Кстати, элемент под номером 118 называется оганесиан, в честь ученого Юрия Оганесяна, научного руководителя Лаборатории ядерных реакций. Его команда создала все шесть сверхтяжелых химических элементов с номера 113 по номер 118.
Периодическая система элементов Д. И. Менделеева
Таблица Менделеева является, пожалуй, одной из наиболее широко используемых таблиц. Почти нет человека старше 14 лет, который бы никогда не слышал о нем. Это неудивительно, ведь эта таблица — настоящий кладезь полезной информации для каждого химика. Я хотел бы напомнить вам о самых важных моментах.
- В каждой ячейке данной таблицы указаны название химического элемента, его символ, порядковый номер и приближенное значение атомной массы.
- Порядковый номер элемента совпадает с количеством протонов в ядре атома данного элемента и с количеством электронов в атоме.
- Элементы, расположенные в таблице Менделеева в одной группе (в одном вертикальном ряду) и в одной подгруппе, имеют похожие свойства.
- Свойства элементов в периодах (горизонтальных рядах) изменяются похожим образом. Например, 2-й и 3-й периоды включают 8 элементов, начинаются со щелочного металла, заканчиваются благородным газом.
Последние два пункта являются следствиями периодического закона, который в современной формулировке звучит следующим образом:
Свойства элементов и соединений, которые они образуют, периодически зависят от заряда атомного ядра.
Периодический закон Менделеева — один из фундаментальных законов химии, а таблица, которую мы здесь обсуждаем, является лишь средством наглядного выражения этого закона.
Я предлагаю несколько вариантов таблицы Менделеева:
Классическая версия таблицы Менделеева.
Вероятно, это та версия периодической картины, с которой вы знакомы больше всего. Нечто подобное можно найти в каждом учебнике химии для средней школы. К сожалению, эта (короткопериодическая) версия не очень четко отражает периодический закон. Возьмем, к примеру, элементы седьмой группы: явно неметаллические (F, Cl, Br, I) сталкиваются с типичными металлами (Mn, Tc, Re). Но можно было бы ожидать, что элементы с похожими свойствами будут находиться в одной группе.
Нам приходится разделять так называемые главные и второстепенные подгруппы и прибегать к другим уловкам (например, «вырезать» из таблицы лантаниды и актиниды). Правильная версия таблицы Менделеева действительно выглядит так, а краткая форма является своего рода компромиссом для экономии места.
*Лантаноиды |
Длинная периодическая форма матрицы МенделееваНечто подобное было создано Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Эта версия матрицы лучше иллюстрирует периодический закон. К сожалению, у долгосрочной формы есть недостаток: изображение занимает много места. По этой причине многие люди предпочитают краткосрочную форму.
Содержание. суффикс «-on-» не очень характерен для химических элементов. Он был выбран для онанезона, потому что химические свойства нового элемента схожи с благородными газами — это сходство подчеркивается соответствием с неоном, аргоном, криптоном и ксеноном. 1 — Проще говоря, что вы обнаружили? Мы обнаружили то, чего не должно было существовать 30 лет назад. 2 Возьмем, к примеру, Оханнесона: сколько он живет? Одна миллисекунда. 2 Это второй случай, когда новый элемент, названный в честь своего открытия, был назван в течение жизни его открытия. Эйнштейн, например, не прожил достаточно долго, чтобы дать 99-му элементу название эйнштейний. 3 Оханесон — исключение. Из-за необычного распределения электронов он легко отдает и принимает электроны, поэтому может быть химически активным. Оказалось, что оганезон — удивительно инертный благородный газ. Более того, это не газ в обычном понимании этого слова.<.>Это не благородный газ, а благородное твердое вещество. 4 Сам Юрий Чолакович Оганесян находит такие прогнозы для своего одноименного элемента удивительными. Для их проверки необходимы эксперименты, говорит он, выжидательно потирая руки. 4 Оганесон в научно-популярной литературе правитьВ настоящее время в таблице Менделеева насчитывается 104 элемента. Все они делятся на семь периодов: три минорных, три мажорных и один, седьмой, который еще не завершен. Если, как предполагают теоретики, этот период совпадает с шестым, это дает элемент № 118, аналог благородных газов — «эка-радон», как назвал бы его Менделеев. Хорошо известно, что каждый последующий этап извлечения урана требует все больше работы и все более сложной техники — ускорителей, источников ионов и прочего. Скорость «роста» таблицы Менделеева замедляется — в период 1950-1955 годов было синтезировано пять новых элементов, а в последующие двенадцать лет — только три. 5 Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил названия четырех новых элементов в таблице Менделеева: 113-й, 115-й, 117-й и 118-й, последний назван в честь российского физика и академика Юрия Оганесяна. Ученые вернулись в бокс: Менделеев, Эйнштейн, Бор, Резерфорд, пара Кюри…. Однако это лишь второй случай в истории, когда такое произошло в жизни ученого. Ранее такой чести был удостоен Гленн Сиборг в 1997 году. Юрий Оганесян долгое время считался кандидатом на Нобелевскую премию. Но надо признать, что иметь свою клетку на картине Менделеева гораздо приятнее. 