Таблица периодическая система менделеева: Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева: история, открытие, составление: историческая правда России от РВИО

Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева: история, открытие, составление: историческая правда России от РВИО

2019 год стал международным годом периодической таблицы химических элементов Менделеева. Именно периодическая система стала отправной точкой развития современной химической науки. И главная заслуга в этом принадлежит великому русскому учёному-химику Дмитрию Ивановичу Менделееву.

Путь в науку

Будущий химик с мировым именем родился в Тобольске в 1834 году семнадцатым ребёнком в семье. Отец его, Иван Павлович, был директором Тобольской гимназии.

Образование Дмитрий Иванович получал в Петербургском педагогическом институте, а после него преподавал в средних школах. Это было одно из условий для получения стипендии в институте. Так продолжалось, пока Менделеев не получил стипендию для стажировки в самых известных химических лабораториях Европы. Почерпнув там необходимые знания и вернувшись на родину, он и сам стал преподавать неорганическую химию. Молодого педагога не слишком вдохновляли имевшиеся на тот момент учебники, и он решил написать свой. Готовя учебник, он столкнулся с проблемой упорядочения элементов, и уже тогда родились первые прикидки, как лучше это сделать.

Н. А. Ярошенко. Д. И. Менделеев

К 1869 году у Менделеева стала складываться общая картина новой теории. Он понял, что некоторые группы подобных элементов демонстрировали регулярное увеличение атомных весов, а другие, обладая одинаковыми атомными весами, имели общие свойства. Дмитрию Ивановичу стало ясно, что упорядочивание элементов по их атомному весу и есть путь к их классификации.

Открытие

О том, как русский химик открыл периодическую таблицу химических элементов, ходят легенды. Одни рассказывают, что он придумал и обосновал её за один день, другие уверяют, что она ему приснилась, и он поутру уже проснулся знаменитым. «Знатоки» забывают, что подобные открытия так не делаются.

Всему этому предшествовала кропотливая работа других учёных, а сам Дмитрий Иванович годами думал о группировке элементов. Сам он как-то сказал: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы говорите: сидел, – и вдруг … готово».

Первые кирпичики для открытия этой системы заложили другие европейские химики. Например, в XVII веке ирландский химик Роберт Бойль в своей книге не только убедительно развенчивал мифы об алхимиках, но и рассуждал о необходимости поиска неразложимых химических элементов. Список учёного включал всего 15 элементов, но он допускал, что их намного больше.

Через 100 лет французский химик Антуан Лавуазье составил новый список и в него входило уже 35 элементов. Поиск новых элементов продолжили учёные по всему миру. Но пальму первенства все отдают Дмитрию Ивановичу. Он первым пришёл к выводу, что между атомной массой элементов и их расположением в системе есть взаимосвязь.

Долгий и чрезвычайно кропотливый труд по сопоставлению химических элементов помог Менделееву найти связь между элементами, и установить, что их свойства – не само собой разумеющееся, а периодически повторяющееся явление.

Результат мы знаем. В феврале 1869 года Дмитрий Иванович сформулировал первый периодический закон, а в марте того же года его доклад был вынесен на рассмотрение Русского химического общества.

В дальнейшем неутомимый химик завершил объединение своих идей в периодический закон. В будущем его научный прогноз полностью подтвердился: учёные, к примеру, открыли такие химические элементы, как галлий, скандий и германий и они соответствовали тем свойствам, о которых говорил в своё время Менделеев. Таблица русского учёного по сути завершила превращение химии из средневековой алхимии в современную науку.

Международное признание

7 декабря 2017 года 72-я сессия Генеральной ассамблеи ООН приняла резолюцию об объявлении 2019 года Международным годом периодической системы элементов. Это масштабное событие посвящено 150-летию великого открытия Менделеева, оно способствует международному признанию заслуг ученого и популяризации отечественной науки.

Д. И. Менделеев в своём кабинете

На заседании оргкомитета по проведению Международного года периодической системы элементов, которое состоялось 6 февраля 2019 года, было предложено присвоить этой системе имя её первооткрывателя на международном уровне. Эту идею поддержал и премьер-министр России Дмитрий Медведев.

Источник фото: https://www.pinterest.se

---

Читайте также:

Роза Шанина – «невидимый ужас Восточной Пруссии»

Могилы с ромашками. Как женщины жили и умирали на войне

Штабс-капитан Петр Нестеров: траектория подвига

У меня зазвонил телефон… Как в России разрешили пользоваться телефоном

Российская империя никогда не платит контрибуций. История Парижского конгресса 1856 года

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ • Большая российская энциклопедия

ПЕРИОДИ́ЧЕСКАЯ СИСТЕ́МА ХИМИ́ЧЕ­СКИХ ЭЛЕМЕ́НТОВ, упо­ря­до­чен­ное мно­же­ст­во хи­мич. эле­мен­тов и их ес­теств.

клас­си­фи­ка­ция. Яв­ля­ет­ся таб­лич­ным пред­став­ле­ни­ем пе­рио­ди­че­ско­го за­ко­на, от­кры­то­го Д. И. Мен­де­лее­вым. Про­об­ра­зом П. с. х. э. слу­жит таб­ли­ца «Опыт сис­те­мы эле­мен­тов, ос­но­ван­ной на их атом­ном ве­се и хи­ми­че­ском сход­ст­ве», со­став­лен­ная Мен­де­лее­вым в 1869 (рис. 1). По ме­ре со­вер­шен­ст­во­ва­ния этой таб­ли­цы Мен­де­ле­ев раз­вил пред­став­ле­ния о пе­рио­дах и груп­пах эле­мен­тов и о мес­те ка­ж­до­го эле­мен­та в сис­те­ме. К 1871 в кн. «Ос­но­вы хи­мии» Мен­де­лее­вым бы­ла вклю­че­на «Ес­те­ст­вен­ная сис­те­ма эле­мен­тов Д. Мен­де­лее­ва» – пер­вая клас­сич. ко­рот­кая фор­ма П. с. х. э. Опи­ра­ясь на неё, Мен­де­ле­ев вы­пол­нил впо­след­ст­вии оп­рав­дав­ший­ся про­гноз су­ще­ст­во­ва­ния и свойств не­из­вест­ных в то вре­мя эле­мен­тов (Ga, Sc, Ge).

Рис. 1. Таблица, составленная Д. И. Менделеевым 1. 3.1869.

Фи­зич. смысл пе­рио­дич­но­сти в свой­ст­вах эле­мен­тов стал ясен по­сле по­яв­ле­ния пла­не­тар­ной мо­де­ли ато­ма (Э.  Ре­зер­форд, 1911) и бы­ло по­ка­за­но (ни­дерл. фи­зик А. ван ден Брук и Г. Моз­ли, 1913–14), что по­ряд­ко­вый но­мер эле­мен­та в П. с. х. э. ра­вен по­ло­жи­тель­но­му за­ря­ду (Z) яд­ра ато­ма. Тео­рия П. с. х. э. в осн. соз­да­на Н. Бо­ром (1913–21) на ба­зе кван­то­вой мо­де­ли ато­ма. Бор раз­ра­бо­тал схе­му по­строе­ния элек­трон­ных кон­фи­гу­ра­ций ато­мов по ме­ре воз­рас­та­ния Z, опи­раю­щую­ся на оп­ре­де­лён­ную по­сле­до­ва­тель­ность за­пол­не­ния элек­тро­на­ми обо­ло­чек и по­до­бо­ло­чек в ато­мах с рос­том чис­ла Z.

Совр. П. с. х. э. вклю­ча­ет бо­лее ста хи­мич. эле­мен­тов. Наи­бо­лее тя­жё­лые эле­мен­ты по­лу­че­ны ядер­ным син­те­зом. По­ря­док за­пол­не­ния элек­тро­на­ми уров­ней в ато­мах оп­ре­де­ля­ет­ся пра­ви­ла­ми, со­во­куп­ность ко­то­рых на­зы­ва­ют «прин­ци­пом по­строе­ния»: за­пол­не­ние атом­ных ор­би­та­лей (АО) про­ис­хо­дит в по­ряд­ке уве­ли­че­ния энер­гии ор­би­та­лей: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 6d и т.

 д.; со­глас­но Пау­ли прин­ци­пу, ка­ж­дая АО (ха­рак­те­ри­зу­ет­ся кван­то­вы­ми чис­ла­ми n, l, m) мо­жет содер­жать не бо­лее 2 элек­тро­нов; АО с оди­на­ко­вы­ми l и n за­пол­ня­ют­ся так, что­бы сум­мар­ный спин элек­тро­нов был мак­си­ма­лен (т. е. за­пол­ня­ет­ся макс. чис­ло АО с раз­ны­ми m по Хун­да пра­ви­лу).

Рис. 2. Короткий вариант периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (в соответствии с данными ИЮПАК на 1973).

Сог­лас­но (n+l)-пра­ви­лу Клеч­ков­ско­го, по­строе­ние элек­трон­ных кон­фи­гу­ра­ций гл. обр. про­ис­хо­дит в со­от­вет­ст­вии с по­сле­до­ва­тель­ным уве­ли­че­ни­ем сум­мы (n+l). При этом в пре­де­лах ка­ж­дой та­кой сум­мы сна­ча­ла за­пол­ня­ют­ся по­д­о­бо­лоч­ки с бóль­ши­ми l и мень­ши­ми n, за­тем с мень­ши­ми l и бóльшими n.

Опуб­ли­ко­ва­но св. 500 ва­ри­ан­тов П. с. х. э., что свя­за­но с по­пыт­ка­ми по­ис­ка ре­ше­ния не­ко­то­рых ча­ст­ных про­блем её струк­ту­ры. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны две таб­лич­ные фор­мы П. с. х. э.: ко­рот­кая (рис. 2) и длин­ная (раз­ра­ба­ты­ва­лась Д. И. Мен­де­лее­вым, усо­вер­шен­ст­во­ва­на в 1905 А. Вер­не­ром; рис. 3). В струк­ту­ре П. с. х. э. вы­де­ля­ют пе­рио­ды (го­ри­зон­таль­ные ря­ды) и груп­пы (вер­ти­каль­ные столб­цы) эле­мен­тов.

Рис. 3. Длинная форма периодической системы химических элементов (в соответствии с данными ИЮПАК на 2013).

Совр. фор­ма П. с. х. э. (в 1989 ИЮПАК ре­ко­мен­до­ва­на длин­ная фор­ма П. с. х. э.) со­сто­ит из 7 пе­рио­дов (го­ри­зон­таль­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей эле­мен­тов, рас­по­ло­жен­ных по воз­рас­та­нию по­ряд­ко­во­го но­ме­ра) и 18 групп (вер­тикаль­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей эле­мен­тов в со­от­вет­ст­вии с ко­ли­че­ст­вом ва­лент­ных элек­тро­нов), а ко­рот­кая фор­ма П. с. х. э. – из 8 групп. Чис­ло эле­мен­тов в пе­рио­дах, на­чи­ная со вто­ро­го, по­пар­но по­вто­ря­ет­ся: 8, 8, 18, 18, 32, 32,.

.. (пер­вый пе­ри­од со­дер­жит два эле­мен­та). Но­мер груп­пы эле­мен­тов ко­рот­ко­го ва­ри­ан­та П. с. х. э. со­от­вет­ст­ву­ет чис­лу ва­лент­ных элек­тро­нов во внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ке ато­мов. В длин­но­пе­ри­од­ном ва­ри­ан­те П. с. х. э. но­мер груп­пы в бoль­шей ме­ре фор­ма­лен. Груп­пы ко­рот­ко­го ва­ри­ан­та вклю­ча­ют глав­ную (а) и по­боч­ную (б) под­груп­пы, в ка­ж­дой из ко­то­рых со­дер­жат­ся эле­мен­ты, сход­ные по хи­мич. свой­ст­вам, их ато­мы ха­рак­те­ри­зу­ют­ся оди­на­ко­вым строе­ни­ем внеш­них элек­трон­ных обо­ло­чек. Эле­мен­ты не­ко­то­рых групп име­ют собств. три­ви­аль­ные на­зва­ния: ще­лоч­ные ме­тал­лы (груп­па 1 длин­ной фор­мы П. с. х. э.), щёлоч­но­зе­мель­ные ме­тал­лы (груп­па 2), халь­ко­ге­ны (груп­па 16), га­ло­ге­ны (груп­па 17), бла­го­род­ные га­зы (груп­па 18). В П. с. х. э. для ка­ж­до­го эле­мен­та ука­зы­ва­ет­ся его сим­вол, на­зва­ние, по­ряд­ко­вый но­мер и зна­че­ние от­но­сит. атом­ной мас­сы.

Пер­вый пе­ри­од со­дер­жит два эле­мен­та – Н и Не. Во­до­род име­ет не­ко­то­рое сход­ст­во как со ще­лоч­ны­ми эле­мен­та­ми, так и с га­ло­ге­на­ми. В свя­зи с этим сим­вол Н по­ме­ща­ют ли­бо в под­груп­пу Iа, ли­бо в под­груп­пу VIIa ко­рот­ко­го ва­ри­ан­та П. с. х. э., ли­бо в обе од­но­вре­мен­но.

Вто­рой и тре­тий пе­рио­ды (Li – Ne; Na – Ar) со­дер­жат по 8 эле­мен­тов, при­чём ха­рак­тер из­ме­не­ния хи­мич. свойств вер­ти­каль­ных ана­ло­гов во мно­гом бли­зок. Эле­мен­ты пер­вых трёх пе­рио­дов от­но­сят­ся к гл. под­груп­пам ко­рот­ко­го ва­ри­ан­та пе­рио­дич. сис­те­мы хи­мич. эле­мен­тов.

Эле­мен­ты групп 1 и 2 длин­ной фор­мы на­зы­ва­ют­ся s-эле­мен­та­ми, групп 13–18 – p-эле­мен­та­ми, групп 3–12 – d-эле­мен­та­ми; d-эле­мен­ты (за ис­клю­че­ни­ем цин­ка, кад­мия и рту­ти) на­зы­ва­ют так­же пе­ре­ход­ны­ми эле­мен­та­ми.

Чет­вёр­тый пе­ри­од (K–Kr) со­дер­жит 18 эле­мен­тов. По­сле K и Са (s-эле­мен­ты) сле­ду­ет ряд из де­ся­ти (Sc – Zn) 3d-эле­мен­тов (по­боч­ные под­груп­пы ко­рот­ко­го ва­ри­ан­та П.  с. х. э.). Пе­ре­ход­ные эле­мен­ты про­яв­ля­ют выс­шие сте­пе­ни окис­ле­ния, в осн. рав­ные но­ме­ру груп­пы ко­рот­ко­го ва­ри­ан­та П. с. х. э. (ис­клю­чая Co, Ni и Cu). Эле­мен­ты от Ga до Kr от­но­сят­ся к гл. под­груп­пам (р-эле­мен­ты).

Пя­тый пе­ри­од (Rb – Xe) по­стро­ен ана­ло­гич­но чет­вёр­то­му; в нём так­же име­ет­ся «встав­ка» из де­ся­ти пе­ре­ход­ных 4d-эле­мен­тов (Y – Cd). Осо­бен­но­сти из­ме­не­ния свойств в этом пе­рио­де: в триа­де Ru – Rh – Pd ру­те­ний про­яв­ля­ет макс. сте­пень окис­ле­ния +8, ро­дий +6, пал­ладий +5; все эле­мен­ты гл. под­групп, вклю­чая Хе, про­яв­ля­ют выс­шие сте­пе­ни окис­ле­ния, рав­ные но­ме­ру груп­пы.

Шес­той пе­ри­од (Сs – Rn) со­дер­жит 32 эле­мен­та. В не­го, по­ми­мо де­ся­ти 5d-эле­мен­тов (La, Hf – Hg), вхо­дит се­мей­ст­во из че­тыр­на­дца­ти 4f-эле­мен­тов – лан­та­нои­дов (лан­та­ни­дов, Ln). В сте­пе­ни окис­ле­ния +3, +4 они яв­ля­ют­ся хи­мич. ана­ло­га­ми ак­ти­нои­дов, в сте­пе­ни окис­ле­ния +2 – щё­лоч­но­зе­мель­ных эле­мен­тов. Лан­та­нои­ды раз­ме­ще­ны в груп­пе 3 длин­ной фор­мы, клет­ка La, и для удоб­ст­ва вы­не­се­ны под таб­ли­цу. Осо­бен­но­стью эле­мен­тов шес­то­го пе­рио­да яв­ля­ет­ся то, что в триа­де Os – Ir – Pt два эле­мен­та – ос­мий и ири­дий – про­яв­ля­ют сте­пень окис­ле­ния +8, пла­ти­на +6 (для Ir – дан­ные 2010).

Седь­мой пе­ри­од, по­доб­но шес­то­му, со­дер­жит 32 эле­мен­та. Ак­ти­ний – ана­лог лан­та­на. По­сле Ас сле­ду­ет се­мей­ст­во из че­тыр­на­дца­ти 5f-эле­мен­тов – ак­ти­нои­дов (ак­ти­ни­дов, An) (Z= 90–103). В П. с. х. э. их раз­ме­ща­ют в клет­ке Ас и, по­доб­но Ln, за­пи­сы­ва­ют отд. стро­кой под таб­ли­цей. Этот при­ём пред­по­ла­га­ет на­ли­чие су­ще­ст­вен­но­го хи­мич. сход­ст­ва эле­мен­тов двух f-се­мейств. Имен­но на этом ос­но­вы­ва­лась «ак­ти­нид­ная кон­цеп­ция» Г. Си­бор­га (1944), сыг­рав­шая ве­ду­щую роль при раз­ра­бот­ке ме­то­дов раз­де­ле­ния про­дук­тов де­ле­ния ура­на и по­ис­ке но­вых эле­мен­тов. Од­нако эта кон­цеп­ция спра­вед­ли­ва лишь для трёх- и че­ты­рёх­ва­лент­ных An. Ак­ти­нои­ды же про­яв­ля­ют сте­пе­ни окис­ле­ния от +2 до +7 (по­след­няя ха­рак­тер­на для Np, Pu, Am) и +8 (для плу­то­ния). Для наи­бо­лее тя­жё­лых An ха­рак­тер­на ста­би­ли­за­ция низ­ших сте­пе­ней окис­ле­ния (+2 или да­же +1 для Md).

Экс­пе­рим. оцен­ки хи­мии эле­мен­тов с Z=104 (ре­зер­фор­дий) и Z=105 (дуб­ний) по­зво­ли­ли за­клю­чить, что они яв­ля­ют­ся ана­ло­га­ми со­от­вет­ст­вен­но Hf и Та, т. е. 6d-эле­мен­та­ми (долж­ны рас­по­ла­гать­ся в IVб и Vб под­груп­пах ко­рот­кой фор­мы). Хи­мич. иден­ти­фи­ка­ция эле­мен­тов с Z=106–118 не про­во­ди­лась из-за слиш­ком ко­рот­ких «вре­мён жиз­ни» син­те­зи­ро­ван­ных изо­то­пов, но в со­от­вет­ст­вии со струк­ту­рой П. с. х. э. мож­но счи­тать, что эле­мен­ты Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn от­но­сят­ся к 6d-эле­мен­там, эле­мен­ты c Z=113–118 близ­ки со­от­вет­ст­вен­но вер­ти­каль­ным ана­ло­гам. Это же сле­ду­ет из совр. кван­то­во­хи­мич. рас­чё­тов.

П. с. х. э. яв­ля­ет­ся важ­ным зве­ном эво­лю­ции атом­но-мо­ле­ку­ляр­но­го уче­ния, спо­соб­ст­ву­ет уточ­не­нию пред­став­ле­ний о про­стых ве­ще­ст­вах и со­еди­не­ни­ях, ока­за­ла зна­чит. влия­ние на раз­ра­бот­ку тео­рии строе­ния ато­мов. С П. с. х. э. свя­за­на по­ста­нов­ка про­бле­мы про­гно­зи­ро­ва­ния в хи­мии, что про­яви­лось в пред­ска­за­нии как су­ще­ст­во­ва­ния не­из­вест­ных эле­мен­тов и их свойств, так и осо­бен­но­стей хи­мич. по­ве­де­ния из­вест­ных эле­мен­тов. П. с. х. э. – ос­но­ва не­ор­га­нич. хи­мии; слу­жит за­да­чам син­те­за ве­ществ с за­ра­нее за­дан­ны­ми свой­ст­ва­ми, соз­да­нию но­вых ма­те­риа­лов, в ча­ст­но­сти сверх­про­вод­ни­ков и по­лу­про­вод­ни­ков, под­бо­ру спе­ци­фич. ка­та­ли­за­то­ров для разл. хи­мич. про­цес­сов и др. П. с. х. э. – на­уч. ба­за пре­по­да­ва­ния об­щей и не­ор­га­нич. хи­мии, а так­же не­ко­то­рых раз­де­лов атом­ной фи­зи­ки.

В периодическую таблицу Менделеева внесены четыре новых элемента, два из которых связаны с Россией

В подмосковной Дубне приступили к изучению свойств новых химических элементов: открытые совместно с зарубежными учеными, два из четырех элементов получили названия, которые напрямую говорят о связи с Россией. Сегодня таблица Менделеева уже другая.

Для большинства из нас понять, что именно открыли и как это может быть использовано в жизни, настолько трудно, что мы можем только верить исследователям, представляя, как многое вообще еще неизвестно. Это категории высшей материи!

Так выглядит таблица Менделеева, которую можно купить в магазинах сегодня: в седьмом периоде зияют дыры. Теперь это все придется перепечатывать. 113, 115, 117 и 118 элементы официально открыты и получили названия. Три из них признаны открытиями ученых из Объединенного института ядерных исследований в подмосковной Дубне.

«Московий – в честь земли московской; ливерморий – это наши коллеги из Ливермора, которые работали вместе с нами, приезжали сюда, все эксперименты делаются здесь; то же самое теннессин – из Теннесси наши коллеги; ну а 118 – домашний, наш, родной», – рассказывает научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова, академик РАН Юрий Оганесян.

118 элемент для Юрия Оганесяна не просто родной. Он назван в его честь – оганесон. Это второй случай в мировой истории, когда элемент периодической таблицы называется в честь ученого при жизни. Такой вариант названия предложили его коллеги из лаборатории ядерных исследований.

Больше 20 лет Юрий Цолакович стоит во главе российско-американской группы ученых, синтезирующих и исследующих сверхтяжелые элементы периодической системы.

«Охота за этими элементами – это такая сегодня совершенно важная часть современной экспериментальной ядерной физики. И тут надо сказать, что наши ученые, в частности, во главе с академиком Оганесяном, они здесь занимают самые передовые позиции», – отмечает президент Российской Академии Наук Владимир Фортов.

На вопросы журналистов «каково это, когда твое имя вписывается в историю на века», ученый отвечал скромно.

«Не ищите каких-то сверхчувств, поставьте себя на мое место. Я благодарен своим коллегам, своим товарищам, с которыми прошел этот долгий путь, и очень рад, конечно, что он кончился вот этим открытием, доказательством этому является не один, а на самом деле семь элементов. Один из них вот так назван, но это уже не столь важно, как он назван, а важно то, что это есть», – говорит ученый.

Сначала считалось, что периодическая таблица вообще должна закончиться на сотом элементе. Каждое новое открытие переворачивало весь научный мир. И именно Лаборатория ядерных исследований Дубнинского института — признанный мировой лидер по заполнению таблицы Менделеева. 105 элемент назван дубнием, а 114 – флеровием в честь основателя лаборатории Георгия Флерова. Теперь – московий и оганесон.

«За эти 60 лет в стенах этой Лаборатории, в стенах нашего института, усилиями многонациональных коллективов Лаборатории было открыто 11 сверхтяжелых элементов, доселе неизвестных миру, неизвестных науке, и это, конечно, я сказал бы, выдающийся результат», – сказал директор Объединенного института ядерных исследований Виктор Матвеев.

О практическом применении последних открытий речи пока не идет. Это дело науки будущего. Хотя ученые говорят: для того, чтобы синтезировать новый элемент, нужно уже совершить много технических открытий и инноваций. Ускорители, которые располагаются в Дубне, не имеют аналогов. На циклотроне У400 и были синтезированы самые тяжелые элементы.

Частицы кальция-48 проходят по каналу. Для синтеза нового элемента нужно, чтобы они попали точно в мишень. Обычно это уран, плутоний или калифорний. Мишень находится за стеной. Каждую секунду по ней выпускается 10 триллионов частиц, эксперимент идет несколько месяцев и за все это время рождается всего несколько ядер.

Ученые из Дубны уже поставили перед собой следующую задачу: синтез 119, 120 и последующих элементов. Специально для этого здесь строится так называемая «фабрика сверхтяжелых элементов».

Сердцем этой фабрики станет новый ускоритель, превосходящий по мощности все мировые аналоги в 10 раз. Именно в пространстве дубнинского циклотрона частицы будут разгоняться по спирали до скорости, близкой к скорости света.

Если во время предыдущих экспериментов ядра новых элементов образовывались раз в несколько месяцев, то теперь это будет происходить каждый день. Поставить научные открытия на поток – вот в чем смысл названия «фабрика». Первый запуск этого комплекса сверхтяжелых элементов намечен уже на ноябрь 2017 года.

Медведев поборется за присвоение имени Менделеева Периодической таблице :: Общество :: РБК

Премьер признался, что относительно недавно узнал, что в мире таблицу Менделеева так не называют. Он призвал ученых, представителей власти и бизнеса объединиться в борьбе за присвоение Периодической таблице имени ее создателя

Дмитрий Медведев (Фото: Сергей Бобылев / ТАСС)

Глава правительства России Дмитрий Медведев уверен, что российские власти, ученые и бизнес должны бороться за то, чтобы Периодическую таблицу химических элементов во всем мире называли именем ее автора Дмитрия Менделеева. Об этом премьер-министр заявил на заседании возглавляемого им оргкомитета по проведению Международного года Периодической таблицы химических элементов.

«Мне и в голову не приходило, что в мире эта наша периодическая система не носит имени Менделеева», — сказал Медведев (цитата по ТАСС), имея в виду годы своей учебы. «Понятно, мы жили в достаточно замкнутом обществе, у нас она всегда была менделеевская», — добавил он. «Я с удивлением относительно недавно узнал, что это не является общераспространенным названием», — признался премьер.

Глава РАН попросил Путина повысить престиж ученых в стране

Медведев призвал ученых, представителей власти и бизнеса объединиться в борьбе за присвоение Периодической таблице химических элементов имени Менделеева. Медведев подчеркнул, что органа, который бы, например, утвердил такое название путем голосования, нет. «Здесь нужно только поработать, потому что у нас [России] не так много таких достижений, и обязательно нужно постараться это все зафиксировать», — призвал глава правительства.

Периодический закон химических элементов был открыт русским ученым Дмитрием Менделеевым, а в 1869 году на основе него он составил таблицу. В варианте на английском языке она носит название The periodic table («Периодическая таблица») либо The periodic table of elements (Периодическая таблица химических элементов»).

Еще одна любопытная интерактивная периодическая таблица Менделеева — Дидактор

Недавно я описывал необычную периодическую таблицу Д.И. Менделеева, представленную в видео. Впрочем, фантазиям «продвинутых» педагогов, видимо, нет предела. Учитель Кейт Эневолдсен (Keith Enevoldsen) из Сиэтла (США) создал свою версию Периодической таблицы элементов, в изображениях и словах.

Огромное преимущество данной таблицы в её практической ориентированности.

Это интерактивный сайт, в котором учащиеся видят, как каждый элемент используется или присутствует в знакомых изделиях и продуктах.

Когда ученики нажимают на  химический элемент на интерактивной таблице, появляется изображение знакомого продукта или объекта вместе с описанием элемента и его характеристик. 

Кроме пользования интерактивной таблицей, автор этого замечательного сервиса представляет возможность загрузки бесплатных PDF-файлов из таблицы Мендеелева в картинках и словах.

Периодическая таблица элементов, в картинках и словах может стать отличным ресурсом для учителя химии.

Помню, как многим моим одноклассникам с трудом давалась периодическая система Менделеева с абстрактными названиями и числами (порядковый номер, валентность). На мой взгляд, подход Кейта Эневолдсена позволяет привить интерес к химии всем ученикам, помогает понять смысл периодической системы.

Несмотря на свою развлекательность, версия Кейта Эневолдсена  научно и методически обоснована. Узнаваемые учеником фотографии и рисунки вдруг приобретают для него новый смысл, когда он узнаёт, из чего изготовлены те или иные предметы и что придаёт им особые качества. 

«Учиться надо весело!»

Мы помним этот старый афоризм одного из великих педагогов.

Даже вот такая незатейливая песня о таблице Менделеева позволит ученикам снять напряжение при изучении периодической системы:

Жаль, что такой песни нет на русском языке.

Международный год Периодической таблицы химических элементов

2019  год, Международный год Периодической таблицы химических элементов, стал особым годом в истории химического сообщества, нашей страны и мира.

20  декабря 2017  года на 74-м пленарном заседании 72-й сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций была принята резолюция, посвященная науке, технологии и инновациям для развития. Пунктом 31  этой резолюции ООН провозгласила «…год, начинающийся 1  января 2019  года, Международным годом Периодической таблицы химических элементов…».

Принятие резолюций стало возможным благодаря колоссальной Работе, которую провели Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), Министерство иностранных дел Российской Федерации, Комиссия Российской Федерации по делам ЮНЕСКО, Российское химическое общество имени Д.И.Менделеева, многие российские и зарубежные ученые.

Церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов прошла в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже 29 января 2019  года. C приветствием к собравшимся обратилась Генеральный директор ЮНЕСКО Одри Азуле. Генеральным спонсором церемонии открытия выступила российская компания «ФосАгро». Во время открытия состоялась презентация образовательной инициативы ЮНЕСКО «1001  изобретение: путешествие от алхимии к химии». Эта инициатива, объединяющая дидактические материалы и практические научные эксперименты для лучшего понимания химии и многочисленных способов ее применения и предназначенная для школьников, была затем представлена во многих странах, в том числе в России, Германии, Великобритании, Китае.

В рамках Международного года Периодической таблицы химических элементов особое место заняло празднование Международного дня женщин в науке 11  февраля 2019 года. Специальный международный симпозиум «Making Their Table: Women and the Periodic Table of Elements» был проведен в Университете Мурсии, Испания. В открытии новых химических элементов Периодической системы выдающиеся женщины-химики сыграли очень важную роль. Достаточно упомянуть Марию Кюри, которая была награждена Нобелевскими премиями в 1903 и 1911  годах за открытие радия и полония, Иду Ноддак за открытие рения, Маргариту Катрин Перей за открытие франция и многих других выдающихся женщин-химиков.

В 2019  году мероприятия, связанные с Международным годом Периодической таблицы химических элементов, прошли более чем в 90  странах на всех континентах.

Специальный симпозиум «Периодической таблице — 150  лет» состоялся в рамках 47-го  Всемирного конгресса ИЮПАК в Париже. В столице Франции прошла и 51-я Международная химическая олимпиада, в которой приняли участие команды 80 стран. Российские школьники завоевали четыре золотые медали.

Тематические выставки, посвященные 150-летию Периодической таблицы химических элементов, экспонировались в Лондоне, Пекине, Токио, ряде штатов Индии и в других странах. В октябре в Риме с успехом прошла конференция «Симфония элементов», организованная Итальянской федерацией физиков и химиков, завершившаяся показом балета «Dance of the elements». Премьеры музыкальных произведений, посвященных Периодической таблице, состоялись в Китае, Израиле, Японии. Памятные марки вышли в Испании, Киргизии, Алжире, Молдове, России и других странах. В Европейском парламенте прошли слушания, на которых была представлена Периодическая таблица «исчезающих» элементов, подготовленная Европейским химическим обществом. Проблема рационального использования редких и рассеянных элементов вызвала огромный интерес, в результате парламентариями были сформулированы конкретные предложения в этой области. Дар-эс-Салам (Танзания) стал местом проведения Международной летней школы по зеленой химии, посвященной Международному году Периодической таблицы.

В Российской Федерации под патронажем национального Организационного комитета, который возглавлял Д.А.Медведев, был проведен ряд масштабных мероприятий, посвященных выдающемуся ученому Д.И.Менделееву и его научному наследию. XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии в Санкт-Петербурге стал крупнейшим за все время проведения этих ключевых для химического научного сообщества мероприятий. На XXI съезд зарегистрировались почти четыре тысячи участников из шестидесяти стран мира. Среди них два лауреата Нобелевской премии, пять президентов ИЮПАК, президенты химических обществ, астрофизического общества, директора ведущих научных институтов мира и руководители лидирующих химических вузов, главы научных фондов и промышленных компаний, историки и политики. В общей сложности они сделали 5366  докладов, что стало еще одним рекордом. В рамках XXI съезда впервые прошли сразу семь международных англоязычных симпозиумов, которые также собрали рекордное количество участников. На круглых столах рассматривались ключевые вопросы взаимодействия науки и бизнеса, многостороннего международного сотрудничества и популяризации химии.

XII Всероссийский фестиваль науки NAUKA 0+ также отметился несколькими рекордами. За три дня — с 11  по 13  октября — главный научно-популярный форум страны собрал в Москве беспрецедентное количество посетителей — около 950 тысяч человек. В рамках программы Фестиваля состоялось свыше двух тысяч мероприятий более чем на сотне площадок по всему городу. Их организаторами стали ведущие вузы, научные центры, исследовательские институты, технологические предприятия, музеи и даже школы Москвы, — всего около 350  организаций. По традиции на Фестивале были представлены все области науки от физики частиц до социологии, однако главной темой стали химия и Периодическая таблица химических элементов. В честь 150-летия фундаментального открытия великого русского ученого организаторы Фестиваля представили посетителям самую большую в России таблицу Менделеева. Ее масштабное изображение — 67  метров в длину и почти 9 метров в высоту — заняло весь фасад Дворца пионеров на Воробьевых горах.

18  мая состоялся II Всероссийский химический диктант, в котором приняли участие 34  тысячи человек. Каждый вопрос диктанта раскрывал роль и значение химии в жизни современного человека и общества, химическую природу окружающего мира.

Официальная церемония закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов прошла 5 декабря в Токио (Япония). Участники мероприятия встретили аплодисментами академика Юрия Цолаковича Оганесяна, в честь которого назван 118  элемент (оганесон), на сегодня завершающий Периодическую таблицу. Председатель Исполнительного комитета Международного года Периодической таблицы в Японии профессор Кохэй Тамао в своем выступлении отметил, что церемония закрытия Международного года Периодической таблицы дала возможность оглянуться на многие мероприятия в честь празднования юбилея таблицы, которые были проведены по всему миру. Эти события прославили работу ученых и инженеров, которые внесли свой вклад в открытие и развитие Периодической таблицы, а также работу тех, кто и сегодня изучает новые элементы, способствуя развитию науки.

Н.П.Тарасова, профессор, сопредседатель Международного комитета по проведению Международного года Периодической таблицы химических элементов

Периодическая таблица химических элементов: окно во Вселенную

В этом году мы празднуем 150-ю годовщину одного из самых значительных достижений в науке, создания инструмента, который позволяет нам разобраться в основных компонентах нашей Вселенной, и который до сих пор питает исследования и инновации – Периодической таблицы химических элементов. Международный год Периодической таблицы химических элементов отдает должное потенциалу, позволяющему разрабатывать решения, необходимые для обеспечения устойчивого развития, и помогающему ученым предсказывать строение и свойства веществ. Международный год откроется 29 января проведением конференций и дебатов, подчеркивающих актуальность Периодической таблицы в решении соответствующих задач в таких разнообразных областях, как здравоохранение, продовольственная безопасность или энергетика. Данные мероприятия будут транслироваться онлайн в прямом эфире.

В 1869 году Дмитрий Менделеев заметил, что при систематизации известных элементов по атомному весу определенные типы элементов можно упорядочить. Эта система показала существования связи между структурой элементов и их свойствами, а также указала на пропуски между известными элементами, что позволило Менделееву предсказать существование элементов, которые до этого не были известны, что вскоре было подтверждено открытиями галлия (1875 г.), скандия (1879 г.) и германия (1887 г.).

Открытие Менделеева является важной вехой в растянувшейся на целое тысячелетие истории, берущей начало в IX веке, когда алхимик Джабир ибн Хайян впервые выделил в чистом виде химические элементы мышьяк (Ar) и сурьму (Sb).

Периодическая таблица позволила ученым прогнозировать строение и свойства элементов, которые ещё предстоит открыть. Несколько десятилетий спустя после обнаружения радиоактивных элементов, Мария Склодовская-Кюри и Ирен Кюри провели первые диагностические процедуры для раненых и контуженных солдат в мобильных фронтовых госпиталях, что стало первым применением радиации в медицине. Сегодня ядерная медицина играет ключевую роль как в диагностике, так и таргетной терапии.

Первые искусственные элементы (нептуний и плутоний) были открыты в 1940-41 гг. Когда 1 марта 1869 года Менделеев закончил свой труд «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» было известно всего около 60 элементов. Сегодня известно118 элементов, из которых первые 94 встречаются в природе на Земле, а остальные 24 являются синтетическими.

Поиски новых элементов продолжаются и вдохновляют нас на освоение космоса. Современные исследования показывают, что химические элементы составляют около 5% от общей массы-энергии Вселенной, а всё остальное состоит из «темной» энергии (69%) и «темной» материи (26%), природа которой до сих пор остается неизвестной. В поисках новых элементов были разработаный действенные квантовые прогностические методы, которые привели к открытию новых материалов и химических явлений, и расширили границы знаний.

Международный год Периодической таблицы химических элементов предоставляет возможность осмыслить многие аспекты Периодической таблицы, включая ее историю, социальные и экономические последствия, роль женщин в исследованиях, и глобальные тенденции в науке для её устойчивого развития.

Церемония открытия будет включать выступления лауреата Нобелевской премии по химии 2016 года Бернарда Феринга и Юрия Оганесяна, сыгравшего важную роль в синтезе и изучении новейших и самых тяжелых элементов от 104 до 118. В рамках мероприятия также состоится презентация инициативы «1001 изобретение: путешествие от алхимии к химии», которая будет способствовать научному образованию посредством мероприятий в реальном времени, научного театра и практических экспериментов.

Международный год Периодической таблицы химических элементов был провозглашен Генеральной Ассамблеей ООН. Его проведение координируется ЮНЕСКО совместно с Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC), Европейской ассоциацией химических и молекулярных наук (EuCheMS), Международным советом по науке (ISC), Международным астрономическим союзом (IAU), Международным союзом теоретической и прикладной физики (IUPAP) и Международным союзом истории и философии науки (IUHPST).
 

Как далеко заходит Периодическая таблица?

До декабря 2015 года в периодической таблице были дыры, элементы были синтезированы, но еще не признаны официально. Но когда мы вступаем в Международный год Периодической таблицы, классическая периодическая таблица была заполнена до седьмой строки: в конце 2015 года Международный союз теоретической и прикладной химии официально подтвердил элементы 113, 115, 117 и 118. Новый элементы также получили свои окончательные названия: нихониум, московий, теннессин, оганессон.Усилия по поиску следующих элементов, 119 и 120, продолжаются.

Периодическая таблица элементов – «стойкий символ» химии, с энтузиазмом сказал химик Эрик Р. Шерри. «Он украшает стены лекционных залов и лабораторий всех типов, от университетов до промышленных предприятий», – писал он в American Scientist . «Это одна из самых мощных икон науки. Он отражает суть химии в одном элегантном узоре ». Дмитрий Менделеев впервые опубликовал схему организации всех известных в то время элементов в 1869 году, и эта система, хотя и не была совершенной, стала фундаментальной в изучении химии.

Вначале даже Менделеев не осознавал масштабов своего открытия.

Менделеев не был первым, кто предложил систему категоризации элементов, но, как отмечает Скерри, «его версия оказала наибольшее влияние на научное сообщество». В периодической таблице элементы упорядочены по строкам в соответствии с их атомным номером, числом протонов в ядре атома и по столбцам в соответствии с конфигурациями самых удаленных электронов атома.Эта конфигурация обычно определяет «индивидуальность» элемента, а также его размер и форму. Мягкие металлы, такие как литий и калий, которые сильно реагируют с другими, населяют одну колонку, в то время как фтор и йод, неметаллические реактивные элементы, живут в другой.

Менделеев предсказал не только существование неизвестных тогда элементов, но и их свойства. Вначале даже Менделеев не осознавал масштабов своего открытия, пишет историк науки Майкл Гордин.«Если бы Менделеев знал о последствиях периодической системы, он, вероятно, не переложил бы ее презентацию в Российское химическое общество в марте 1869 года на Н. А.Меншуткина, когда тот отправился проверять сыроваренные кооперативы». Но это быстро изменилось: «к 1871 году Менделеев совершенно ясно выразил свою веру в то, что он выделил новый закон химии».

Из 1-го английского издания книги Дмитрия Менделеева «Принципы химии» (1891 г.) через Wikimedia Commons

Этот закон доводится до предела, поскольку химики синтезируют новые элементы.Уже сейчас, когда атомные номера становятся все выше, химические свойства некоторых из новых элементов не похожи на свойства других элементов той же группы. Это, как пишет Скерри в статье для Scientific American за 2013 год, «может подорвать само логическое обоснование существования таблицы: повторяющиеся закономерности, давшие название таблице Менделеева». Сколько именно элементов еще предстоит открыть? Есть ли конец периодической таблицы Менделеева? Когда мы его достигнем? Что он учит нас о природе элементов?

Создание новых элементов

До тех пор, пока физики не исследовали обломки ядерных реакторов и взрывов, были известны только 92 элемента природного происхождения, вплоть до урана. В радиоактивном материале физики обнаружили новые элементы: нептуний, плутоний, америций, эйнштейний и другие. Однако, помимо элемента 100, фермия, даже водородные бомбы не были достаточно мощными, чтобы производить новые элементы, поэтому ученые изменили свою тактику.

Вместо грубой силы ключом была ловкость. Ученые использовали циклотроны и ускорители, чтобы довести ионы легких элементов до высокой скорости, а затем выстрелили ими по ядрам элементов с более высокими атомными номерами. Если все шло правильно, ядра атомов в пучке и мишени сливались.Цель: добавить протон и увеличить атомный номер, тем самым создав новый элемент. Соответственно, первый элемент, созданный таким образом, получил название менделевий.

Исследовательские центры в США и России, в основном Национальная лаборатория Лоуренса Беркли и Объединенный институт ядерных исследований в Дубне, развивались в 1950-х, 60-х и 70-х годах. Каждые несколько лет открывался и назывался новый элемент, который в конечном итоге достигал элемента 106 (сиборгий). Центр исследований тяжелых ионов GSI им. Гельмгольца (GSI) в Германии одержал верх, изменив свой подход к «холодному синтезу»: фокусировка низкоэнергетического луча на цель с высоким атомным номером привела к открытию элементов из бория. (107) до копернициума (112).

Создавая новые сверхтяжелые элементы, ученые сражаются против основ природы.

Создание нового элемента – мимолетная радость, и на самом деле это, по-видимому, основная причина для ученых, которые их создают. Как пишет ведущий физик-ядерщик Юрий Оганесян, в честь которого назван элемент 118, в Scientific American пишет: «Бомбардируя тяжелые ядра ионными пучками более легких ядер, ученые создают сверхтяжелые ядра, которые настолько нестабильны, что расщепляются на части, зачастую лишь крошечные. доли секунды после их создания.”

При создании новых сверхтяжелых элементов ученые вступают в битву против основ природы: в элементах с низким атомным весом протоны и нейтроны слипаются, потому что сильное ядерное взаимодействие объединяет их. Но когда все больше и больше протонов упаковывается в ядро, сильная ядерная сила начинает уступать другой силе, кулоновской силе. Эта сила заставляет частицы с одинаковым зарядом раздвигать друг друга. Большинство сверхтяжелых ядер подвергаются ядерному делению за миллисекунды, расщепляясь на более легкие элементы, или они сначала выплевывают несколько альфа-частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтронов, а затем распадаются на части.

На берегу острова стабильности

С элементами 113–118 первооткрыватели приближались к дразнящей цели: острову стабильности. Теории предсказывают, что когда в ядре упаковано определенное «магическое» число протонов и нейтронов, ядро ​​становится более стабильным и долгоживущим. Кальций, никель, олово и свинец имеют исключительно стабильные ядра, что, по мнению теоретиков, связано с тем, что эти элементы имеют магическое число протонов и / или нейтронов. Эти «магические числа» соответствуют заполненным ядерным оболочкам, которые могут сделать ядро ​​более стабильным.

Элементы, вокруг которых встречаются магические числа протонов и нейтронов, «остров стабильности», привлекают исследователей сверхтяжелых элементов. Но точное местоположение острова в периодической таблице неизвестно. Некоторые из недавно синтезированных элементов кажутся более стабильными: одна форма элемента 117 со 177 нейтронами задерживается на 112 миллисекунд. Следующим «магическим числом» нейтронов будет 184, но пока максимум – 177 нейтронов. Ученые могут приближаться к берегу, но они еще не достигли суши.

Периодический закон (по Круксу), опубликованный в 1933 году на Wikimedia Commons

. Это потому, что производство даже небольшого количества нового сверхтяжелого элемента – это сверхтяжелая задача. Создание элемента 117 представляло особую проблему. Единственное место, где производится достаточное количество мишени, берклия, – это Окриджская национальная лаборатория в Теннесси, в тысячах миль от Дубны, где группа Оганесяна провела столкновение. Производство беркелия началось за два года до начала эксперимента в Дубне. Потребовалось 250 дней облучения, чтобы произвести достаточное количество берклия, и 90 дней обработки, чтобы очистить его. Затем часы начали тикать. Берклий радиоактивен с периодом полураспада 327 дней. Все 22 миллиграмма должны были быть доставлены в ОИЯИ в течение временного окна, в котором ускоритель и пучок были доступны. Это сработало: за 150 дней бомбардировки драгоценной мишени из берклия кальцием было создано шесть атомов элемента 117.

Работа по созданию элемента 119, следующего сверхтяжелого элемента, началась в декабре 2017 года в лаборатории RIKEN в Вако, Япония.С 2019 года команда Оганесяна в Дубне готовится к охоте на 119 человек. Еще в 2007 году исследователи в Дубне и GSI в Германии начали попытки синтезировать элемент 120. До сих пор не было обнаружено никаких признаков того или иного элемента.

В неизвестность

Попытки заполнить восьмую строку периодической таблицы могут привести к новому пониманию физики атомов. Элементы имеют периодическую структуру в своих химических свойствах, потому что эти свойства в значительной степени определяются пространством, в котором электроны атома обитают вокруг его ядра, особенно в самой внешней области. Эти области, математически описываемые как «орбитали», имеют дискретный диапазон размеров и форм, а структуры внешних орбиталей изменяются периодическим или повторяющимся образом. Таким образом, атомы с разными атомными номерами могут иметь похожие формы, что приводит к повторяющемуся или «периодическому» рисунку блоков элементов, которые имеют одинаковые внешние орбитальные формы. С элементом 121 электроны займут совершенно новую орбиталь, с которой никогда раньше не сталкивались, – g-орбитали.

Никто толком не знает, где закончится стол.

Насколько крупнее может увеличиться таблица Менделеева, все еще остается открытым вопросом. «Мы знаем, что количество элементов в таблице Менделеева конечно. Необходимо ответить на вопрос: как далеко мы можем зайти? » написали физики Питер Армбрустер и Фриц Петер Хессбергер, соавторы элементов 108–112, в Scientific American . На момент написания, в 1998 году, они уже признали, что было достигнуто: «Мы прошли долгий путь с 1940-х годов, когда Нильс Бор предсказал, что фермий, элемент 100, будет последним элементом периодической таблицы. ”

Ричард Фейнман предсказал, что элемент 137 будет последним. Но на самом деле никто не знает, где закончится стол. Расчеты конца таблицы основаны на теории относительности. Когда ядра становятся больше, больше протонов в ядре означает большую силу, притягивающую электроны, поэтому электроны, движущиеся вокруг них, должны двигаться все быстрее и быстрее, достигая скоростей, которые составляют значительную часть скорости света. На этих скоростях электроны становятся «релятивистскими», а поведение атомов отличается от ожидаемого, исходя из их положения в таблице.В конце концов, расчеты предсказывают, что электроны должны будут двигаться быстрее света, что невозможно. Исходя из этого, некоторые ученые предсказывают, что концом может быть элемент 170, поскольку это может быть точка, в которой достаточно протонов, чтобы попросить электроны сделать невозможное.

Периодическая таблица, опубликованная в мае 2016 г. на Wikimedia Commons

. Мы видим некоторые релятивистские эффекты в элементах повседневной жизни. В атомах золота электроны вращаются вокруг ядра со скоростью, превышающей половину скорости света.Это изменяет орбитали электронов так, что золото поглощает синий свет, а фотоны всех других цветов отражаются. Мы наблюдаем белый свет без синего света, характерный золотисто-желтый блеск обручальных колец, который отличает золото от окружающих его серебристых элементов в периодической таблице.

Будут ли химические свойства вновь открытых элементов подчиняться периодичности, или релятивистские эффекты приведут к трещинам в периодическом законе? Поскольку новые сверхтяжелые вещества производятся в очень малых количествах, химики не могут исследовать их с помощью традиционных подходов, таких как засунуть элемент в колбу и наблюдать, как он реагирует с другими химическими веществами.Вместо этого они разрабатывают эксперименты, чтобы получить простые ответы «да-нет» об их свойствах, спрашивая, например, будет ли элемент 112 при очень низкой температуре связываться с золотом, как металл? Будет ли он оседать на льду, как благородный газ?

Уже в 1990-х годах ранние эксперименты показали, что резерфорд (104) и дубний (105) не ведут себя в соответствии с их положением в периодической таблице. Согласно периодическому закону, эти два элемента должны вести себя как элементы, находящиеся прямо над ними, гафний и тантал.Вместо этого резерфорд реагирует как плутоний, который находится довольно далеко в периодической таблице, в то время как дубний ведет себя как протактиний, удаленный элемент в таблице. Но не все супертяжеловесы ведут себя неожиданно. Сиборгий (106) и бориум (107) действуют так, что в соответствии с тем, что предсказывала таблица Менделеева, научные статьи по ним были озаглавлены «Странно обыкновенный сиборгий» и «Скучный бориум», – отмечает Скерри.

