▪   Тарас Литвин

112-й елемент

Поки наші школярі й студенти вивчають застарілу (минулого сторіччя!) таблицю Мєндєлєєва, сучасний її варіант поповнюється новими складовими
Матеріал друкованого видання
№ 49 (58)
від 5 грудня, 2008

 

 

 Графіка: «Правильна» таблиця Мєндєлєєва, якою користуються дітлахи на Заході, може стати захоплюючим читвом

 
Коли в сім’ї Мєндєлєєвих народилася сімнадцята дитина, батько осліп. Знахарі казали, що то символічна плата й знак: син побачить те, чого не бачать інші. Через 35 років Дмітрій Івановіч зробив відкриття, яке прославило його на віки. 1 березня 1869 року вчений опублікував закон: «Властивості елементів і властивості утворюваних ними простих і складних тіл перебувають у періодичній залежності від їхньої атомної ваги».  
 
Перша періодична таблиця складалася з шести вертикальних груп – попередниць майбутніх періодів. По горизонталі вгадувалися ще не повні ряди елементів – прообрази майбутніх груп. У таблиці було 63 елементи (зараз їх офіційно 111, неофіційно – 118), зокрема й ті, яких ніхто ще не «тримав у руках» – їх існування геніально передбачив Мєндєлєєв.
Сучасне визначення закону з’явилося в 1920-х після революційних відкриттів у фізиці. Сьогодні періодичний закон звучить так: «Властивості елементів, а також утворених ними сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їхніх атомів».
 
Україна без рентгенія
 
Золото, срібло, мідь, залізо люди знали давно, але прізвища їх винахідників нам не відомі. А з XVII ст. кожний хімічний елемент має одного або кількох авторів відкриття. Наприклад, фосфор синтезував німецький алхімік Хенінг Бранд, коли у 1669 році намагався отримати філософський камінь, нагріваючи суміш білого піску та випареної сечі.
 
У 1919-му для систематизації хімічних знань створено Міжнародний союз фундаментальної та прикладної хімії (далі називатимемо його за англійською абревіатурою – ІЮПАК) |див. словничок|. Останні версії періодичної таблиці елементів ця організація затвердила у 2005 і 2007 роках. В офіційній таблиці зазначено 111 елементів, останній – рентгеній (Rg).
 
На жаль, в українських підручниках друкують задавнені версії таблиці. Наприклад, у «Хімії» для сьомого класу (О. Ярошенко, 2007 р.) і «Хімії» для восьмикласників (О. Ярошенко, 2008 р.), а також у підручнику для вишів (Н. Романова, «Загальна та неорганічна хімія», 2007 р.) вказано лише 110 елементів. Причому 110-й – дармштадій (Ds) – має стару назву – унуннілій, і не вказано його атомну масу – 271.
 
Упродовж 2003–2007 років

ІЮПАК уточнила атомну масу 25-ти елементів, про що в наших підручниках теж не згадують. Хоча всі ці дані разом із новою таблицею можна знайти на офіційному сайті ІЮПАК.
 
Ун-уніфікація
Елементи з атомним числом понад 110 ІЮПАК радить поки що називати за такими принципами: 1) назва має бути короткою та очевидно пов’язаною з атомним числом елемента; 2) повинна закінчуватися на -ium (по-нашому -ій); 3) символ має складатися з трьох літер; 4) символ повинен походити від атомного числа й бути якомога очевидніше візуально пов’язаним із назвою.
 
Ім’я новому елементові дають згідно з його порядковим номером, використовуючи корені латинських чисельників: 1 = un, 2 = bi, 3 = tri, 4 = quad, 5 = pent, 6 = hex, 7 = sept, 8 = oct, 9 = enn, 0 = nil, а наприкінці додають -ium. Наприклад, для 111-го елемента (рентгеній, Rg) є синонім – Unununium (Uuu), або унунуній, тобто один-один-один. Якщо колись учені доберуться до другої сотні й далі, елементи можна буде називати так: 200-й елемент – бінілнілій (Bnn), 500-й – пентнілнілій (Pnn), 900-й – еннілнілій (Enn).
 
Винахідники мають право пропонувати інші назви. Комісія ІЮПАК розглядає їх після того, як елемент добре вивчено і його відкриття беззаперечно прийняте всією науковою громадою.
 
