Синтетический элемент является одним из 24 химических элементов , которые не встречаются в природе на Земле : они были созданы человеческой манипуляцией фундаментальных частиц в ядерном реакторе , в ускорителе частиц или взрыве атомной бомбы ; поэтому их называют «синтетическими», «искусственными» или «искусственными». Синтетические элементы - это элементы с атомными номерами 95–118, как показано фиолетовым цветом в прилагаемой периодической таблице : [1] эти 24 элемента были впервые созданы между 1944 и 2010 годами. Механизм создания синтетического элемента состоит в том, чтобы заставить дополнительные протоны на ядро элемента сатомный номер ниже 95. Все синтетические элементы нестабильны, но они распадаются с очень разной скоростью: их период полураспада составляет от 15,6 миллионов лет до нескольких сотен микросекунд.
Позже было обнаружено, что пять других элементов, которые были созданы искусственно и поэтому изначально считались синтетическими, существуют в природе в следовых количествах. Первый, технеций , был создан в 1937 году. [2] Плутоний с атомным номером 94, впервые синтезированный в 1940 году, является еще одним таким элементом. Это элемент с наибольшим числом протонов (и эквивалентным атомным номером), встречающимся в природе, но в таких крошечных количествах, что его гораздо практичнее синтезировать. Плутоний очень хорошо известен благодаря его использованию в атомных бомбах и ядерных реакторах. [3] Никакие элементы с атомным номером больше 99 не используются вне научных исследований, поскольку они имеют чрезвычайно короткий период полураспада и, следовательно, никогда не производились в больших количествах.
Свойства [ править ]
Любые элементы с атомным номером больше 94, присутствовавшие при образовании Земли около 4,6 миллиарда лет назад, распались достаточно быстро на более легкие элементы по сравнению с возрастом Земли, так что любые атомы этих элементов, которые могли существовать, когда Земля образовалась, давно уже разложился. [4] [5] Атомы синтетических элементов, присутствующие в настоящее время на Земле, являются продуктом атомных бомб или экспериментов, в которых задействованы ядерные реакторы или ускорители частиц , посредством ядерного синтеза или поглощения нейтронов . [6]
Атомная масса для физических элементов основан на средневзвешенное обилие естественных изотопов , которые происходят в земной «ы коры и атмосферы . Для синтетических элементов изотоп зависит от средств синтеза, поэтому понятие естественного изотопного содержания не имеет значения. Следовательно, для синтетических элементов общее количество нуклонов ( протоны плюс нейтроны ) наиболее стабильного изотопа , то есть изотопа с самым длинным периодом полураспада , указано в скобках как атомная масса.
История [ править ]
Технеций [ править ]
Первым элементом, который был синтезирован, а не обнаружен в природе, был технеций в 1937 году. [7] Это открытие заполнило пробел в периодической таблице , и тот факт, что стабильные изотопы технеция не существуют, объясняет его естественное отсутствие на Земле (и разрыв). [8] Поскольку самый долгоживущий изотоп технеция, 97 Tc, имеет период полураспада 4,21 миллиона лет , [9] технеций не остается от образования Земли. [10] [11] Только минутные следы технеция встречаются в природе в земной коре, как спонтанный продукт деления в 238 U или позахват нейтронов в молибденовых рудах, но технеций естественным образом присутствует в красных звездах-гигантах. [12] [13] [14] [15]
Куриум [ править ]
Первым полностью синтетическим элементом был кюрий , синтезированный в 1944 году Гленном Т. Сиборгом , Ральфом А. Джеймсом и Альбертом Гиорсо путем бомбардировки плутония альфа-частицами. [16] [17] [18] [19]
Еще восемь [ править ]
Вскоре последовал синтез америция , берклия и калифорния . Эйнштейний и фермий были созданы группой ученых под руководством Альберта Гиорсо в 1952 году при изучении радиоактивных обломков от взрыва первой водородной бомбы. [20] Были синтезированы изотопы эйнштейний-253 с периодом полураспада 20,5 дней и фермий-255 с периодом полураспада около 20 часов. Затем были созданы менделевий , нобелий и лоуренсий .
Резерфордий и дубний [ править ]
В разгар холодной войны команды из Советского Союза и США независимо друг от друга создавали резерфордий и дубниум . Название и заслуга синтеза этих элементов оставались нерешенными в течение многих лет , но в конечном итоге общая заслуга была признана IUPAC / IUPAP в 1992 году. В 1997 году IUPAC решил дать dubnium свое нынешнее название в честь города Дубна, где российская команда работала с тех пор. Выбранные американцами названия уже использовались для многих существующих синтетических элементов, в то время как название резерфордий (выбранное американской командой) было принято для элемента 104.
Последние тринадцать [ править ]
Между тем, американская команда создала сиборгию , а следующие шесть элементов были созданы немецкой командой: борий , гания , мейтнерии , Darmstadtium , рентгения и Коперниции . Элемент 113, нихоний , был создан японской командой; последние пять известных элементов, флеровий , московий , ливерморий , теннессин и оганессон , были созданы российско-американскими коллаборациями и завершают седьмую строку периодической таблицы.