Остается ли периодическая таблица Менделеева периодической для очень тяжелых атомов, как признает Шерри, «не имеет большого практического значения, по крайней мере, в обозримом будущем.Потеря предсказательной способности в сверхтяжелой сфере не повлияет на полезность остальной части таблицы ». Однако «вопрос о влиянии специальной теории относительности затрагивает самое сердце химии как дисциплины». Если периодический закон потеряет предсказательную силу из-за специальной теории относительности, химия будет больше полагаться на физику. Но если периодический закон останется (в основном) действующим, химия сохранит некоторую независимость.

ученых предлагают новый способ упорядочивания элементов

Периодическая таблица элементов, созданная главным образом русским химиком Дмитрием Менделеевым (1834–1907), в прошлом году отметила свое 150-летие.Трудно переоценить его важность как организующего принципа в химии – все начинающие химики знакомятся с ним с самых ранних этапов своего образования.

Учитывая важность таблицы, можно простить мысль, что порядок элементов больше не является предметом обсуждения. Однако два ученых из Москвы, Россия, недавно опубликовали предложение о новом порядке.

Давайте сначала рассмотрим, как была разработана таблица Менделеева. К концу 18 века химики ясно понимали разницу между элементом и соединением: элементы были химически неделимы (например, водород, кислород), тогда как соединения состояли из двух или более элементов в комбинации, обладающих свойствами, совершенно отличными от составляющих их элементов. К началу 19 века имелись хорошие косвенные доказательства существования атомов. А к 1860-м годам стало возможно перечислять известные элементы в порядке их относительной атомной массы – например, водород был равен 1, а кислород 16.

Простые списки, конечно, одномерные по своей природе. Но химики знали, что некоторые элементы имеют довольно похожие химические свойства: например, литий, натрий и калий или хлор, бром и йод. Казалось, что-то повторяется, и, помещая химически похожие элементы рядом друг с другом, можно было построить двухмерную таблицу.Так родилась таблица Менделеева.

Важно отметить, что периодическая таблица Менделеева была получена эмпирическим путем на основе наблюдаемого химического сходства определенных элементов. Только в начале 20 века, после того, как была установлена ​​структура атома и вслед за развитием квантовой теории, появилось теоретическое понимание его структуры.

Элементы теперь были упорядочены по атомному номеру (количеству положительно заряженных частиц, называемых протонами в атомном ядре), а не по атомной массе, но также по химическому сходству. Но последнее теперь следовало из расположения электронов, повторяющихся в так называемых «оболочках» через равные промежутки времени. К 1940-м годам в большинстве учебников была периодическая таблица, аналогичная той, что мы видим сегодня, как показано на рисунке ниже.

Сегодняшняя таблица Менделеева. Offnfopt / Википедия

Можно было бы подумать, что на этом все кончено. Однако это не так. Простой поиск в Интернете покажет всевозможные версии таблицы Менделеева.Есть короткие версии, длинные версии, круглые версии, спиральные версии и даже трехмерные версии. Конечно, многие из них представляют собой просто разные способы передачи одной и той же информации, но по-прежнему существуют разногласия по поводу того, где следует разместить некоторые элементы.

Точное размещение определенных элементов зависит от того, какие именно свойства мы хотим выделить. Таким образом, периодическая таблица, которая отдает приоритет электронной структуре атомов, будет отличаться от таблиц, для которых основными критериями являются определенные химические или физические свойства.

Эти версии не сильно различаются, но есть определенные элементы, например водород, которые можно разместить совершенно по-разному в зависимости от конкретного свойства, которое нужно выделить. В некоторых таблицах водород помещен в группу 1, тогда как в других он находится в верхней части группы 17; некоторые столы даже включают его в отдельную группу.

Более радикально, однако, мы также можем рассмотреть упорядочение элементов совершенно другим способом, который не включает атомный номер и не отражает электронную структуру – возвращаясь к одномерному списку.

Новое предложение

Последняя попытка упорядочить элементы таким образом была недавно опубликована в «Журнале физической химии» учеными Захедом Аллахьяри и Артемом Огановым. Их подход, основанный на более ранней работе других, состоит в том, чтобы присвоить каждому элементу так называемое число Менделеева (MN). Есть несколько способов получить такие числа, но последнее исследование использует комбинацию двух фундаментальных величин, которые можно измерить напрямую: атомного радиуса элемента и свойства, называемого электроотрицательностью, которое описывает, насколько сильно атом притягивает электроны к себе.

Если упорядочить элементы по их MN, неудивительно, что ближайшие соседи имеют довольно похожие MN. Но гораздо полезнее сделать еще один шаг и построить двумерную сетку на основе MN составляющих элементов в так называемых «бинарных соединениях». Это соединения, состоящие из двух элементов, таких как хлорид натрия, NaCl.

В чем преимущество такого подхода? Важно отметить, что это может помочь предсказать свойства бинарных соединений, которые еще не были созданы.Это полезно при поиске новых материалов, которые могут понадобиться как для будущих, так и для существующих технологий. Со временем, без сомнения, это будет распространено на соединения с более чем двумя элементарными компонентами.

Хороший пример важности поиска новых материалов можно оценить, рассмотрев периодическую таблицу, показанную на рисунке ниже. Эта таблица иллюстрирует не только относительное количество элементов (чем больше прямоугольник для каждого элемента, тем их больше), но также выделяет потенциальные проблемы с поставками, относящиеся к технологиям, которые стали повсеместными и важными в нашей повседневной жизни.

Таблица периода, показывающая относительное содержание элементов. Европейское химическое общество / википедия, CC BY-SA

Возьмем, к примеру, мобильные телефоны. Все элементы, используемые при их производстве, обозначены значком телефона, и вы можете видеть, что некоторых необходимых элементов становится мало – их будущие поставки неизвестны. Если мы собираемся разработать материалы-заменители, которые избегают использования определенных элементов, понимание, полученное при упорядочивании элементов их MN, может оказаться ценным в этом поиске.

Спустя 150 лет мы видим, что периодические таблицы – это не просто жизненно важный образовательный инструмент, они остаются полезными для исследователей в их поисках необходимых новых материалов. Но мы не должны думать о новых версиях как о замене более ранних изображений. Наличие множества разных таблиц и списков только помогает нам лучше понять, как ведут себя элементы.

Пришло время перевернуть таблицу Менделеева?

Лотар Мейер, немецкий химик, создал частичную таблицу Менделеева в 1864 году и более полную версию в 1869 году.«Структурно таблицы Мейера и Менделеева были очень похожи», – сказал Алан Рок, историк науки из Университета Кейс Вестерн Резерв, который выступал с докладом о Мейере в A.C.S. юбилейный симпозиум.

Изначально периодичность таблицы и ее замечательные предсказательные способности казались «нумерологической загадкой», – сказал доктор Рок. В 20 веке периодичность стала объяснять квантовая физика – в частности, физика того, как электроны вращаются вокруг ядра. Литий, натрий и калий, которые хорошо совпадают в первом вертикальном столбце таблицы – группа первая, щелочные металлы, рубидий, цезий и франций – все имеют по одному электрону на своей внешней электронной оболочке.

Оба химика за многие годы построили множество таблиц, изменяя их в ответ на новые открытия и более точные данные. В конце концов Менделеев победил. Когда в шаблонах его таблиц появлялись пробелы, он предсказывал, что должно появиться. Некоторые ошибались, но он точно предсказал существование трех элементов: галлия, германия и скандия.

«Предсказания психологически драматичны», – сказал д-р Шерри. «Если ученый что-то предсказывает, и это сбывается, в некотором смысле этот ученый знает секреты природы или почти знает будущее.

Но наука редко развивается революционным путем, сказал доктор Скерри: «Наука – это деятельность, осуществляемая сотнями тысяч исследователей, и все они вносят свой вклад в общую картину, которая в конечном итоге вырисовывается».

Это была тема юбилейного симпозиума. Бриджит Ван Тиггелен, историк химии из Института истории науки в Филадельфии, обсудила работу Иды Ноддак, немецкого химика, открывшего рений, и Лизы Мейтнер, австрийско-шведского физика, которая вместе с Отто Ганом открыла протактиний.Доктор Ван Тиггелен – редактор новой книги «Женщины в их стихии», в которой исследуется более 30 подобных историй, включая, конечно же, историю Марии Кюри, которая открыла два элемента, радий и полоний, и дважды выиграла приз. Нобелевская премия.

«Мы представляем историю как коммунальное предприятие», – сказал д-р Ван Тиггелен.

So long, alchemy

Среди множества достижений периодическая таблица Менделеева позволила химии, наконец, избавиться от привкуса алхимии. Ньютон в этом отношении мало помог: он был одержим «химией» – синонимом алхимии, согласно Оксфордскому словарю английского языка – и поиском философского камня, который мог бы превратить неблагородные металлы в золото.

Периодическая таблица элементов обращается 150 | WUWM 89,7 FM

Может быть, вы почувствовали определенную химию с 2019 годом, но не знаете, почему? Может быть, потому, что в этом году исполняется 150 лет Периодической таблице элементов. Он считается основополагающим документом современной химии, который вы, возможно, изучали в школе.

Профессор химии UW-Madison Бассам Шахашири знает как историю стола, так и его современную актуальность.Он говорит, что таблица появилась в результате сотрудничества нескольких ученых, но большую заслугу заслуживает Дмитрий Менделеев.

«Димитрий Менделеев, русский химик, он предложил – иногда люди говорят, что он обнаружил – образец аналогичного поведения [определенных элементов] и систематизировал их», – объясняет Шахашири.

Что касается современной актуальности и того, как меняется использование элементов, Шахашири цитирует литий (символ Li) в таблице: «Литиевые батареи очень полезны для нас. Литий также используется в медицине для различных целей.«

Шахашири также отмечает, что образ свинца (символ Pb) менее популярен, чем во времена Менделеева. В настоящее время свинец часто рассматривается как загрязнитель почвы и воды. разговор здесь:

Бассам Шахашири: Менделеев, русский химик, читал курс, писал конспекты лекций и пытался написать книгу по неорганической химии о химическом поведении веществ.И ему пришло в голову, что, возможно, существует образец повторяющегося сходства в поведении определенных элементов. И вот что он сделал. Он предположил, что иногда люди говорят, что он обнаружил образец подобного поведения и расположил элементы в соответствии с их атомным весом. Позже оказалось, что это не совсем так, но в науке так. Мы изучаем периодическую таблицу как элементы, расположенные в соответствии с атомным номером, который является целым числом, целым числом. Это количество протонов в атоме этого элемента.Таким образом, они варьируются от одного, который представляет собой элемент водород, вплоть до элемента 118, который представляет собой общее количество элементов в периодической таблице на сегодняшний день,

Чак Квирмбах: Создал ли он это и другие, которые, безусловно, могут способствовать это, они пытались служить какой-то индустрии, как производители пушек?

