии элемента 104-курчатовий-V: Адсорбция хлорида курчатовия из газового потока на поверхности стекла и хлорида калия
    И. Звара и др. .
    Журнал неорганической и ядерной химии, 32 (6), стр. 1885-1894 (1970)

    Положительная идентификация двух изотопов элемента, излучающих альфа-частицы 104
    А. Гиорсо, М. Нурмия, Дж. Харрис, К. Эскола и П.Eskola
    Phys. Rev. Lett. 22, 1317 (1969)

    New Element Hahnium, атомный номер 105
    Альберт Гиорсо, Матти Нурмия, Кари Эскола, Джеймс Харрис и Пиркко Эскола
    Phys. Rev. Lett. 24, 1498 (1970)

    Исследование a-распада изотопов элемента 105
    В. А. Друин и др. .
    Яд. Физ. 13 (1971) 251-255 (перевод с.139)

    Элемент 106
    А. Гиорсо, Дж. М. Нитшке, Дж. Р. Алонсо, К. Т. Алонсо, М. Нурмия, Г. Т. Сиборг, Э.K. Hulet, R. W. Lougheed
    Phys. Rev. Lett. 33, 1490 (1974)

    Синтез нейтронодефицитных изотопов фермия, курчатовия и элемента 106
    Ю.Ц. Оганесян и др. .
    ETP Lett. 20, 265–266 (1974)

    .

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *