Сколько химических элементов в таблице: Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Содержание

Конечно ли число химических элементов?

Пробелов в таблице Менделеева больше нет. Номер элемента в таблице равен заряду ядра его атомов, потому он не может быть дробным или меньше единицы. Значит, расширять таблицу Менделеева можно только в сторону увеличения заряда атомных ядер. Проблема в том, что все элементы тяжелее свинца неустойчивы, радиоактивны, и период полураспада быстро снижается с ростом заряда ядра. Если 92-й элемент, уран, живет до 4,5 миллиарда лет, то 101-й, менделевий, — в лучшем случае два месяца, а № 115, московий, и более тяжелые — доли секунды. Хотя даже для таких короткоживущих элементов некоторые химические свойства можно установить методом газовой экспресс-хроматографии.

Физиками были предсказаны острова стабильности — особые комбинации количества протонов и нейтронов, при которых ядра оказываются относительно долгоживущими. К примеру, должен иметь повышенную устойчивость изотоп флеровий-298 с 114 протонами и 184 нейтронами. Однако получить изотоп со столь большим количеством нейтронов проблематично.

Синтезируют сверхтяжелые элементы, облучая мишени из тяжелых элементов ядрами более легких, а в ядрах последних нейтронов относительно мало. До недавних пор самым популярным «снарядом» был кальций-48, имеющий уникально большое для легкого элемента отношение числа нейтронов к количеству протонов, однако из него уже выжали едва ли не всё, что можно.

Самый тяжелый элемент для мишени — калифорний, № 98. Из кальция и калифорния в Дубне получили элемент № 118, оганесон, — самый тяжелый на сегодняшний день. В 2019 году там же запустили новый циклотрон ДЦ-280, на котором планируют синтезировать элементы 119 и 120 при помощи ионов титана-50. Работы по синтезу новых элементов ведутся также в США, Германии, Японии.

Насколько тяжелые ядра могут вообще существовать, каковы фундаментальные ограничения их заряда и массы — вопрос скорее к специалистам по ядерной физике. Насколько мне известно, эти пределы точно не установлены. У самых тяжелых элементов самые долгоживущие изотопы — самые тяжелые. Вполне может быть, что еще более тяжелые их изотопы более устойчивы. Нельзя исключить: они настолько долгоживущие, что могут быть обнаружены в природе. Были такие сообщения об элементах №№ 108, 114, 116, 122, 124, 126, 127, но ни одно из них не подтвердилось. В метеоритах находили треки частиц, могущих быть ядрами сверхтяжелых элементов до № 130.

Фото с сайта НИОХ СО РАН и из открытых источников
 

Женщины периодической таблицы — Science in School

Author(s): Аннет Ликкнес [Annette Lykknes], Бригит Ван Тиггелен [Brigitte Van Tiggelen]

Перевод выполнен Надей Фёдоровой (Nadia Fedorova). Познакомьтесь со вкладом женщин-учёных в изучение химических элементов – и как это влияет на наше понимание природы…

В марте 1869 года русский химик Дмитрий Менделеев впервые докладывал об изобретённый им периодической системе химических элементов в Российской Академии Наук (Gordin, 2004).

Менделеев разработал свою систему на основании сформулированного им же периодического закона, утверждающего что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса. Система Менделеева, достигшая полуторавековой годовщины, доказала свою устойчивость в свете новых научных открытий, начиная с открытия благородных газов и радиоактивных элементов и кончая квантовой физикой.

Впрочем история периодической таблицы элементов началась задолго до 1869 года, так же как и научный вклад внесённый в разработку периодической теории женщинами-учёными. История научных открытий часто представляется с точки зрения основных понятий и теорий, и упускает огромное количество экспериментальных работ и случайных наблюдений благодаря которым были разработаны эти понятия и теории. Именно эту забытую и неоценённую работу часто выполняли женщины. Желая изменить эту тенденцию, в год объявленный Международным Годом Периодической Таблицы

w1, мы хотим рассказать истории нескольких женщин-учёных, чьи работы внесли важный вклад в изучение элементов периодической таблицы.

XVIII век

Мария-Анна Лавуазье и новая идея химического элемента

Портрет Марии-Анны и
Антуана Лавуазье [Marie-
Anne and Antoine Lavoisier]
(1788) (нажмите на
фотографию для
увеличения)

Жак-Луи Давид [Jacques-Louis
David], свободный доступ
 

Революция в химии, происшедшая во Франции в восьмидесятых годах восемнадцатого века, часто отмечается как начало современной химической науки. Центральной фигурой в этом процессе выступал французский аристократ Антуан Лавуазье [Antoine Lavoisier]. В своей работе Méthode de nomenclature chimique (1787), Лавуазье и его коллеги присвоили новые систематические имена всем известным в то время химическим элементам и разработали правила наименование химических соединений которые используются по сей день. Лавуазье также определил химический элемент как элементарную субстанцию которая не поддается разложению во время химического анализа, и составил таблицу содержащую 33 элемента.

Хотя не все они признаются элементами в современной химии, работы Лавуазье положили конец эпохе в которой выделялись только четыре элемента, земля, воздух, огонь, и вода.   

На известной картине Лавуазье изображён со своей женой Марией-Анной: он занят работой а она представлена в виде его музы-вдохновительницы. На самом деле, их отношения этим не ограничивались. Мария-Анна принимала активное участие в научной работе мужа. Она помогала ему в лаборатории, вела его корреспонденцию, принимала иностранных учёных в своём салоне, переводила зарубежные научные статьи на французский, и иллюстрировала научные книги. Кроме того, она сыграла большую роль в распространении новых химических идей, особенно идеи кислорода, когда она перевела и снабдила критическими комментариями работу ирландского химика Ричарда Кирвана [Richard Kirwan], скептически относившегося к идее синтеза воздуха из кислорода и водорода и придерживавшегося теории ‘флогистона’.

XIX век

Джейн Марсе знакомит широкую публику с химическими элементами

В 1806 году, спустя несколько десятилетий после революции в химической науке, швейцарка из Лондона по имени Джейн Марсе [Jane Marcet] написала учебник по химии который выдержал 16 английских и по меньшей мере 23 американских издания и был переведён на французский, немецкий и итальянский языки (Dreifuss & Sigrist, 2012).

Учебник был написан в форме диалога и предназначен для женской аудитории, и его широкий успех сделал химию изысканным и благородным предметом интереса для широкой публики, включая женщин и девочек. Марсе включила в учебник новейшие на то время открытия в химии: взяв за основу таблицу химических элементов Лавуазье, она добавила в неё только-что открытые Хэмфри Дэви [Humphry Davy] щелочные и щелочноземельные металлы (Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba). Кроме того в учебнике были упомянуты элементы теоретически предсказанные или практически полученные Йёнсом Якобом Берце́лиусом [Jöns Jacob Berzelius] и его учениками (Ce, Th, Se, Si, Zr, Li, La, Er, Tb, V), а также элементы открытые Уильямом Хайдом Волластоном [William Hyde Wollaston] (Rh, Pd), Смитсоном Теннантом [Smithson Tennant] (Os, Ir), и Чарльзом Хэтчеттом [Charles Hatchett] (колумбий, сейчас известный как Nb). Марсе вращалась в Лондонском научном обществе, и через своих знакомых она знала о многих открытиях которые ещё не стали достоянием общественности.

Не смотря на это, первые издания её учебника были опубликованы анонимно.

Иллюстрация из учебника Джейн Марсе [
Jane Marcet] “Беседы о химии” [Conversations on Chemistry], изображающая химический аппарат и способы его применения (нажмите на фотографию для увеличения)
Национальная медицинская библиотека США [US National Library of Medicine/archive.org], свободный доступ

Юлия Лермонтова и редкие платиновые металлы

Портрет Юлии Лермонтовой
[Julia Lermontova]

А Карвэйн [A Karvain]/Institut
Mittag-Leffler
 

Положение Юлии Лермонтовой [Julia Lermontova] намного отличалось от её предшественниц. Русская женщина-химик стала первой женщиной в Германии (и одной из первых в мире) получившей докторскую степень в химии в 1874 году. Современница Менделеева, она училась в Гейдельберге [Heidelberg] у Роберта Бунзена [Robert Bunsen], работала с Августом Вильгельмом фон Гофманом [Wilhelm von Hoffman] и получила свою докторскую степень в Гёттингене [Göttingen].

Лермонтова взяла на себя тяжёлую и кропотливую работу по определению места в периодической таблице для элементов платиновой группы (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt). Эти элементы очень близки друг к другу по своим свойствам и атомному весу. Необходимость точно определить их атомный вес требовала приготовления абсолютно чистых химических субстанций, для чего было необходимо точно повторять сложные аналитические измерения много раз подряд. Понятно что такая работа не пользовалась интересом у большинства учёных и обычно доставалась “пехотинцам от науки”, таким как Лермонтова. Научный вклад таких лабораторных химиков, многие из которых были женщинами и от которых требовалось получение чистых элементов или измерение точного атомного веса, огромен, но в большинстве своём забыт. Однако именно эта кропотливая работа ярко иллюстрирует проблемы с которыми сталкивались Менделеев и его современники в своих усилиях сгруппировать все известные элементы в осмысленную систему. Неопубликованные работы Лермонтовой, долгое время остававшиеся неизвестными, были обнаружены в архиве Менделеева почти сто лет спустя.
 

XX век

Мария Склодовская-Кюри и радиоактивные элементы

Мария и Пьер Кюри [Marie
and Pierre Curie] в своей
лаборатории, около 1900
года

Wellcome Collection,CC BY 4.0

Не смотря на то что научные работы Марии Склодовской-Кюри [Marie Curie] хорошо известны, их научный вклад всё равно поражает воображение. С тех пор как Мария, вместе с мужем Пьером и сотрудником Густавом Бемонтом [Gustave Bémont], открыла полоний и радий в 1898 году, они должны были проделать огромную работу, подвергая тонны минеральной смолы тщательному химическому анализу, чтобы получить 0.1 г хлорида радия в 1902 году (Quinn, 1995). Хотя Мария была женой Пьера, они работали независимо друг от друга до тех пор пока Пьер не осознал огромную важность работы жены и не присоединился к её лаборатории. Любопытно что в данном случае забытым учёным оказалась не женщина а мужчина, Бемонт.

Ида Ноддак-Такке и рений

Ида Ноддак-Такке [Ida
NoddackTacke] регулирует
рентгеновский
спектрометер в своей
лаборатории, 1944 год

Архив Католического
Университета в Левене
[Universiteitsarchief Katholieke
Universiteit te Leuven]
 

Немецкому химику Иде Ноддак-Такке [Ida Noddack-Tacke] пришлось проделать ту же изнуряющую работу что и Марии Склодовской-Кюри когда она трудилась над получением одного из самых редких металлов на земле, рения (Van Tiggelen, 2001). Открытие рения было объявлено Идой (вместе с её женихом Вальтером Ноддаком [Walter Noddack] и сотрудником Отто Бергом [Otto Berg], ещё одним забытым учёным) в 1925 году, но прошло ещё три года прежде чем были получены первые 120мг чистого рения, а его атомный вес был измерен только в 1929 году. Столько времени Иде и Вальтеру потребовалось чтобы найти места с богатыми залежами рениевой руды и проанализировать тысячи образцов для получения чистого элемента. Осталось большое количество лабораторных записей свидетельствующих о кропотливой и однообразной работе которая часто не приносила успеха. Несмотря на то что Ноддаки, также как Кюри, помогали друг другу в научной работе, Ида оставалась в финансовой зависимости от мужа и её академическая карьера полностью зависела от Вальтера.

Стефани Хоровиц и доказательство радиоактивных изотопов

Стефани Хоровиц [Stefanie
Horovitz]
в Институте Радия
[The Radium Institute] в
Вене, 1915 год
Австрийская Центральная
Физическая Библиотека
[Austrian Central Library for
Physics], Вена
 

Работа польского химика еврейского происхождения Стефани Хоровиц [Stefanie Horovitz] обеспечила первое авторитетное доказательство существования изотопов. Идея изотопов, элементов которые могут существовать в состоянии разного атомного веса, была изначально предложена английским химиком Фредериком Содди [Frederick Soddy] в 1913 году. Содди, в свою очередь, использовал термин предложенный английским доктором Маргарэт Тодд [Margaret Todd]. К этому времени было открыто около 35 радиоактивных элементов – намного больше чем количество пустых мест в периодической таблице. Существование изотопов разрешало эту проблему, так как многие вновь открытые радиоактивные элементы позже оказались изотопами ранее известных. Однако эта идея была вначале встречена скептически.

Чтобы доказать существование изотопов, Содди выдвинул идею для экспериментального анализа: если свинец может существовать в виде разных изотопов, тогда атомный вес свинца полученного из урана будет отличаться от обычного свинца. В 1914 году эта работа была поручена Хоровиц её научным руководителем, Отто Хёнигшмидом [Otto Hönigschmid] из Венского Института Радия. Много дней Стефани провела в лаборатории изолируя образцы чистейшего свинца из радиоактивной урановой руды и измеряя их атомный вес с помощью точнейших гравиметрических методов. Её измерения показали разницу в атомном весе превышающую экспериментальную ошибку, тем самым раз и навсегда доказав существование изотопов.  