Shakhashiri: Все мы люди от природы любопытны. Мы задаем вопросы, всевозможные вопросы. Знаешь, почему небо голубое? Мы проводим наблюдения и пытаемся понять смысл этих наблюдений, и в этом вся суть науки.Речь идет об исследовании поведения, естественного поведения и попытках описать словами, языком и символами, какой может быть образец поведения. Так что это действительно результат любопытства. Это не должно было служить какой-либо другой цели, но любопытство ведет к открытиям, а открытие ведет к применению.

Quirmbach: Какие приложения взлетели?

Шахашири: Сказочные приложения. Когда элементы были расположены в этой таблице в периодической таблице, сразу же было легко увидеть, что есть недостающие элементы, которые еще не были обнаружены, которые не были идентифицированы.Итак, начался поиск, чтобы найти их, идентифицировать и охарактеризовать их. Это было очень, очень важным следствием размещения элементов в таком организованном виде, который мы называем периодической таблицей. Позже, когда мы перешли к так называемым тяжелым элементам, к элементам, которые имеют 92 протона и более, например, к урану. Затем, когда люди начали теоретизировать, вносить предложения, ученые говорили, что, может быть, мы сможем синтезировать элементы, из которых мы сможем создать новые элементы, и трансурановые элементы были синтезированы несколькими людьми.Одна группа в Калифорнийском университете в Беркли, возглавляемая ученым Гленном Сиборгом, приступила к созданию новых элементов. И Гленн Сиборг предположил, что, возможно, должно быть больше элементов, о которых мы не знаем, и другие ученые не только в Соединенных Штатах, но и в России и других странах провели серьезные эксперименты, которые привели к идентификации некоторых из этих синтетических элементов. На самом деле они не были обнаружены. Они были созданы, они синтезированы, и, что интересно, некоторые из этих тяжелых элементов не имеют долгого срока службы, они распадаются, выделяют энергию и распадаются.У них очень стабильные, у некоторых время жизни порядка секунд. И это еще одно следствие этих открытий и того, как разработать технологию для обнаружения этих преобразований, так что это очень, очень интригующее и очень полезное занятие. Как вы понимаете, это тоже очень сложно, но именно здесь проявляется награда, награда.

Quirmbach: И напомните мне синтетические элементы, которые они тоже есть на столе, не так ли?

Shakhashiri: Это элементы в последней строке, которые вы видите внизу таблицы.Их делают группы ученых, мужчин и женщин. И это еще один аспект, который я хочу включить в этот разговор. Как названы эти элементы. Первоначально элементы были названы, многие из них, большинство из них, в честь местоположения, региона, где они были изолированы и обнаружены, но с новыми синтетическими элементами эта заслуга принадлежит людям, которые первыми идентифицировали их. А потом идет много проверок. Есть интернациональная группа. Он называется Международный союз чистой и прикладной химии.Эта организация имеет последнее слово по поводу наименования элемента, о котором группа заявляет, что она обнаружила, опять же, я намеренно использую слово обнаружено, здесь они синтезируют. Но кто знает, может быть, во Вселенной есть какие-то из этих элементов, но время их жизни очень короткое. Но затем Международный союз чистой и прикладной химии, после очень тщательного изучения, принимает окончательное решение о названии элементов и, конечно, силе в периодической таблице в соответствии со своим атомным номером.

Quirmbach: Можете ли вы утверждать, что этот стол все еще полезен сегодня не только учителям и классам?

Шахашири: Конечно, это полезно, и иногда учителя в классе используют его не так, как нужно.Это не просто запоминание названий и символов этих элементов. Подумайте о моделях поведения и о том, как химические и физические свойства различных веществ, с которыми мы сталкиваемся, связаны друг с другом. Я знаю, что во многих классах, если люди говорят запомнить, я обычно говорил в классе: запомни названия и символы первых 36 элементов периодической таблицы, первое задание на моих первокурсниках на курсах химии в UW-Мэдисоне, и студенты говорили: хорошо , почему я должен запоминать, и я сказал, потому что, когда вы говорите об элементе калий, вы должны знать, что он представлен символом K, а не символом P, символ P относится к фосфору.Таким образом, периодическая таблица Менделеева как организованное средство химического поведения может быть поучительно использована, чтобы научить студентов осознавать ее красоту. Это то, за что я выступаю не только в своем собственном обучении, но и на семинарах, которые я провожу с учителями, с другими людьми и с общественностью в целом. Таким образом, периодическая таблица элементов, периодическая таблица элементов могут быть использованы с пользой гораздо, гораздо важнее, чем запоминание имен и символов, но знание того, что они обозначают, является идентичностью элемента.Почему символы калия K? Почему элементы в периодической таблице расположены столбцами? Какая модель поведения? Как это соотносится со структурой электронов вне ядра? Все виды прекрасных проявлений можно распознать и правильно использовать.

Quirmbach: Давайте рассмотрим этот пример немного подробнее о K и калии, он больше связан по вертикали с натрием над ним или с кальцием справа от него? Другими словами, группировки более вертикальны или горизонтальны, или немного того и другого?

Шахашири: Повсюду есть корреляции.Это очень хороший вопрос, Чак. Шаблон, о котором я говорил, – это вертикальный узор. По химическим свойствам соединения лития, натрия, калия, рубидия и цезия очень похожи друг на друга. Есть периодическое повторение. Вот почему она называется периодической таблицей, если есть периодичность в отношениях между калием и кальцием, которая находится рядом с ней на горизонтальной линии. То, что находится на горизонтальной линии, проходит через периодическую таблицу, где количество электронов начинает увеличиваться по мере того, как вы двигаетесь слева направо за таблицей.И вы можете видеть, что из-за того, что атомный номер отличается, атомный номер увеличивается. Таким образом, количество электронов должно возрасти. Итак, прелесть периодической таблицы в том, что элементы, расположенные в столбцах вверх и вниз, обладают схожими свойствами. Но есть и общие черты внутри группы.

Quirmbach: Вы когда-нибудь задумывались о том, как изображения или популярные изображения некоторых из этих элементов изменились с годами. Я думаю, что, например, свинец и фосфор в наши дни часто рассматриваются как загрязнители в воде и других местах.Литий, о котором в детстве я мало что знал, а сейчас мы слышим о большом количестве лития, используемого в батареях. Это хороший способ взглянуть на эту таблицу, в которой элементы менялись, часто использовались и отображались?

Shakhashiri: Ну, наше собственное осознание меняется, и это снова возвращается к тому, что происходит в классе, а также к тому, что происходит при популяризации понимания науки. Итак, литиевые батареи нам очень пригодятся. Литий также используется в медицине для различных целей.Лид на моем сайте saifan.org, у меня есть одностраничное описание свойств лида. Свинец – коварное вещество. Итак, понимание свойств, пользы и опасностей – очень важная часть того, что мы делаем в науке и что мы делаем в обществе. Поэтому очень важно задать вопрос: почему левая нога вообще оказалась в бензине? Именно для улучшения детонации в двигателях была добавлена ​​антидетонационная присадка. Но потом мы обнаружили, что это имеет очень плохие последствия для окружающей среды и здоровья.Таким образом, лозунг был такой: «Уйти вперед и найти других замену». Периодические таблицы можно найти много полезного. И всем нам интересно задавать вопросы, которые вы здесь задаете.

Quirmbach: Ну, почти мой последний вопрос: мы на 118 прямо сейчас. Знаете ли вы, что могут быть добавлены другие люди, пытающиеся синтезировать больше. Все они будут синтетическими или будут добавлены так называемые натуральные?

Shakhashiri: Что ж, это было одно из предсказаний, которые сделали Гленн Сиборг, его группа и другие, не только один человек.что может быть другой набор, другая серия элементов, атомный номер которых очень, очень велик, может быть, вы знаете, вплоть до 137, может быть, даже выше, что было бы стабильно, но не было обнаружено пока и не синтезированы. Это то, о чем мы все должны подумать и дать возможность ученым, которые являются специалистами в этих областях, и оказать им поддержку, обдумывать и разрабатывать эксперименты, методы и технологии для исследования прекрасного сложного мира, в котором мы живем.

Quirmbach: Потому что между 118 и 137 может быть что-то очень ценное, вылечивающее множество проблем, ваша надежда?

Шахашири: Кто знает, поэтому мы проводим эксперименты, чтобы удовлетворить свое любопытство, и когда мы сможем сделать открытия, я искренне надеюсь и желаю, чтобы мы использовали эти открытия с пользой. Как только вы что-то обнаруживаете, вы должны принять решение о том, как использовать это с пользой, и я надеюсь и искренне желаю, чтобы все научно-технические открытия находили хорошее применение.

Д-р Лоуренс и г-жа Ханна Гудман оказывают поддержку в области отчетности по инновациям.

У вас есть вопрос об инновациях в Висконсине, который вы бы хотели изучить из WUWM Чаком Квирмбахом? Отправьте его ниже.

_

ученых говорят: Периодическая таблица | Новости науки для студентов

Периодическая таблица (существительное, peer-ee-AHH-dik TAY-bul)

Это диаграмма, на которой показаны все известные химические элементы.Таблица состоит из более чем ста квадратов. Каждый квадрат представляет собой один элемент. Квадрат содержит одну или две буквы, обозначающие имя элемента, и числа, которые говорят о свойствах этого элемента.

Расположение каждого квадрата в таблице многое говорит о каждом элементе. Во-первых, элементы организованы по атомному номеру или количеству протонов. Те, что находятся вверху диаграммы, имеют наименьшее количество протонов. Место элемента также показывает, насколько вероятно, что он отреагирует. Это также показывает, как устроены его электроны.

В середине 1800-х годов многие химики искали закономерности, объясняющие взаимодействие элементов. Тогда ученые не знали о протонах, нейтронах и электронах, из которых состоят атомы. Но они понимали, что элементы имеют разный атомный вес. Атомный вес – это средний вес одного атома элемента.

