Вештачки елементи - дел 1
Пред речиси две години, Меѓународната унија за чиста и применета хемија, организација на хемичари од целиот свет, ги објави имињата на четири нови елементи. Така, поглавјето во историјата на хемијата заврши - седмиот период од периодниот систем конечно е завршен и оттогаш официјално има 118 хемиски елементи.
Сепак, одлуката на IUPAC (
Животен век
За да го проценат животниот век на радиоактивните елементи, физичарите го користат концептот на полуживот. Ова е време додека не остане половина од оригиналната количина на елементот. Меѓутоа, по секунда од истото време, целиот елемент нема да исчезне, туку ќе остане само половина од половина или четвртина од оригиналната количина. итн. Теоретски, дури и по бесконечно долг временски период, дел од првобитната количина ќе остане, но во пракса се претпоставува дека по десет периоди практично нема оставено радиоактивен материјал.
Електричните жици, прстенот и алуминиумот секако можат да сведочат за постоењето на бакар, злато и алуминиум. Како што знаете од училиште, воздухот содржи азот и кислород. Реактивните елементи како натриум и хлор формираат кујнска сол. И ние ги имаме овие елементи, а нашата имагинација сугерира дека некаде на полиците на хемиските лаборатории има примероци од нив. Ако концептот на лабораторија се прошири на места каде што се чуваат и високо радиоактивни елементи, тогаш излегува дека последната од постојните е Ајнштајн, со сериски број 99. Колоквијално, постоењето треба да се сфати како присуство на елемент или негово соединение во опипливи количини. За да го направите ова, неопходно е да имате најмалку еден милионити дел од грамот, инаку нема да се формираат ниту најмалите кристали на хемиско соединение (во случајот со елементот 100 - цврсто - информациите за приемот на потребната количина не се целосно потврдени).
Куриите го демонстрираат зрачењето на радиумот (слика од Андре Кастањ, 1903 година).
Таа мораше да се соочи со овој проблем на почетокот на минатиот век. Зрачењето на радиум и полониум не било доволно за тогашните хемичари да го препознаат постоењето на овие елементи - само изолирањето на дел од грам од нивните соединенија ги убедило сомнежите. Но, да не ги критикуваме традиционалистите. Овој пристап е многу практичен: има малку што може да се направи во обична лабораторија со толку мала количина на супстанција што не може ни да се види.
Причината за „непостоењето“ е, се разбира, животниот век на некои елементи - прекраток за да се преживее до сега по формирањето на Земјата од космичка прашина. Експлозиите на супернова произведуваат дури и најтешки елементи, кои потоа се распаѓаат во рок од светлосни години од ѕвездата што експлодира. Под поволни услови, трошките се спојуваат во поголеми кластери, а оние во планети. Сепак, 4,5 милијарди години се дефинитивно предолги за одредени елементи да останат на нашата земјина топка во значителни количини (колку потешки, толку помалку и пократки животи). Затоа, за да се подложат на истражување, неопходно беше да се создадат елементите на материјата што недостасуваа. Не да се отвораат, бидејќи не постоеле, скриени од „стаклата и очите“ на научниците, туку едноставно да се произведуваат.
Дури и најтешките елементи се формираат при експлозии на супернова. Сликата на Хабл ја прикажува маглината Рак во соѕвездието Бик, остаток од суперновата од 1054 година.
Косата и статусот на мама Франсо?
Многу малку. Се проценува дека не повеќе од 50 грама франк се наоѓаат во земјината кора во секое време. Астатинот е уште помалку - околу еден грам! Во двата случаи, причината е во многу краткиот животен век на природните изотопи, а дополнително, во неефикасниот начин на формирање - тие се формираат во страничните гранки на радиоактивните серии со мала веројатност за сопствена трансформација. Не е изненадувачки што досега никој не го издвоил видливиот дел од овие елементи, а не се чини дека во блиска иднина.
Поделбата не е толку очигледна како што може да изгледа на прв поглед. Ние сме прилично добри во класификација во случај на рачно изработени предмети како завртки или навртки. Меѓутоа, кога влегуваме во област на природата каде што границите не се остри, се јавуваат проблеми во форма на предмети кои можат да се припишат на различни групи.
Исто е и со елементите. Ураниумот е најтешкиот елемент, чиј животен век му овозможил да преживее до денес (полуживотот е споредлив со староста на нашата планета, така што сè уште имаме околу половина од ураниумот што бил дел од младата Земја). Елементите помасивни од него се создадени од човекот (повеќе за ова подоцна во серијата), но некои од нив подоцна беа откриени како нуспроизводи на трансформациите предизвикани од распаѓањето на јадрата на ураниумот.
Измама од чешки рудник во Судетите. Рудите на ураниум се извор на многу радиоактивни елементи.
Слична ситуација се јавува со нестабилни елементи со помала тежина од ураниум. Некои од нив имаат многу краток животен век (за француски тоа е само 20 минути и за астату најмногу секунди, иако вештачки добиениот изотоп на овој елемент има полуживот од осум часа), а нивното постоење во природата е само последица на постојаното снабдување со јадра на ураниум и ториум во распаѓање (види: Радиоактивна серија). Двата елементи лоцирани во средината на периодниот систем - TechNet i трафик - и покрај децениските напори на хемичарите, тие не се наоѓаат во природата. Дури откако беа добиени, стана јасно дека тие се производ на многу ретка, спонтана фисија на јадра на ураниум и беа идентификувани во исклучително мали количини во рудите на овој метал.
