|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Справочник химика 21. Искусственно полученные элементы рефератРукотворные элементы | Журнал Популярная МеханикаИз 26 известных в настоящее время трансурановых элементов 24 не встречаются на нашей планете. Они были созданы человеком. Как же синтезируют тяжелые и сверхтяжелые элементы? Алексей Левин 10 июня 2016 20:00 Первый список из тридцати трех предполагаемых элементов, «Таблицу субстанций, принадлежащих всем царствам природы, которые могут считаться простейшими составными частями тел», опубликовал Антуан Лоран Лавуазье в 1789 году. Вместе с кислородом, азотом, водородом, семнадцатью металлами и еще несколькими настоящими элементами в нем фигурировали свет, теплород и некоторые окислы. А когда 80 лет спустя Менделеев придумал Периодическую систему, химики знали 62 элемента. К началу XX века считалось, что в природе существуют 92 элемента — от водорода до урана, хотя некоторые из них еще не были открыты. Тем не менее уже в конце XIX века ученые допускали существование элементов, следующих в таблице Менделеева за ураном (трансуранов), но обнаружить их никак не удавалось. Сейчас известно, что в земной коре содержатся следовые количества 93-го и 94-го элементов — нептуния и плутония. Но исторически эти элементы сначала получили искусственно и лишь потом обнаружили в составе минералов.
Из 94 первых элементов у 83 имеются либо стабильные, либо долгоживущие изотопы, период полураспада которых сравним с возрастом Солнечной системы (они попали на нашу планету из протопланетного облака). Жизнь остальных 11 природных элементов много короче, и потому они возникают в земной коре лишь в результате радиоактивных распадов на краткое время. А как же все остальные элементы, от 95-го до 118-го? На нашей планете их нет. Все они были получены искусственным путем. Первый искусственныйСоздание искусственных элементов имеет долгую историю. Принципиальная возможность этого стала понятна в 1932 году, когда Вернер Гейзенберг и Дмитрий Иваненко пришли к выводу, что атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Два года спустя группа Энрико Ферми попыталась получить трансураны, облучая уран медленными нейтронами. Предполагалось, что ядро урана захватит один или два нейтрона, после чего претерпит бета-распад с рождением 93-го или 94-го элементов. Они даже поспешили объявить об открытии трансуранов, которые в 1938 году в своей Нобелевской речи Ферми назвал аусонием и гесперием. Однако немецкие радиохимики Отто Ган и Фриц Штрассман вместе с австрийским физиком Лизой Мейтнер вскоре показали, что Ферми ошибся: эти нуклиды были изотопами уже известных элементов, возникшими в результате расщепления ядер урана на пары осколков приблизительно одинаковой массы. Именно это открытие, совершенное в декабре 1938 года, сделало возможным создание ядерного реактора и атомной бомбы. Внутри ядер существуют протонные и нейтронные оболочки, в чем-то похожие на электронные оболочки атомов. Ядра с полностью заполненными оболочками особо устойчивы по отношению к спонтанным превращениям. Числа нейтронов и протонов, соответствующих таким оболочкам, называются магическими. Некоторые из них определены экспериментально — это 2, 8, 20 и 28. Оболочечные модели позволяют вычислить «магические числа» сверхтяжелых ядер и теоретически — правда, без полной гарантии. Есть основания ожидать, что нейтронное число 184 окажется магическим. Ему могут соответствовать протонные числа 114, 120 и 126, причем последнее опять-таки должно быть магическим. Если это так, то изотопы 114-го, 120-го и 126-го элементов, содержащие по 184 нейтрона, будут жить куда дольше своих соседей по таблице Менделеева — минуты, часы, а то и годы (эту область таблицы принято называть островом стабильности). Самые большие надежды ученые возлагают на последний изотоп с дважды магическим ядром. Первым же синтезированным элементом стал вовсе не трансуран, а предсказанный еще Менделеевым экамарганец. Его искали в различных рудах, но