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев расположил 63 известных элемента в порядке их атомного веса. Он видел тенденции в свойствах элементов, которые менялись в определенные интервалы или периоды.Другие ученые работали над своими собственными периодическими таблицами, но Менделеев первым опубликовал свою таблицу.

Периодическая таблица Менделеева продолжала расти, поскольку ученые открывали все больше элементов. К ним относятся благородные газы, идентифицированные в 1890 году. Это группа элементов, таких как гелий, которые не вступают в реакцию с другими элементами. Начиная с 1940-х годов, ученые обнаружили много новых элементов при столкновении атомов или кусочков атомов.

В конце 2018 года химики подтвердили четыре элемента, которые ранее не наблюдались.Таким образом, количество известных элементов увеличилось до 118 и завершилась седьмая строка таблицы.

В предложении

В 2019 году исполняется 150 лет периодической таблице Менделеева, впервые созданной в 1869 году.

Ознакомьтесь с полным списком Ученые говорят .

Chem4Kids.com: Элементы и Периодическая таблица: Периодическая таблица

Периодическая таблица организована как большая сетка. Каждый элемент размещается в определенном месте из-за его атомной структуры.Как и в любой другой сетке, в периодической таблице есть строки (слева направо) и столбцы (вверх и вниз). Каждая строка и столбец имеют определенные характеристики. Например, магний (Mg) и кальций (Mg) находятся во втором столбце и имеют определенные сходства, в то время как калий (K) и кальций (Ca) из четвертой строки имеют разные характеристики. Магний и натрий (Na) также имеют общие качества, потому что находятся в одном периоде (схожая электронная конфигурация). Несмотря на то, что они пропускают некоторые квадраты между ними, все строки читаются слева направо.Когда вы смотрите на таблицу Менделеева, каждая строка называется периодом (Понять? Как таблица PERIODic.). Все элементы периода имеют одинаковое количество атомных орбиталей. Например, каждый элемент в верхнем ряду (первый период) имеет одну орбиталь для своих электронов. Все элементы во втором ряду (второй период) имеют две орбитали для своих электронов. По мере того, как вы перемещаетесь по таблице, каждая строка добавляет орбиталь. В настоящее время существует максимум семь электронных орбиталей. Теперь вы знаете, что месячные идут слева направо.Таблица Менделеева также имеет специальное название для своих вертикальных столбцов. Каждый столбец называется группой . Элементы в каждой группе имеют одинаковое количество электронов на внешней орбитали . Эти внешние электроны также называются валентными электронами . Это электроны, участвующие в химических связях с другими элементами.

Каждый элемент в первом столбце (первая группа) имеет один электрон на внешней оболочке. Каждый элемент во втором столбце (вторая группа) имеет два электрона во внешней оболочке.Продолжая считать столбцы, вы будете знать, сколько электронов находится во внешней оболочке. Когда вы смотрите на элементы перехода, есть исключения из порядка, но вы понимаете общую идею. Переходные элементы добавляют электроны на предпоследнюю орбиталь.

Например, азот (N) имеет атомный номер семь. Атомный номер говорит о том, что в нейтральном атоме азота семь электронов. Сколько электронов находится на его внешней орбитали? Азот находится в пятнадцатом столбце, обозначенном «Группа VA».«V» – это римская цифра для пяти, обозначающая количество электронов на внешней орбитали. Вся эта информация говорит вам, что есть два электрона на первой орбитали и пять на второй (2-5).

Фосфор (P) также находится в группе VA, что означает, что он также имеет пять электронов на своей внешней орбитали. Однако, поскольку атомный номер фосфора равен пятнадцати, электронная конфигурация составляет 2-8-5.

Водород (H) и гелий (He) – особые элементы. Водород в его нейтральной форме не имеет нейтрона.Есть только один электрон и один протон. Вы, вероятно, не найдете атомарных водородов, плавающих сами по себе. Атомарный водород хочет объединиться с другими элементами, чтобы заполнить свою внешнюю оболочку. Ваша химическая работа, скорее всего, будет использовать молекулярный водород (H ₂ ) или ионы водорода (H ⁺ , протоны).

Гелий (He) отличается от всех других элементов. Он очень стабилен, поскольку на его внешней орбитали (валентной оболочке) всего два электрона. Несмотря на то, что у него всего два электрона, он все еще сгруппирован с благородными газами, у которых есть восемь электронов на их внешних орбиталях.Благородные газы и гелий «счастливы», потому что их валентная оболочка заполнена.

ChemCam Rock Laser для MSL (видео Лос-Аламоса, Нидерланды)

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

Юрий Оганесян внес настолько большой вклад в периодическую таблицу Менделеева, что 118-й элемент назван в его честь.Теперь он хочет найти еще более тяжелые элементы.

МАКС АГИЛЕРА ХЕЛЛВЕГ

Автор: Сэм Кин, 30 января 2019 г., 14:30

ДУБНА, РОССИЯ— С некоторых ракурсов 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.

Связанное содержание

Все это оборудование обслуживает шесть ускорителей частиц лаборатории, некоторые из которых напоминают огромных механических гусениц, с десятками сегментов тракторной зелени, вьющихся в целые комнаты. Или несколько комнат: когда оборудование не подходит, исследователи пробивают дыры в стенах и продевают предметы через бетон.Чтобы увидеть весь ускоритель, 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 ходе различных итераций эти ускорители произвели девять новых элементов периодической таблицы за последние полвека, включая 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 наглядное в моей науке. Я чувствую этот дефицит.«

Соответственно, ни один живой человек не сформировал архитектуру таблицы Менделеева больше, чем он сам, поэтому элемент 118 называется оганессон. И он еще не закончил. Чтобы продвинуть планку вперед, лаборатория построила новый объект стоимостью 60 миллионов долларов, получивший название «Фабрика сверхтяжелых элементов» (SHEF), который этой весной начнет охоту за элементом 119, 120 или обоими.

Некоторые ученые утверждают, что открытие новых элементов не стоит денег, особенно когда эти атомы по своей природе нестабильны и исчезнут 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. «Эмоционально, – говорит Оганесян, – нелегко оставить что-то [в автономном режиме], что дало вам многое. Но другого пути вперед нет.«

Самый тяжелый элемент, который можно найти в любом заметном количестве в природе, – это уран с атомным номером 92. (Атомный номер относится к числу протонов в ядре атома.) Помимо этого, ученые должны создавать новые элементы в ускорителях, обычно путем разбивания луча. легких атомов в мишень из тяжелых атомов. Время от времени ядра легких и тяжелых атомов сталкиваются и сливаются, и рождается новый элемент. Например, при попадании неона (элемент 10) в уран образуется нобелий (102).

Но шансы на слияние (и выживание) заметно уменьшаются по мере того, как атомы становятся тяжелее из-за увеличения 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.

Луч атомаФольгаСверхтяжелый атом Разделенные частицы Детектор Альфачастица Обнаруженный сверхтяжелый атом Целевой атом Луч разделяется и перенаправляется на цель, сепаратор и детектор в другой комнате (ниже). Создание, разделение и обнаружение1 После ускорения атом луча врезается в целевой атом, сидящий на тонкой фольге ). 2 Если происходит синтез, образовавшийся сверхтяжелый атом пролетает через фольгу и отделяется от посторонних атомов пучка. 3 Атомы на детекторе. 4 Атом испускает альфа-частицы, которые могут ощущаться этим или второстепенным детектором, что позволяет ученым восстановить идентичность атома.Принудительный брак Производит 6 триллионов атомов луча в секунду.1 Источник ионов Поворачивает луч на 90 ° и направляет его в циклотрон.2 Электростатический дефлектор изгибает частицы по спирали, когда они ускоряются внутри циклотрона.3 Магнитная катушка1231234

С. БИКЕЛЬ / НАУКА

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 группа 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.

На 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, и пока полы безупречны.

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

МАКС АГИЛЕРА ХЕЛЛВЕГ

В целом, SHEF – это сочетание мускулистого и утонченного. 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 Флеров Александр Карпов. Тогда 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 к тонкой части операции: металлической фольге 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, выкрашенных в такой же ярко-красный цвет, как 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. Освобождение альфа меняет 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 замечает альфу с нужной энергией – и, что особенно важно, видит, что она вышла из той же точки на детекторе, куда только что приземлился сверхтяжелый атом, – он начинает внимательно следить за новыми альфами.

Для облегчения поиска 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 пошлый 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 сильный луч и более щедрый сепаратор 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 Пююкко, Хельсинкский университет

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, выход за пределы 120, вероятно, потребует новых подходов.«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. В одном из подходов 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 такому подходу, учитывая очевидную радиационную опасность и короткое время жизни сверхтяжелых атомов, которые могут истечь до того, как 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 Пюйкко, химик-теоретик из Хельсинкского университета, – то 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 стол искусственными элементами.Можно создать больше (серый цвет) из 172. Расчеты химика Пекки Пюккё из Хельсинкского университета предсказывают, что периодичность таблицы будет нарушаться в определенных местах, оставляя такие элементы, как 139 и 140, не в порядке номеров.

HLiNaMgKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrAlSiPSClArBCNOFNeHeNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeYZrTaWReOsIrPtAuHgTIPbBiPoAtRnHfCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuLaRbSrCsBa157158159160161162163164139140167168169170171172156119120165166BeHypotheticalRussiaRussia и Соединенные Штаты (независимо друг от друга) United StatesJapanGermany142143144145146147148149150151152153141154155122123124125126127128129130131132133121134135136137138FrRaDbSgBhHsMtDsRgCnFlMcLvTsOgRfUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrThPaAcNh57-7189-103121-311112192054353653313233341315161718567891024950515281828384858611411511611711811322232425262728293041424344454647484074757677787980721051061071081091101111121042139373855564878858596061626364656667686970715792939495969798991001011021039091891473

Н.DESAI / НАУКА

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.)

Другое исследование предполагает, что элементы закончатся задолго до 172. По мере того, как ядра становятся больше, 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 очень жаль, потому что в 130-е или 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, хотя элемент над ним, свинец, является 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 который указывают 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 не допускаются. 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 читаю лекции, – 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: «Что касается элементов 119 или 120, с нашей нынешней технологией, вы смотрите на годы лучевого времени потенциально для одного атома – и о чем это вам говорит?»

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

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 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.

В конечном счете, однако, 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».

.