Кроме того, вместе с Хёнигшмидом, она помогла опровергнуть существование предположительно нового элемента названного ионием. Они доказали что ионий имел те-же спектроскопические и химические свойства что и торий, отличаясь от тория только атомным весом. В результате ионий был классифицирован как изотоп тория (Th-230).

Эллен Гледич и не радиоактивные изотопы

Портрет Эллен Гледич [Ellen
Gleditsch], 1927
год
Крис Кох [Chris Koch]
 

Хотя Эллен Гледич [Ellen Gleditsch] родилась и выросла в Норвегии, она получила первый опыт работы с радиоактивными элементами в лаборатории Марии Кюри в Париже (Lykknes, 2005). После этого она уехала в Америку, где её работа в Йельском Университете [Yale University] помогла установить точную величину периода полураспада радия (позднее классифицированного как изотоп RA-226). Эта работа, опубликованная в 1915 году, дала науке важную константу так как радий считался эталоном в этой исследовательской области.

Позднее, работая в Гарвардском Университете [Harvard University], Гледич (как и Хоровиц) увлеклась работой с изотопами. Тогда уже было известно что атомный вес радиоактивных элементов (или продуктов радиоактивного распада) может меняться в зависимости от их геологической природы. Например, в рудах богатых природным торием, изобилие свинца-208 повышает атомный вес свинца, тогда как в урановых рудах (откуда получают свинец-206) атомный вес свинца будет ниже. Эта изменчивость изначально приписывалась только радиоактивным элементам.

Но изобретение масс-спектрографа, совершённое Фрэнсисом Астоном [Francis Aston] в 1919 году, опровергло это убеждение. Масс-спектрограф позволил произвести исключительно аккуратную классификацию элементов на основании их атомного веса и электрического заряда. Когда Астон объявил что он обнаружил два отдельных атомных веса хлора (35 и 37) со средним атомным весом в 35. 46, это было встречено скептически – получалось что и в этом случае изотопный состав зависит от геологической природы. Вся концепция постоянства атомного веса, на базе которой была построена периодическая система, оказалась под сомнением.

Когда Гледич и её сотрудники исследовали хлор полученный из разных источников, они обнаружили что изотопный состав хлора на самом деле не меняется от источника к источнику. Несмотря на то что Ирэн Кюри [Irène Curie] (дочь Пьера и Марии) получила противоположные результаты, Гледич заключила что образцы Кюри были загрязнены. В конце концов атомный вес хлора оказался постоянным и угроза стабильности атомного веса была предотвращена.

Комплексность и сотрудничество

На протяжение всего существования периодической системы женщины внесли значительный научный вклад в её развитие: в салонах VIII века; как переводчики научных трактатов; как авторы учебников и распространительницы знаний; как жёны, сёстры и дочери учёных, помогавшие им в научных исследованиях; как лаборанты, учителя, и профессора; в лабораториях, школах, в семьях, и на заводах (Watts, 2007). Истории отдельных женщин, которые обогатили науку периодической системы элементов, доказывают что научная работа сложна и многогранна и что она основана на взаимном сотрудничестве. Кроме того, эти истории не только знакомят нас с мало известным научным вкладом многих женщин (и мужчин): они также открывают перед нами истинную природу науки и научных исследований.

Благодарности

Авторы хотят поблагодарить всех кто предоставил статьи о женщинах-учёных и химических элементах в предстоящий том “Женщины в своей стихии: Вклад отдельных женщин в развитие периодической системы” [Women in their Element: Selected Women’s Contributions to the Periodic System] (публикуется World Scientific, Август 2019). Особенная благодарность следующим авторам: Патрис Брет [Patrice Bret] и Кейко Кавашима [Keiko Kawashima], Жизела Боек [Gisela Boeck], Питер Чайлдс [Peter Childs], Джон Хадсон [John Hudson], Мерилин и Джофри Рэйнер-Кэнем [Marelene and Geoffrey Rayner-Canham], и Кзэвиер Рок [Xavier Roqué].

Download

Download this article as a PDF

References

  • Dreifuss JJ, Sigrist NT (2012) The making of a bestseller: Alexander and Jane Marcet’s Conversations on Chemistry. In Lykknes A, Opitz DL, Van Tiggelen B (eds) For Better or For Worse? Collaborative Couples in the Sciences pp 19–32. Basel, Switzerland: Birkhäuser/Springer. ISBN: 3034802854
  • Gordin MD (2004) A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table. New York, USA: Basic Books. ISBN: 046502775X
  • Lykknes A (2005) Ellen Gleditsch: Professor, Radiochemist, and Mentor. PhD thesis, Department of Chemistry, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway.
  • Quinn S (1995) Marie Curie: A Life. Cambridge, USA: Perseus Books. ISBN: 0201887940
  • Van Tiggelen B (2001) The discovery of new elements and the boundary between physics and chemistry in the 1920s and 1930s. The case of elements 43 and 75. In Reinhardt C (ed) Chemical Sciences in the 20th Century: Bridging Boundaries pp 131–145. Weinheim, Germany: Wiley-VCH. ISBN: 3527302719
  • Watts R (2007) Women in Science: A Social and Cultural History. London, UK: Routledge. ISBN: 0415253071

Web References

  • w1 – Организация Объединённых Наций объявила 2019 год Международным Годом Периодической Системы Химических Элементов. Прочитайте декларацию ни сайте United Nations.

Resources

  • Узнайте больше о Международном Годе Периодической Таблицы на сайте IYPT2019.
  • Прочитайте больше о Джейн Марсе и написанном ей учебнике в этой статье Chemistry World.
  • Прочитайте краткие биографии Марии Склодовской-Кюри, Антуана Лавуазье и Джейн Марсе на сайте Института Научной Истории [Science History Institute].
  • Исследуйте историю периодической таблицы прочитав об альтернативных путях расположения элементов. Смотрите:

Author(s)

Аннет Ликкнес [Annette Lykknes] — профессор химического образования в Норвежском Университете Науки и Техники [Norwegian University of Science and Technology] в Норвегии. Она имеет степень магистра в области химического образования и докторскую степень по истории химии. С 2005 года она готовит преподавателей естественных наук. Ее научные интересы включают историю химии, научный вклад женщин и семейных пар, историю учебников по химии (как старых так и современных), природу науки, и преподавание естественных наук в школах через культуру и практику.