Список синтетических элементов [ править ]
Следующие элементы не встречаются на Земле в природе. Все они являются трансурановыми элементами и имеют атомные номера 95 и выше.
| Имя элемента | Химический символ | Атомный номер | Первый определенный синтез |
|---|---|---|---|
| Америций | Являюсь | 95 | 1944 г. |
| Кюрий | См | 96 | 1944 г. |
| Берклиум | Bk | 97 | 1949 г. |
| Калифорний | Cf | 98 | 1950 |
| Эйнштейний | Es | 99 | 1952 г. |
| Фермий | FM | 100 | 1952 г. |
| Менделевий | Мкр | 101 | 1955 г. |
| Нобелий | Нет | 102 | 1966 г. |
| Лоуренсий | Lr | 103 | 1961 г. |
| Резерфордий | Rf | 104 | 1966 (СССР), 1969 (США) * |
| Дубний | Db | 105 | 1968 (СССР), 1970 (США) * |
| Сиборгий | Sg | 106 | 1974 г. |
| Бориум | Bh | 107 | 1981 г. |
| Калий | Hs | 108 | 1984 |
| Мейтнерий | Mt | 109 | 1982 г. |
| Дармштадтиум | Ds | 110 | 1994 г. |
| Рентгений | Rg | 111 | 1994 г. |
| Копернициум | Cn | 112 | 1996 г. |
| Нихоний | Nh | 113 | 2003–4 |
| Флеровий | Fl | 114 | 1999 г. |
| Московиум | Mc | 115 | 2003 г. |
| Ливерморий | Ур. | 116 | 2000 г. |
| Tennessine | Ц | 117 | 2010 г. |
| Оганессон | Og | 118 | 2002 г. |
| * Общий кредит на открытие. | |||
Другие элементы обычно производятся путем синтеза [ править ]
Все элементы с атомными номерами от 1 до 94 встречаются в природе, по крайней мере, в следовых количествах, но следующие элементы часто производятся путем синтеза. Технеций, прометий, астат, нептуний и плутоний были открыты путем синтеза до того, как их нашли в природе.
| Имя элемента | Химический символ | Атомный номер | Первое определенное открытие |
|---|---|---|---|
| Технеций | Tc | 43 год | 1937 г. |
| Прометий | Вечера | 61 | 1945 г. |
| Полоний | По | 84 | 1898 г. |
| Астатин | В | 85 | 1940 г. |
| Франций | Пт | 87 | 1939 г. |
| Актиний | Ac | 89 | 1902 г. |
| Протактиний | Па | 91 | 1913 г. |
| Нептуний | Np | 93 | 1940 г. |
| Плутоний | Пу | 94 | 1940 г. |
Ссылки [ править ]
- ^ Кулкарни, Mayuri. «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Дата обращения 15 мая 2019 .
- ^ «WebElements Periodic Table» Technetium »историческая информация» . www.webelements.com . Веб-элементы . Дата обращения 7 ноября 2019 .
- ^ Брэдфорд, Алина. «Факты о плутонии» . LiveSci = NCE . Дата обращения 16 мая 2019 .
- ^ Редд, Нола. "Как была образована Земля?" . Space.com . Дата обращения 16 мая 2019 .
- ^ «Синтетические элементы» . Infoplease . Дата обращения 16 мая 2019 .
- ^ Кулкарни, Mayuri. «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Дата обращения 16 мая 2019 .
- ^ Helmenstine, Анн - Мари. «Факты о технеции или мазуриуме» . ThoughtCo . ThoughtCo . Дата обращения 15 мая 2019 .
- ^ «Распад технеция и его сердечное применение» . ХанАкадемия . Ханская академия . Дата обращения 15 мая 2019 .
- ^ Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
- ^ Стюарт, Дуг. «Факты об элементе технеция» . Chemicool . Дата обращения 15 мая 2019 .
- ^ Йинон, Йинон. «Таблица Менделеева: Технеций» . Химические элементы . Дата обращения 15 мая 2019 .
- Перейти ↑ Hammond, CR (2004). "Элементы". Справочник по химии и физике (81-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
- ^ Мур, CE (1951). «Технеций на Солнце». Наука . 114 (2951): 59–61. Bibcode : 1951Sci ... 114 ... 59M . DOI : 10.1126 / science.114.2951.59 . PMID 17782983 .
- ^ Диксон, П .; Кертис, Дэвид Б .; Масгрейв, Джон; Ренш, Фред; Роуч, Джефф; Рокоп, Дон (1997). «Анализ естественного производства технеция и плутония в геологических материалах». Аналитическая химия . 69 (9): 1692–9. DOI : 10.1021 / ac961159q . PMID 21639292 .
- ^ Curtis, D .; Фабрика-Мартин, июнь; Диксон, Пол; Крамер, Ян (1999). «Необычные элементы природы: плутоний и технеций» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (2): 275. Bibcode : 1999GeCoA..63..275C . DOI : 10.1016 / S0016-7037 (98) 00282-8 .
- ^ Кребс, Роберт Э. История и использование химических элементов нашей Земли: справочное руководство , Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 0-313-33438-2 стр. 322
- ^ Харпер, Дуглас. «столпотворение» . Интернет-словарь этимологии .
- ^ Харпер, Дуглас. «бред» . Интернет-словарь этимологии .
- ^ Холл, Нина (2000). Новая химия: демонстрация современной химии и ее приложений . Издательство Кембриджского университета. стр. 8 -9. ISBN 978-0-521-45224-3.
- ^ Гиорсо, Альберт (2003). «Эйнштейний и фермий». Новости химии и техники. 81 (36): 174–175. DOI: 10.1021 / cen-v081n036.p174.
Внешние ссылки [ править ]
- «эйнштейний (Es) - химический элемент» . Britannica.com . Проверено 23 мая 2017 года .
- «менделевий (Md) - химический элемент» . Britannica.com . Проверено 23 мая 2017 года .
- «синтетические элементы» . Энциклопедия2.thefreedictionary.com . Проверено 23 мая 2017 года .
- "Это элементаль - элемент фермий" . Education.jlab.org . Проверено 23 мая 2017 года .
- Кулькарни, Маюри. «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Дата обращения 15 мая 2019 .