1 На этот раз потребовался почти год, прежде чем новые элементы были названы. Дата объявления переносилась несколько раз. Напряжение нарастало. Наконец, 28 ноября 2016 года, после пятимесячного периода приема предложений и возражений от общественности, комитет не нашел причин для отклонения Nichonium, Muscovium, Tennessin и Oganeson и разрешил им продолжить работу. Кстати, окончание «-он-» не очень характерно для химических элементов. Оганезон был выбран потому, что новый элемент обладает химическими свойствами, сходными со свойствами благородных газов, что дополнительно подчеркивается его сходством с неоном, аргоном, криптоном и ксеноном. 1 Один из героев книги, физик Юрий Оганесян, остается героем науки. Этим летом Международный союз теоретической и прикладной химии рекомендовал присвоить 118-му элементу таблицы Менделеева название «оганесон». Это второй случай в истории, когда химический элемент был назван в честь живого и активного ученого. 6 Стоит отметить, что новый элемент оганезон был впервые синтезирован, определен и получен в научном институте в Дубне Московской области командой под руководством Юрия Цолаковича Оганесяна.<.>После долгих дебатов и убедительных доказательств того, что 118-й элемент был получен группой ученых из Дубны, комитет ИЮПАК в 2016 году решил принять название Оганесон. Это второй случай, когда новый элемент был назван в честь своего первооткрывателя за время его существования. Эйнштейн, например, не прожил достаточно долго, чтобы назвать 99-й элемент эйнштейнием. 3 В настоящее время онезоний является самым тяжелым элементом в периодической таблице; его атомный вес составляет более 294 атомных единиц массы, что делает его почти в 25 раз тяжелее, чем типичный изотоп углерода в вашем смертном теле. В отличие от углерода, вам не стоит искать онганезон под мышкой или в складках жира — он вообще не встречается в природе, и только несколько атомов этого радиоактивного элемента когда-либо были получены искусственно, причем каждый из них просуществовал менее миллисекунды. Поэтому ученые полагаются исключительно на теоретические прогнозы, когда говорят о свойствах онанезона. И многие из этих предсказанных свойств довольно странные. 4 Оганесон в публицистике править«Это магнит», — говорит ученый. Синий — северный полюс, нижний — южный. Это как магнит, а между ними находится алюминиевая камера. А внутри этой камеры — глубокий вакуум, одна миллиардная атмосферы». — И не упал ли оттуда кусок Онанесона? Нет, это происходит в другом месте. — Что выпадает? — Проще говоря, что вы обнаружили? — Мы обнаружили то, чего не должно было быть 30 лет назад. — То, что вы обнаружили, строго говоря, является инертным газом. — Может, и нет. Ради всего святого! Ученый даже не знает, что он открыл? Нет, похоже, нам придется согласиться с этой теорией. Мы собираемся пройти тест. 2 — Более сложные концепции? Далее давайте посмотрим еще несколько фотографий. Каменная кладка. Известный в свое время Менделеев расположил 63 элемента так, что они не просто находились в тонкой кладке, а были расположены таким образом, что периодическое изменение их свойств было точно видно. И, как можно видеть сегодня, Менделеев, похоже, построил мост к пониманию того, что, вероятно, каждый кирпич содержит несколько других крошечных кирпичиков. Именно так они и были открыты — атомы. Сегодня ученые уже работают с микроскопическими отрезками времени. Примите оганезон. Как долго оно живет? Одна миллисекунда. Открытие Ованесяна уже 118-е в таблице. Но подождите, такой великий физик, как Нильс Бор, предсказал, что не может быть более ста элементов! Одна капля! Именно такая картина сложилась из представлений Бора об атоме. Но капля, падая из крана, непременно летит, и, как выяснилось в середине 1940-х годов, капля, способная расщепить атом. 2 История открытияПервое сообщение об открытии элементов 116 и 118 в 1999 году в Беркли, США, оказалось ошибочным и даже было опровергнуто. Была использована реакция холодного синтеза ядер свинца и криптона: Синтез по заявленной методике не был подтвержден в российских, немецких и японских ядерных исследовательских центрах, а затем и в США. Первое событие распада 118-го элемента наблюдалось в эксперименте в ОИЯИ в феврале-июне 2002 года. Российские и американские физики-ядерщики официально сообщили о получении элемента 118 17 октября 2006 г. Повторные термоядерные эксперименты проводились на ускорителе в Дубне с февраля по июнь 2007 года. Бомбардировка мишени из кальция-249 ионами изотопа кальция-48 привела к образованию еще двух атомных ядер элемента 118 (294 Og). 