Бригит Ван Тиггелен [Brigitte Van Tiggelen] является директором по европейским операциям и старшим научным сотрудником Центра Исторических Исследований Института Истории Науки [Center for Historical Research at the Science History Institute] в Филадельфии, Пенсильвания, США. Она также является членом Центра Исторических Наук Католического Университета [Centre de Recherche en Histoire des Sciences, Université Catholique de Louvain] в Лувене, Бельгия. Она изучала физику и историю, и написала докторскую диссертацию по истории химии. Ее исследовательские интересы включают научный вклад семейных пар и женщин, историю отечественной науки и бельгийской химии. Она основала Mémosciences с целью популяризации истории науки, в особенности среди учителей средних школ.


Review

Большинство людей, если их попросят назвать женщин внёсших научный вклад в развитие периодической таблицы, не смогут назвать ни одной. Эта статья даёт короткое но исключительно интересное представление о развитие этого фундаментального химического принципа, а также знакомит со многими забытыми учёными (как женщинами так и мужчинами) выполнившими большую научную работу но не получившими должного признания.  

Эта статья может помочь стимулировать дискуссию, или послужить как материал для дополнительного чтения при изучении химии. Рекомендуется также делать меж-предметные ссылки в другие области науки где роль женщин недооценивается, например вычислительная техника, математика, и исследование космоса. Статья будет хорошим ресурсом для организованного классного чтения или как упражнение на понимание. Возможны следующие вопросы:

  • Опишите роль Марии-Анны Лавуазье в установлении современной концепции химического элемента.
  • Объясните почему учебник Джейн Марсе был успешным в популяризации химических элементов.
  • Почему определение правильного расположения некоторых элементов в периодической таблице оказалось трудной задачей?

Кэрин Ховард [Caryn Howard], руководитель отдела химии, Школа Святой Марии [St Mary’s School], Калн, Великобритания

License

На Общем собрании РАН прошла научная сессия «Периодическая таблица элементов ― универсальный язык естествознания»

​Открывая чтения, президент Российской академии наук академик Александр Михайлович Сергеев напомнил, что 2019 год объявлен ООН и ЮНЕСКО Международным годом периодической таблицы. «К сожалению, далеко не во всех странах она носит имя Дмитрия Ивановича Менделеева, ― отметил глава РАН, ― и эта инициатива является важным поводом для того, чтобы закрепить приоритет за российской наукой».

 

Академик Юрий Александрович Золотов из московского Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН сделал экскурс в историю открытия. «В конце 1860-х годов 35-летний профессор Менделеев, работая над книгой “Основы химии”, столкнулся с необходимостью единой систематизации элементов и, перепробовав разные варианты, остановился на их расстановке по возрастанию атомного веса. Дмитрий Иванович обнаружил, что при таком расположении свойства элементов периодически повторяются, и отобразил это в виде таблицы. День 15 февраля 1869 года, когда он разослал эту таблицу своим коллегам, считается днем рождения периодического закона».

 

 

   Юрий Золотов

 

Докладчик напомнил, что химии было посвящено около трети работ Менделеева ― остальные относились к физике, метрологии, промышленности, сельскому хозяйству, воздухоплаванию и другим отраслям. Как химик Дмитрий Иванович также был разносторонним: выступил с гипотезой минерального происхождения нефти, пропагандировал нефтехимию, создал гидратную теорию растворов и вариант бездымного пороха, но вошел в историю прежде всего как автор периодического закона. «Да, более правильно говорить “закон”, а не “таблица”, поскольку и до Менделеева некоторые химики публиковали таблицы аналогий между элементами, ― подчеркнул академик Ю. Золотов, ― но только Дмитрий Иванович поднялся до уровня единого закона, имеющего предсказательную силу и позволяющего прогнозировать открытие новых элементов, каковым был гипотетический менделеевский экалюминий, ставший затем галлием».

 

Юрий Золотов акцентировал, что Менделеев при составлении рядов элементов сталкивался с трудностями, одна из которых касалась места водорода. «Он и сегодня числится “чужим среди своих”, ― заметил академик, ― и его присутствие в первой группе ― результат компромисса». Сам Менделеев, по словам Ю. Золотова, предполагал возможность существования элементов легче водорода, которым дал названия ньютоний и короний. «Идея наличия таких элементов до сих пор встречается в литературе», ― напомнил Ю. Золотов.

 

За 150 лет своего существования периодический закон трансформировался. В основу систематизации элементов вместо атомного веса был положен заряд атомных ядер, затем ― периодичность электронных структур атомов. Тем не менее предсказательная сила закона остается незыблемой. Если при жизни Менделеева было известно 63 элемента и несколько гипотетических, то сегодня 108-й элемент завершил седьмой ряд периодической таблицы, последние дополнения которой явились результатом экспериментов ученых разных стран с элементарными частицами.

 

Об этих экспериментах рассказал академик Юрий Цолакович Оганесян из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Систему элементов, из которых состоит Вселенная, ученые сегодня рассматривают на основе типологии ядер. «Таковых известно около 3 000, из них только 287 сохранились со времени образования Земли до наших дней», ― сообщил ученый. Мир сравнительно стабильных элементов и их ядерных основ он представил в виде географической карты, на которой в «океан нестабильности» выдается «континент», завершающийся свинцом, а более тяжелые элементы (торий, уран, плутоний) образуют «полуостров». Исследуя свойства ядер и элементарных частиц, ученые предположили наличие за этой структурой «отмели» и «острова стабильности». Именно в этих условных локусах и были открыты последние из известных элементов, в том числе с именами дубний, московий и флёровий, которые Юрий Оганесян назвал «предсказанными островитянами». «За последние 80 лет периодическая таблица пополнилась 26 рукотворными элементами тяжелее урана, шесть из которых синтезированы в Дубне», ― резюмировал ученый.

 

 

   Аслан Цивадзе

 

Темой выступления академика Аслана Юсуповича Цивадзе из Института физической химии и электрохимии РАН (Москва) стала другая группа элементов ― редкоземельные металлы, которые в недавней публикации журнала Science были названы «головной болью Менделеева и современным чудом».  «Шесть таких элементов Менделеев не мог встроить ни в один ряд и в результате выделил для них отдельный блок, ― отметил докладчик. ― Однако при жизни Дмитрия Ивановича было открыто еще десять, а последний из группы ― в 1940 году». Академик А. Цивадзе рассказал о разработке в России химических методов экстрации «редких земель» из природных соединений, отметив при этом: «К сожалению, академические институты не привлекаются к организации промышленного производства для выхода на мировые рынки».

