Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
  Синтетические элементы
  Редкие радиоактивные природные элементы; часто производятся искусственно
  Общие радиоактивные природные элементы

Синтезированные химические элементы являются одним из 24 химических элементов , которые не встречаются в природе на Земле : они были созданы человеческой манипуляцией элементарных 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 таблице Менделеева : [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 сильно различающейся 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 первоначально 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 он происходит в таких крошечных количествах, что гораздо практичнее его синтезировать. Плутоний чрезвычайно хорошо известен благодаря его использованию в атомных бомбах и ядерных реакторах. [3] Никакие элементы с атомным номером больше 99 не используются вне научных исследований, так как 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 относительно возраста 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 используются 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 концепция естественного изотопного содержания не имеет значения. Таким образом, 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]

Восемь других [ править ]

Вскоре последовал синтез америция , берклия и калифорния . Эйнштейний и фермий были созданы группой ученых под руководством Альберта Гиорсо в 1952 году во время изучения радиоактивных обломков от взрыва первой водородной бомбы. [20] Синтезированные изотопы были 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 создали 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 элементаХимический
символ		Атомный
номер		Первый определенный
синтез
АмерицийЯвляюсь951944 г.
КюрийСм961944 г.
БерклиумBk971949 г.
КалифорнийCf981950
ЭйнштейнийEs991952 г.
ФермийFM1001952 г.
МенделевийМкр1011955 г.
НобелийНет1021966 г.
ЛоуренсийLr1031961 г.
РезерфордийRf1041966 (СССР), 1969 (США) *
ДубнийDb1051968 (СССР), 1970 (США) *
СиборгийSg1061974
БориумBh1071981
КалийHs1081984
МейтнерийMt1091982 г.
ДармштадтиумDs1101994 г.
РентгенийRg1111994 г.
КопернициумCn1121996 г.
NihoniumNh1132003–4
ФлеровийFl1141999 г.
МосковиумMc1152003 г.
ЛиверморийLv1162000 г.
TennessineЦ1172010 г.
ОганессонOg1182002 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 получают путем синтеза. Технеций, прометий, астат, нептуний и плутоний были открыты путем синтеза до того, как их нашли в природе.

Имя элементаХимический
символ		Атомный
номер		Первое определенное
открытие
ТехнецийTc431937 г.
ПрометийВечера611945 г.
ПолонийПо841898 г.
АстатинВ851940 г.
ФранцийПт871939 г.
АктинийAc891902 г.
ПротактинийПа911913 г.
НептунийNp931940 г.
ПлутонийПу941940 г.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кулкарни, Маюри. «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Дата обращения 15 мая 2019 .
  2. ^ «WebElements Periodic Table» Technetium »историческая информация» . www.webelements.com . Веб-элементы . Дата обращения 7 ноября 2019 .
  3. ^ Брэдфорд, Алина. «Факты о плутонии» . LiveSci = NCE . Дата обращения 16 мая 2019 .
  4. ^ Редд, Нола. "Как была образована Земля?" . Space.com . Дата обращения 16 мая 2019 .
  5. ^ «Синтетические элементы» . Infoplease . Дата обращения 16 мая 2019 .
  6. ^ Кулкарни, Маюри. «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Дата обращения 16 мая 2019 .
  7. ^ Helmenstine, Анн - Мари. «Факты о технеции или мазуриуме» . ThoughtCo . ThoughtCo . Дата обращения 15 мая 2019 .
  8. ^ «Распад технеция и его сердечное применение» . ХанАкадемия . Ханская академия . Дата обращения 15 мая 2019 .
  9. ^ 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 .
  10. ^ Стюарт, Дуг. «Факты об элементе технеция» . Chemicool . Дата обращения 15 мая 2019 .
  11. ^ Yinon, Yinon. «Таблица Менделеева: Технеций» . Химические элементы . Дата обращения 15 мая 2019 .
  12. Перейти ↑ Hammond, CR (2004). "Элементы". Справочник по химии и физике (81-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
  13. ^ Мур, CE (1951). «Технеций на Солнце». Наука . 114 (2951): 59–61. Bibcode : 1951Sci ... 114 ... 59M . DOI : 10.1126 / science.114.2951.59 . PMID 17782983 . 
  14. ^ 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 . 
  15. ^ 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 .
  16. ^ Кребс, Роберт Э. История и использование химических элементов нашей Земли: справочное руководство , издательство Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 0-313-33438-2 стр. 322 
  17. ^ Харпер, Дуглас. «пандемониум» . Интернет-словарь этимологии .
  18. ^ Харпер, Дуглас. «бред» . Интернет-словарь этимологии .
  19. ^ Холл, Нина (2000). Новая химия: демонстрация современной химии и ее приложений . Издательство Кембриджского университета. стр.  8 -9. ISBN 978-0-521-45224-3.
  20. ^ 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 . Дата обращения 23 мая 2017 .
  • «менделевий (Md) - химический элемент» . Britannica.com . Дата обращения 23 мая 2017 .
  • «синтетические элементы» . Encyclopedia2.thefreedictionary.com . Дата обращения 23 мая 2017 .
  • "Это элементаль - элемент фермий" . Education.jlab.org . Дата обращения 23 мая 2017 .
  • Кулькарни, Маюри. «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Дата обращения 15 мая 2019 .