30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие элемента 118 и приоритет, отданный ему учеными ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории. ПолучениеСхематическое изображение альфа-распада оганезона-294 с периодом полураспада T1/2= 0,89 мс и энергия распада Eα= 11,65 МэВ Дочерний нуклид ливермороний-290 претерпевает альфа-распад, T1/2= 10,0 мс, Eα= 10,80 МэВ, с образованием ядра флеробия-286. Последний с вероятностью 30 % путем альфа-распада ( T1/2= 0,16 с, Eα= 10,16 МэВ ) превращается в коперниций-282 и спонтанно распадается с вероятностью 70 %. Коперниций-282 распадается путем спонтанного деления с периодом полураспада 1,9 мс Оханесон был получен в результате ядерной реакции Физические свойстваВ отличие от легких газов, оганезон — первый благородный газ, который при нормальных условиях находится в твердом состоянии, что придает ему совершенно иные физические свойства. Хотя номинально он относится к группе благородных газов, он не является газом. Он легко плавится и испаряется при низкой температуре; его ожидаемая расчетная температура кипения составляет 80 ± 30 °C (довольно широкий диапазон из-за вариаций влияния релятивистских эффектов). Температура его плавления неизвестна, но, скорее всего, чуть ниже температуры кипения (по аналогии с легкими элементами). Воск имеет примерно такую же температуру плавления, как и онан. Значительное повышение температур плавления и кипения онанезония по сравнению с радоном обусловлено релятивистскими эффектами 7 p — оболочки, в дополнение к простому увеличению атомной массы, которая усиливает межмолекулярное взаимодействие. Однако предполагается, что оний является моноатомным, хотя его склонность к образованию двухатомных молекул сильнее, чем у радона. Расчетная плотность оганезона в твердом состоянии при температуре плавления составляет около 5 г/см3. Эта плотность немного выше плотности сжиженного радона (пр и-62 °C), которая составляет 4,4 г/см3. В газообразном состоянии онанезон похож на радон: это тяжелый, бесцветный газ, плотность которого немного выше, чем у самого радона. Куда применить сверхтяжелые элементы?Сверхтяжелые элементы могут стать волшебным инструментом для получения частиц из вакуума, то есть. Академик Юрий Оганесян предложил реализовать эту знаменитую идею на ускорителе NICA в Дубне 30 июня. В настоящее время коллайдер строится в Дубне и должен быть готов к работе через два года. Согласно физической теории, сильное электрическое поле может создать в вакууме пару из двух частиц — электрона и позитрона. Позитрон является античастицей электрона. Он похож на электрон, за исключением того, что он положительно заряжен. До сих пор никому в мире не удавалось вытащить электрон-позитронную пару из вакуума с помощью электрического поля. Однако ускоритель NICA сможет ускорять тяжелые ядра урана. Ядро урана имеет 92 протона. Когда два тяжелых ядра урана сближаются, создается очень сильное электрическое поле. Он образуется под действием зарядов обоих ядер. Это сильное поле должно породить в вакууме пару из двух элементарных частиц — электрона и позитрона. Что бы произошло? Протон из ядра урана подхватит электрон, созданный вакуумом, и превратится с ним в нейтрон. После этого в ядре урана останется 91 протон и еще один нейтрон. Позитрон, с другой стороны, улетает. Его «увидит» детектор, и тогда физики расскажут миру о фундаментальном событии — рождении электрон-позитронной пары из вакуума через электрическое поле. В этом и заключается волшебство. Второй способ создания электрон-позитронной пары из вакуума: генерация сильного электрического поля с помощью мощного лазера. В своем докладе на заседании президент РАН Александр Сергеев дополнил список новых физических явлений, которые могут быть достигнуты в российских установках с помощью такого лазера. Ученый также назвал необходимые параметры для такого инструмента. Например, для создания электрон-позитронной пары потребуется петаваттный лазер, то есть лазер мощностью 10-100 петаватт. Один петаватт эквивалентен 10-15 ваттам. Академик Сергеев предложил построить в Дубне лазерный центр с такой необычайной мощностью для исследований в области ядерной физики. Инженеры построят его после завершения строительства ускорителя NICA. Мы уже сообщали, что физики создали новую периодическую таблицу химических элементов, которая отражает законы ядерной физики, а не химии. Чтобы узнать больше новостей из мира науки, посетите раздел «Наука» на медиаплатформе Watch. |