Берія проти Гельмгольца
 
За останні 12 років учені синтезували шість нових елементів із порядковими номерами від 112 до 118 (крім 117-го). ІЮПАК поки не дав їм остаточної назви й не включив до таблиці, тому що ці елементи недостатньо досліджені.
 
У лютому 1996-го група німецьких науковців із Інституту важких іонів у Дармштадті синтезувала 112-й хімічний елемент – унунбій. Два ядра 277Uub отримали після обстрілу свинцевої мішені цинковими атомними ядрами у прискорювачі важких іонів.
 
Відомо поки що п’ять ізотопів |див. словничок| унунбія, найстабільніший – 285Uub (період напіврозпаду = 34 с). Важчі ізотопи отримано в 2000 і 2004 роках в Об’єднаному інституті ядерних досліджень (ОІЯД) |див. словничок| як продукти розпаду ізотопів унунквадію. Дослідники опромінювали плутоній-242 іонами кальцію-48. У результаті утворювався ізотоп 114-го елемента – 287Uuq, який при атмосферному тиску потрапляв до камери з сумішшю гелію і аргону. Після альфа-розпаду за півсекунди 287Uuq перетворювався на ізотоп 112-го елемента – 283Uub, що газовим потоком переносився до кріогенної камери. На золотих детекторах цієї камери реєстрували розпад ядер 283Uub.
 
Росіяни запропонували назвати 112-й елемент лаврентієм – на честь Берії, який, на їхню думку, зіграв визначну роль у створенні радянської атомної промисловості. А німецькі вчені запропонували для унунбію одразу шість назв: віксхаузій, гельмгольцій, венусій, фрішій, штрассманій і гейзенбергій.
 
Хімічна магія
 
Навіщо вчені синтезують нові елементи? Кому потрібні нестабільні екзотичні ядра? Науковці мріють знайти феномени з цілком алхімічними назвами – «магічні елементи» й «острів стабільності».
 
Згідно з теорією ядерної будови, в ядрі є протонні й нейтронні оболонки, схожі на електронні оболонки атомів. Ядра з повністю заповненими оболонками особливо стійкі до спонтанних перетворень. Числа нуклонів |див. словничок|, що відповідають повністю заповненим ядерним оболонкам, хіміки називають магічними.
 
Магічні ядра – це особливо стійкі атомні ядра, в яких число нуклонів дорівнює одному з магічних чисел. Для протонів це числа 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114, 126, 164, для нейтронів – 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 184, 196, 228, 272, 318. Ядра, в яких і число нейтронів, і число протонів
є магічним, називають двічі магічними.
 
Місцезнаходження нуклідів |див. словничок|, які довго живуть не розпадаючись, називають островом стабільності. І синтез нових елементів крок за кроком наближає нас до цього омріяного острова. А хто не мріє, кажуть хіміки, той не п’є шампанського на церемонії вручення Нобелівської премії.

[1058]

 
СЛОВНИЧОК

 Міжнародний союз фундаментальної та прикладної хімії (англ. The International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC, ІЮПАК) – міжнародна неурядова організація, створена 1919 року для сприяння розвитку хімії. Розробляє стандарти найменування хімічних елементів та сполук. 

Ізотопи – різновиди атомів одного й того самого хімічного елемента, які мають різну атомну масу. Масу вказують числом угорі ліворуч від символу елемента.
 
Об’єднаний інститут ядерних досліджень (ОІЯД) – міжнародна міжурядова науково-дослідницька організація у місті Дубна, 120 км від Москви. До складу ОІЯД входять 18 держав, зокрема Україна. В ОІЯД було синтезовано всі трансуранові елементи, відкриті в СРСР, і повторно синтезовано більшість трансуранових елементів, відкритих в інших країнах.
 
Нуклон – загальна назва протона і нейтрона – частинок, з яких складається ядро атома. Тобто протон і нейтрон – два різні стани (протон має електричний заряд, а нейтрон ні) однієї частинки, яка й називається нуклоном».
 
Нуклід – загальна назва атомних ядер і атомів, що характеризуються певним числом протонів у ядрі Z, числом нейтронів N і загальним числом нуклонів A = Z + N. Радіоактивні ядра й атоми називаються радіонуклідами.