 

Тем не менее научные организации под эгидой РАН действуют по собственной инициативе. Аслан Цивадзе рассказал о работах по извлечению из природных носителей рения ― элемента, около 50 % мировой добычи которого используется в сплавах для авиатурбостроения, а остальная половина ― в приборостроении и производстве новейших катализаторов. В 1992 году на курильском острове Итуруп в фумаролах вулкана Кудрявый было открыто рениевое месторождение, оцененное по прогнозным запасам как третье в мире. «Совместно с коллегами из Института вулканологии ДВО РАН мы исследовали образцы концентратов и подтвердили перспективность добычи рения», ― сообщил академик. Как рассказал А. Ю. Цивадзе, в ИФХЭ РАН разработали проект, а затем опытный образец промышленной установки, способной обогащать природное рениевое сырье до концентрации 500―700 грамм на тонну, которую установили прямо на вулкане в сентябре этого года. «Условия там крайне тяжелые, но у нас появилась надежда, что мы встали на путь решения этой сложной задачи», ― резюмировал ученый.

 

Вопросам организации внедрения разработок в области получения стратегически важных материалов и новейших технологий на их основе было посвящено также выступление академика Евгения Николаевича Каблова из Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ). Коснувшись роли Российской академии наук в этом процессе, ученый подчеркнул: «РАН должна получить правовой статус высшего научного учреждения России, а также, с учетом вовлеченности институтов в деятельность Академии, прописанную в ее Уставе, возможность самостоятельной исследовательской деятельности».

 

 

   Валерий Чарушин

 

Председатель Уральского отделения РАН академик Валерий Николаевич Чарушин в своем докладе раскрыл участие различных химических элементов в жизни каждого человека. Он начал с четырех важнейших: водорода, углерода, азота и кислорода — которые связаны с формированием всего живого на Земле. «Удивительно, что всего из четырех этих элементов построены миллионы органических веществ», — сказал он. Валерий Чарушин прошел практически по всей периодической таблице элементов, объясняя вклад и значение разных веществ для здоровья человека. Например, металлы: натрий, магний, калий и железо отвечают за разные жизненно важные функции человеческого организма. Натрий поддерживает кислотно-щелочной баланс и осмотическое давление в клетках, калий обеспечивает передачу нервных импульсов, в том числе и регулирующих сердечные сокращения, железо переносит кислород и так далее. В. Н. Чарушин отметил, что даже радиоактивные элементы приносят пользу здоровью людей: либо как визуализирующий инструмент, либо в непосредственной терапии.  

 

Заместитель директора Института космических исследований РАН доктор физико-математических наук Александр Анатольевич Лутовинов поднял вопрос изначального происхождения разных химических элементов во Вселенной. «После Большого взрыва примерно три четверти вещества, которое образовалось, было водородом, одна четверть — гелий. В качестве примесей встречались дейтерий, гелий-3 и литий. А все остальные элементы являются продуктом производства звезд — мощнейших фабрик по созданию элементов в космосе», — подчеркнул Александр Лутовинов. 

 

Первые звезды появились через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва — Вселенная должна была остыть, чтобы подобные объекты возникли. Они были совершенно непохожи на те, которые мы знаем сейчас: огромные гиганты, которые весили сотни масс Солнца. Первые звезды жили всего несколько миллионов лет, но в них прошли термоядерные реакции, обогатившие Вселенную первыми тяжелыми элементами. 

 

Вся жизнь звезды определяется ее массой. Если рождается очень маленькая звезда — коричневый карлик, который весит сотые доли массы Солнца, ― то жить она будет практически бесконечно и с ней ничего не будет происходить. Звезды малой массы (сравнимой с массой Солнца) живут миллиарды лет и в них идут две важнейшие реакции: протон-протонный цикл, когда из двух протонов образуется водород, затем он загорается и получается гелий. На следующем этапе, когда сгорает водород, условия изменяются и можно зажечь гелий. Сталкивая два атома гелия, вы образуете бериллий-8, он живет 10-16 секунды, но при тех условиях, которые есть внутри звезды, два атома бериллия успевают встретиться и получается углерод. Эта реакция является ключевой для создания жизни во Вселенной. В конце эволюции такой звезды получается некоторая планетарная туманность, в центре которой оказывается компактный объект размером с Землю и имеющий массу Солнца — белый карлик. Он весь состоит из углерода и может оставаться устойчивым, если не накопит массу более 1,4 массы Солнца. Если это происходит, он взрывается, вновь обогащая Вселенную тяжелыми элементами. 

 

 

   Александр Лутовинов

 

Если звезда тяжелая, 20—30 масс Солнца, то существует она меньше, но у нее более интересная и насыщенная жизнь. Температуры внутри становятся больше, и можно зажечь углерод, затем через ряд промежуточных этапов горение доходит до железа. В конце своей жизни такая массивная звезда выглядит как луковица: в центре есть очень массивное железное ядро, а вокруг него догорают остатки других химических элементов. В какой-то момент звезда коллапсирует, вещество выбрасывается во внешнюю среду, и концом истории может стать либо черная дыра, либо нейтронная звезда. 

 

Нейтронный звезды — казалось бы мертвые, на них заканчивается эволюция, но на самом деле они могут стать прародителями новой жизни и новых химических элементов. Ученые могут отслеживать, сколько и каких веществ образовалось в результате различных процессов в космосе. Например, было показало, что в результате вспышки сверхновой родился радиоактивный никель, который потом распался в радиоактивный кобальт, а затем в течение 100 дней — в железо. 

 

«У железа — самая большая энергия связи, и следующие элементы можно образовать только с помощью нейтронного захвата. Он, конечно, существует, но основная проблема в том, что нейтрон нестабилен, поэтому чтобы образовать новый элемент нужно успеть захватить много нейтронов: пока один распадется, остальные остаются внутри. Для этого требуется очень большая концентрация нейтронов. Где она может быть? Например, во время вспышек сверхновых, но оказалось, что, если посмотреть темп этих событий, сравнив с обилием элементов, этого количества будет недостаточно, чтобы объяснить имеющийся объем. Тут возникла замечательная идея: много нейтронов есть в нейтронной звезде», — рассказал Александр Лутовинов. По его словам, нейтронная звезда — очень компактная и очень тяжелая: если сложить вещество такой звезды в пол-литровую бутылку, то ее масса составит 350 миллиардов тонн. И при столкновении двух таких объектов возникают гравитационные волны и рождаются новые химические элементы, например, лантаноиды. 