Исто така, некои вештачки елементи се подобро разбрани отколку одамна воспоставените, вкоренети елементи. Во некои случаи, производството на вештачки супстанции ја надминува целата светска понуда на едноставни супстанции кои се сметаат за природни (види: Колку франци и астатин имаме?)! Причината, секако, е употребата: годишно се користат околу 20 тони радиоактивен плутониум, додека металниот стронциум речиси никому не му треба и неговото производство достигнува килограми. Додадете го на ова и фактот за контаминација на земјината површина со производи од нуклеарни централи и нуклеарни експлозии (најчесто јадрата се полесни од ураниумот) и термонуклеарните (во овој случај тие се и потешки од ураниумот), ќе имаме целосна слика. на тешкотијата да се изврши навидум едноставна фисија: природен или вештачки елемент?
Тестовите со нуклеарно оружје ја „збогатија“ животната средина со бројни радиоактивни елементи.
Најголемото достигнување на хемијата во 150 век беше градежништвото (идната година, делото на Менделеев „навртува“ XNUMX години!). Генијалноста на неговиот творец се откри, меѓу другото, и во фактот дека остава празни места за сè уште неоткриени елементи и ги предвидува нивните својства. Бидејќи празнините во табелата беа пополнети (некои предвидувања не се остварија), се појави прашањето: колку елементи всушност постојат?
Хенри Мозели (1887-1915) и слики од спектарот на рендгенски зраци на неколку елементи.
Одговорот го дал млад, под 26 години англиски физичар Хенри Мозли, во 1913 година. За време на стажирање во лабораторијата на откривачот на атомското јадро, Ернест Радерфордја проучувал емисијата на рендгенски зраци на возбудени атоми. Тој успеа да ги поврзе брановите должини на емитираните рендгенски зраци со полнењето на атомските јадра, а овој беше различен за секој елемент, што претставуваше уникатно дефинирачка карактеристика. Сепак, набрзо избувнала Големата војна, Мозели бил мобилизиран и паднал во Галиполи две години подоцна. Истражувањата покажаа дека најтешкиот познат - ураниум - има 92 протони во јадрото, што значи ист број на елементи (барем во тоа време). Тоа значеше и дека седум елементи недостасуваа од периодниот систем на позициите 43, 61, 72, 75, 85, 87 и 91. Хемичарите и физичарите тргнаа на научен лов, толку беше полесно затоа што знаеја каде и што да бараат - локацијата на непознатите елементи во периодниот систем овозможи да се одредат нивните својства и наменети локации.
Ред од радиоактивен ураниум и радиум (атомски број на дното, изотоп масен број лево).
радиоактивни серии - два изотопи на ураниум и еден на ториум со долг животен век се распаѓаат со формирање на исто така радиоактивни јадра. Овие за возврат претрпуваат дополнително распаѓање, и така натаму.По десетина промени, на крајот се формираат постојани изотопи на олово. Редоследот на изотопи, од кои едниот произлегува од другиот, е радиоактивната серија. По добивањето на Нептун, се покажа дека еден од неговите изотопи исто така ја започнал серијата. Сепак, релативно краткиот животен век на неговите членови значеше дека овој број е застарен по природа, а единствениот остаток од него е присуството на последниот во серијата - бизмут.
Во 1923 година беше откриен брана (бр. 72), а две години подоцна - Рен (бр. 75). Откривачите на второто се соочија со истиот проблем како и нашиот сонародник неколку години претходно. И тие, исто така, мораа да обработат големо количество руда за да добијат видливи примероци од соединенијата на новиот елемент. За идентификација го користеле методот Moseley. Тие, исто така, виделе фреквенции во спектарот кои укажуваат на друг елемент од истата група, број 43, но нивните набљудувања не биле потврдени. Technet, бидејќи за него зборуваме, првиот од елементите е добиен вештачки (латински = вештачки), во 1937 година, како резултат на бомбардирањето на молибден (бр. 42) со јадра на водородниот изотоп (бр. 1). Овој елемент е радиоактивен, иако неговиот долг живот дозволува да се користи. Подоцна се покажа дека техниумот се јавува во природата како резултат на спонтано распаѓање на јадрата на ураниумот.
Означување на изворот на зрачење. Подобро е да не се приближувате кон контејнери со овој знак!
Во текот на истражувањето откриени се природни радиоактивни низи протактин (бр. 91) и Француски (бр. 87). Сепак, елементот 85 најпрво бил добиен вештачки со бомбардирање на целта на бизмут (бр. 83) со алфа честички (јадра на хелиум кои содржат два протони и два неутрони). Поради неговиот многу краток полуживот, новиот елемент беше именуван лето (гр. = непостојана). Познавањето на неговите хемиски својства овозможи неколку години подоцна да се открие астатин во рудите на ураниум и ториум, каде што се појавува како еден од нивните производи на распаѓање.
Последниот од исчезнатите трафиксо 61 протон во јадрото - идентификуван во 1945 година за време на проучувањето на остатоците од потрошеното гориво на ураниум во реакторот. Името на елементот доаѓа од митскиот Прометеј, кој, како и олимпискиот оган во минатото, донесе нов извор на енергија на човештвото. Овој елемент е присутен и во трагови во рудите на ураниум.