 

Завершая заседание, посвященное периодической таблице элементов, директор Института химии и проблем устойчивого развития Российского химико-технологического университета имени Д. И. Менделеева член-корреспондент РАН Наталия Павловна Тарасова заострила проблему отношения людей к химии и химическим технологиям. По ее словам, хемофобия (боязнь химии ― Прим.ред.) — это объективная реальность, жители планеты с опасением относятся к достижениям химических технологий, однако величина этого опасения зависит от страны, работы школ, средств массовой информации и ряда других факторов. При этом нейтральное отношение, по ее мнению, может в любой момент измениться на резко отрицательное, как это уже было со фторсодержащими веществами и выбросами ТЭЦ. Наталия Тарасова привела пример предвзятого отношения к химии, основанного на наукообразии употребляемых терминов: если спросить людей, стоит ли запретить использовать дигидрогенат монооксида в каком либо производстве, большинство отвечает, что да, хотя, если разобраться, за этим названием скрывается обычная вода. По словам, исследовательницы, в ближайшее время возможно обострение негативного отношения людей к пластику. 

 

Вторая часть доклада Н. П. Тарасовой была посвящена зеленой химии. По ее словам, в этом понятии кроется не только отсутствие влияния на окружающую среду, но и образ мышления, который необходимо развивать у химиков-технологов. Исследовательница отметила, что российские предприятия относятся положительно к принципам внедрения таких технологий. «Зеленая химия позволит сохранить планету для будущих поколений», — резюмировала Наталья Тарасова.  

 

Юлия Позднякова

Андрей Соболевский

Фото Юлии Поздняковой

Диковинки периодической таблицы

Прежде чем продолжить, вы должны прочитать следующую информацию.

Информация, содержащаяся в этом сегменте веб-сайта, не предназначена и не должна предоставляться, распространяться или распространяться среди лиц, проживающих или физически присутствующих в Соединенном Королевстве, Канаде, Австралии, Японии или любой другой юрисдикции, в которой незаконно Сделай так. Информация также не предназначена и не должна предоставляться, распространяться или распространяться среди лиц, проживающих или физически присутствующих в Италии, которые не являются «квалифицированными инвесторами» ( Investitori qualificati ), как определено в статье 2, буква e) Регламента. (ЕС) 2017/1129 («Положение о проспектах эмиссии») в соответствии со Статьей 1, четвертый абзац, буква а) Положения о проспектах эмиссии, введенным в действие в Италии статьей 35, абзацем 1, буквой d) Постановления CONSOB №от 15.02.2018 № 20307.

Нажав кнопку ниже с надписью «Я согласен», вы подтверждаете, что (A) если вы находитесь в Европейской экономической зоне, вы являетесь «Квалифицированным инвестором»; (B) вы заходите на эту часть веб-сайта не из Великобритании, Австралии, Канады или Японии; (C) если вы являетесь резидентом или физически присутствуете в Италии, вы являетесь квалифицированным инвестором, как это определено в Положении о проспектах эмиссии, введенном в Италии в соответствии со статьей 35, параграфом 1, буквой d) Регламента CONSOB №.от 15.02.2018 № 20307; и (D) вы не находитесь в юрисдикции, где доступ к этой части веб-сайта является незаконным.

Вы признаете, что информация и заявления, содержащиеся в документе, к которому вы обращаетесь на этом веб-сайте, действительны только на дату такого документа (или такую ​​другую дату (даты), указанные в нем), и такая информация и заявления могут стать неточными, устаревшими и /или устарела после этого, и на нее нельзя полагаться при принятии каких-либо инвестиционных решений.

Вы признаете, что материалы на этом веб-сайте, к которым вы обращаетесь, являются конфиденциальными и предназначены только для вас, и вы соглашаетесь, что не будете пересылать, воспроизводить, копировать, загружать или публиковать любые из таких материалов (в электронном или ином виде) любому другому лицу, если это не соответствует закону.

Вы признаете, что доступ к информации и документам, содержащимся в этой части веб-сайта, может быть незаконным в определенных юрисдикциях, и только определенные категории лиц могут иметь доступ к этой части веб-сайта. Если у вас нет прав на доступ к информации и документам, содержащимся в этой части веб-сайта, или вы не уверены, что вам разрешено просматривать эти материалы, вам следует покинуть эту часть веб-сайта.

Вы подтверждаете, что регистрация или одобрение не были получены, и Eni Gas e Luce S.р.А. Società Benefit и ее аффилированные лица не несут ответственности в случае нарушения применимого законодательства и постановления каким-либо лицом.

Нажав кнопку ниже с надписью «Я согласен», вы подтверждаете, что прочитали и поняли приведенный выше отказ от ответственности.

Если вы не можете это подтвердить, вы должны выйти из этой части веб-сайта

Я согласен Продолжать

Химический элемент – обзор

Химия жизни

Химические элементы, образующие жизнь, были синтезированы в недрах звезд.Их относительное содержание в различных формах неживой и живой материи представлено в Таблице 1 . Основные элементы жизни (водород, углерод, азот и кислород — из первого и второго периодов таблицы Менделеева) также наиболее распространены в космосе. Концентрация тяжелых элементов значительно выше в живом веществе. Сера и фосфор относятся к третьему периоду; как и первые четыре элемента, они могут образовывать множественные связи. Помимо обычных элементов, жизнь использует редкие для особых целей.

Таблица 1. Содержание различных элементов в неодушевленном и живом материи

Химические элементы Солнечная материя Солнечная атмосфера Океан CROST почва растения животных животных
водород (H) 72 72 10,7 1,6 3.1 10,0 11.0
Гелий (He) 27
кислорода (О) 0,28 20,97 85,8 56,2 66,8 70,0 65,0
углерода (C) 0.12 0,12 0,01 1. 2 18.0 19.0
19 0
0,05 78,08 0.26 0,06 0,9 3,0
Магний (Mg) 0,01 0,13 1,46 0,37 0,08 0,05
Кремний (Si) 0,01 23.05 19.41 19.41 0,24 0.24
0,01 0,01 0,09 0,24 0,05 0,14 0.18
Железо (Fe) 0,01 3,63 2,24 0,02 0,02
Алюминий (Al) 6,3 4,18 0,01
Natrium (NA) 1.03 1.03 1.95 0.37 0,03 0,05
Калий (K) 0,04 1. 95 0.8 0,03 0,02
кальция (Са) 0,04 2,58 0,81 0,03 0,03
хлора (Cl) 1,93 0,02 0,01 0,01 0,02

Чрезвычайно важным веществом для жизни является вода. Это универсальная среда для почти всех химических процессов жизни. По выражению Р.Дюбуа, «жизнь — это одушевленная вода».

Маловероятно, что углерод может быть замещен кремнием, а вода аммиаком в некоторых внеземных формах жизни, как это описано в научной фантастике. Кремнийсодержащие полимеры неустойчивы в растворах, а оксид кремния является твердым и инертным веществом.

Основу жизни составляют органические полимеры. Есть белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. Все живые существа используют одни и те же виды макромолекул; это иллюстрация общих черт жизни.Полимеры передают такие жизненные функции, как обмен веществ, генетическая наследственность, рост и размножение, накопление энергии и преобразование.

«Метаболизм» — это круговой процесс извлечения, преобразования и накопления энергии из питательных веществ. Это сложная сеть химических реакций, таких как реакции группового переноса и окислительно-восстановительные реакции, дегидратация, образование углерод-углеродных связей и т. д. Группы реакций образуют «катаболизм» (окислительное расщепление молекул) и «анаболизм» (восстановительный синтез). молекул), поддерживая метаболический «гомеостаз» (устойчивое состояние организма).

Две ключевые группы макромолекул – это нуклеиновые кислоты («законодательный орган» – хранение и обработка информации) и белки («исполнительный орган» – метаболизм и поддержание нуклеиновых кислот).

В обычной химии реакции протекают в результате теплового движения. В биохимии белки, называемые ферментами, участвуют в каталитических химических реакциях, протекающих очень специфическим и эффективным образом. Они имеют специальные активные центры, геометрически стимулирующие близость алгоритмических молекул и их взаимодействие. Под влиянием ферментов реакции могут протекать в условиях низкой температуры, хотя обычно они протекают только при высокой температуре: вне организма липиды и углеводы окисляются при температуре 400–500 °С; синтез аммиака из молекулярного азота протекает при температуре 500 °С и давлении 300–350 атм.

Ферменты катализируют все биологические процессы жизни, но белки играют и другие роли в живом организме. Они составляют физическую основу тканей (коллаген), транспортных (гемоглобин), защитных (иммуноглобулин), регуляторных (гормоны) агентов.В организме человека насчитывается более 5 миллионов различных белков.

Белки – результат полимеризации аминокислот: от нескольких десятков до многих сотен. Аминокислоты связаны ковалентными пептидными связями и образуют первичную структуру. Первичная нить упакована в пространственные вторичные и третичные структуры водородными связями. Некоторые белки (протомеры) могут образовывать четвертичную структуру (олигомеры). В белках живых организмов насчитывается 20 различных аминокислот.

Нуклеиновые кислоты в живых организмах имеют две формы: рибонуклеиновую кислоту (РНК) и дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК).Это полимеры нуклеотидов, состоящие из азотистых оснований: двух пуринов (аденина и гуанина) и двух пиримидинов (тимина в ДНК или урацила в РНК и цитозина). РНК имеет спиральную первичную структуру и более сложную вторичную. ДНК образует двойную спираль из двух комплементарных макромолекул.

Наследственная роль нуклеиновых кислот стала ясной в 1944 г., когда была открыта передача наследственных признаков. Триплет нуклеотидов («кодон») в ДНК или РНК кодирует аминокислоту. Наследственный код был расшифрован Дж.Д. Уотсон и Ф. Крик в 1953 г. Шестьдесят четыре различных триплета кодируют 20 аминокислот в соответствии с некоторыми правилами. Геном человека включает около 3,3 × 10 9 пар нуклеотидов.

Одним из важнейших процессов в живых организмах является циклический процесс совместной репликации ДНК и белков: нуклеиновые кислоты хранят информацию о структуре ферментов, которые, в свою очередь, катализируют репликацию ДНК.

РНК обладает некоторыми способностями к самокатализу, и существует представление о «мире РНК» как об одном из первых шагов формирования жизни.Саморепликация не очень надежна (1–10 % ошибок) и является объяснением формирования современной каталитической репликации (значительно меньше 10 −9 % ошибок), но естественный отбор РНК мог иметь место.

Существует множество других органических веществ, чрезвычайно важных для жизни: углеводы, липиды, аденозинфосфаты и др. Теории о «сахарной модели» А. Вебера в 1997 г. или «липидном мире» Д. Сегре в 2001 г. отражают базовую роль эти вещества для жизнедеятельности.Необходимо подчеркнуть фундаментальную роль энергетических молекул, известных как аденозинтрифосфат (АТФ). Для начала циклического воспроизведения РНК или системы белков ДНК необходима энергия. Этим циклам, вероятно, предшествовал процесс синтеза АТФ; с этой точки зрения АТФ можно рассматривать как первую молекулу жизни.

Организмы могут производить большинство необходимых химических веществ, хотя их несколько десятков, которые должны поступать извне. Все вещества, особенно белки, постоянно разрушаются и синтезируются, обновляя свой состав.

Институт Пратта | Исследования День открытых дверей | День открытых дверей 2020 | Школа Архитектуры


Хареш Лалвани

Школа архитектуры, Центр экспериментальных конструкций

Вся материя — океаны, земля, атмосфера, люди, животные, растения, продукты питания, материалы, продукты, здания — состоят из 118 известных химических элементов. Эти элементы упорядочены в периодической таблице элементов, преподаваемых во всем мире.С тех пор, как Менделеев выдвинул эту идею 150 лет назад, было предложено более 1000 различных периодических таблиц. Если природа едина, то разве не должна быть ОДНА таблица Менделеева? Периодическая таблица химических элементов 4D является ответом на этот вопрос, имея геометрическую структуру, связанную с гиперкубом, четырехмерным кубом.

Профессор Хареш Лалвани опубликовал свою статью о новой четырехмерной периодической таблице под названием «4D-кубическая решетка химических элементов» в журнале «Основы химии: философские, исторические, образовательные и междисциплинарные исследования химии». Его периодическая таблица разбивает строительные блоки нанотехнологий, основы для новых материалов, которые будут определять будущее архитектуры.

В честь 150-летия публикации выдающегося труда Менделеева в прошлом году ЮНЕСКО объявила 2019 год Международным годом Периодической таблицы. Лалвани представил анимацию периодической таблицы 4D в июле прошлого года на юбилейной конференции, посвященной Менделееву, в Санкт-Петербурге, Россия, где Менделеев работал и сделал свое знаковое открытие.Презентация и публикация периодической таблицы 4D в 2019 году продолжает этот дух празднования и признания. Он также вводит 4-е пространственное измерение как организующий инструмент в химии.

Это один из примеров продолжающейся работы Хареша Лалвани в области фундаментальной структуры и ее приложений.

[roh-presenter]Хареш Лалвани[/roh-presenter]
[roh-school]Школа архитектуры, Центр экспериментальных конструкций[/roh-school]
[roh-image]периодическая таблица. jpg[/roh-image]
[roh-video]yes[/roh-video]
[roh-excerpt]Вся материя – океаны, земля, атмосфера, люди, животные, растения, пища, материалы, продукты, строения – есть из 118 известных химических элементов. Эти элементы упорядочены в периодической таблице элементов, преподаваемых во всем мире. С тех пор, как Менделеев выдвинул эту идею 150 лет назад, было предложено более 1000 различных периодических таблиц. Если природа едина, то не должна ли быть ОДНА таблица Менделеева?[/roh-excerpt]

Международный год Периодической таблицы химических элементов Организации Объединенных Наций: октябрь — сера

В 2019 году исполняется 150 лет Периодической таблице химических элементов (см. ЮНЕСКО https://www.iypt2019.org/). «Международный год Периодической таблицы химических элементов (IYPT2019)» — это возможность задуматься о многих аспектах периодической таблицы, включая социальное и экономическое влияние химических элементов.

Сера является пятым наиболее распространенным элементом (по массе) на Земле и одним из наиболее широко используемых химических веществ. Но сера распространена за пределами Земли: на самом внутреннем из четырех галилеевых спутников планеты Юпитер, Ио, есть более 400 действующих вулканов, которые откладывают лаву, настолько богатую серой, что ее поверхность на самом деле желтая.

Алхимия

Сульфатные соли железа, меди и алюминия назывались «купоросами» и встречались в списках минералов, составленных шумерами 4000 лет назад. Серная кислота была известна как «купоросное масло» — термин, придуманный арабским алхимиком 8-го века Джабиром ибн Хайяном. Горящая сера раньше называлась «серой», что породило библейское представление о том, что ад явно пах серой.

Минералогия

Сера редко встречается в чистом виде, но обычно в виде сульфидных и сульфатных минералов.Элементарную серу можно найти вблизи горячих источников, гидротермальных источников и в вулканических районах, где ее можно добывать, но основным промышленным источником серы является сульфид железа, пирит. Другие важные минералы серы включают киноварь (сульфид ртути), галенит (сульфид свинца), сфалерит (сульфид цинка), антимонит (сульфид сурьмы), гипс (сульфат кальция), алунит (сульфат алюминия калия) и барит (сульфат бария). Соответственно, запись о сере в Mindat (замечательная база данных по всем минералам) довольно обширна: https://www.mindat.org/min-3826.html .

Химия

Сера является основным компонентом серной кислоты, называемой универсальным химическим веществом, «королем химикатов» из-за многочисленных применений в качестве сырья или технологического агента. Серная кислота является наиболее часто используемым химическим веществом в мире и используется почти во всех отраслях промышленности; его многочисленные промышленные применения включают переработку сырой нефти и в качестве электролита в свинцово-кислотных батареях. Мировое производство серной кислоты составляет более 230 миллионов тонн в год.

Боевые действия

Порох, смесь серы, древесного угля и нитрата калия, изобретенный в -м веке в Китае, является самым ранним известным взрывчатым веществом. Китайские военные инженеры осознали очевидный потенциал пороха и к 904 году нашей эры метали куски горящего пороха с помощью катапульт во время осады. В химической войне 2400 лет назад спартанцы использовали пары серы против вражеских солдат. Сера является важным компонентом горчичного газа, используемого со времен Первой мировой войны в качестве обездвиживающего средства.

Аптека

Соединения на основе серы имеют широкий спектр терапевтических применений, таких как противомикробные, противовоспалительные, противовирусные, противодиабетические, противомалярийные, противораковые и другие лекарственные средства. Многие лекарства содержат серу; ранние примеры включают антибактериальные сульфаниламиды, известные как «сульфаниламидные препараты». Сера входит в состав многих антибиотиков, в том числе пенициллинов, цефалоспоринов и монолактамов.

Биология

Сера является важным элементом для жизни.Некоторые аминокислоты (цистеин и метионин; аминокислоты являются структурными компонентами белков) и витамины (биотин и тиамин) являются сероорганическими соединениями. Дисульфиды (связи сера-сера) придают механическую прочность и нерастворимость белковому кератину (содержится в коже, волосах и перьях). Многие соединения серы имеют резкий запах: запах грейпфрута и чеснока обусловлен сероорганическими соединениями. Сероводородный газ придает гниющим яйцам характерный запах.

Сельское хозяйство

Сера является одним из основных питательных веществ для роста сельскохозяйственных культур.Сера важна для усвоения питательных веществ, производства хлорофилла и развития семян. Следовательно, одним из самых больших коммерческих применений серной кислоты является производство удобрений. Около 60% пирита, добываемого для получения серы, используется для производства удобрений — можно сказать, что минерал пирит буквально кормит мир.

Окружающая среда

Использование серы не обходится без проблем: при сжигании серосодержащих угля и нефти образуется диоксид серы, который вступает в реакцию с водой в атмосфере с образованием серной кислоты, одной из основных причин кислотных дождей, которая подкисляет озера и почву и вызывает выветривание. к зданиям и сооружениям.Кислотный дренаж шахт, являющийся следствием окисления пирита во время добычи полезных ископаемых, представляет собой реальную и серьезную экологическую проблему, убивающую множество живых существ во многих реках по всему миру. Недавно использование известняковой аргиллитовой породы, содержащей большое количество пирита, в качестве обратной засыпки жилых комплексов в районе Дублина привело к повреждению многих домов в результате окисления пирита; в конечном итоге дело было разрешено «Законом о разрешении пирита 2013 года», предусматривающим выплату компенсации домовладельцам.

Консервация музейных экспонатов

Поскольку сульфиды железа являются высокореактивными минералами, их сохранение в музейных коллекциях представляет собой серьезную проблему.Поскольку мы заботимся о наших коллекциях, что включает в себя постоянное совершенствование практики сохранения, мы всегда ищем новые способы защиты уязвимых минералов. Наш текущий проект совместно с Оксфордским университетом осуществляется нашей докторанткой Кэтрин Ройс https://www.geog.ox.ac.uk/graduate/research/kroyce.html .

Приходите к нам!

Если все это пробудило в вас интерес к химии и минералам, приходите посмотреть на образцы серы и пирита, которые мы выставляем в Национальном музее Кардиффа https://museum.wales/cardiff/ или узнать о горнодобывающей промышленности и смежных отраслях в Национальном музее угля Big Pit https://museum.wales/bigpit/ и Национальном музее сланца https://museum.

Оставить комментарий