безуспешно. А в 1937 году экамарганец, позднее названный технецием (от греческого — искусственный) был получен при обстреле молибденовой мишени ядрами дейтерия, разогнанными в циклотроне Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли. Легкие снарядыЭлементы с 93-го до 101-го были получены при взаимодействии ядер урана либо следующих за ним трансуранов с нейтронами, дейтронами (ядрами дейтерия) или альфа-частицами (ядрами гелия). Первого успеха здесь добились американцы Эдвин Макмиллан и Филип Эйбелсон, которые в 1940 году синтезировали нептуний-239, отработав идею Ферми: захват ураном-238 медленных нейтронов и последующий бета-распад урана-239. Следующий, 94-й элемент — плутоний — впервые обнаружили при изучении бета-распада нептуния-238, полученного дейтронной бомбардировкой урана на циклотроне Калифорнийского университета в Беркли в начале 1941 года. А вскоре стало понятно, что плутоний-239 под действием медленных нейтронов делится не хуже урана-235 и может служить начинкой атомной бомбы. Поэтому все сведения о получении и свойствах этого элемента засекретили, и статья Макмиллана, Гленна Сиборга (за свои открытия они разделили Нобелевскую премию 1951 года) и их коллег с сообщением о втором трансуране появилась в печати лишь в 1946 году.
Американские власти почти на шесть лет задержали и публикацию об открытии 95-го элемента, америция, который в конце 1944 года был выделен группой Сиборга из продуктов нейтронной бомбардировки плутония в ядерном реакторе. Несколькими месяцами ранее физики из этой же команды получили первый изотоп 96-го элемента с атомным весом 242, синтезированный при бомбардировке урана-239 ускоренными альфа-частицами. Его назвали кюрием в знак признания научных заслуг Пьера и Марии Кюри, открыв тем самым традицию наименования трансуранов в честь классиков физики и химии. 60-дюймовый циклотрон Калифорнийского университета стал местом сотворения еще трех элементов, 97-го, 98-го и 101-го. Первые два назвали по месту рождения — берклием и калифорнием. Берклий был синтезирован в декабре 1949 года при обстреле альфа-частицами мишени из америция, калифорний — двумя месяцами позже при такой же бомбардировке кюрия. 99-й и 100-й элементы, эйнштейний и фермий, были обнаружены при радиохимическом анализе проб, собранных в районе атолла Эниветок, где 1 ноября 1952 года американцы взорвали десятимегатонный термоядерный заряд «Майк», оболочка которого была изготовлена из урана-238. Во время взрыва ядра урана поглощали до пятнадцати нейтронов, после чего претерпевали цепочки бета-распадов, которые и вели к образованию этих элементов. 101-й элемент, менделевий, был получен в начале 1955 года. Сиборг, Альберт Гиорсо, Бернард Харви, Грегори Чоппин и Стэнли Томсон подвергли альфа-частичной бомбардировке около миллиарда (это очень мало, но больше просто не было) атомов эйнштейния, электролитически нанесенных на золотую фольгу. Несмотря на чрезвычайно высокую плотность пучка (60 трлн альфа-частиц в секунду), было получено лишь 17 атомов менделевия, но при этом удалось установить их радиационные и химические свойства. Тяжелые ионыМенделевий стал последним трансураном, полученным с помощью нейтронов, дейтронов или альфа-частиц. Для получения следующих элементов требовались мишени из элемента номер 100 — фермия, которые тогда было невозможно изготовить (даже сейчас в ядерных реакторах фермий получают в нанограммовых количествах). www.popmech.ru Искусственно полученные элементы - Справочник химика 21Какими химическими свойствами должен обладать искусственно полученный элемент с порядковым номером 87 С каким из стоящих в таблице давно известных элементов он должен быть наиболее сходен [c.177]Назовите известные вам искусственно полученные элементы, укажите их место в таблице периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева и начертите схемы, отражающие расположение электронов по орбиталям в атомах этих элементов. [c.70] Основное применение плутония связано с производством ядерной энергии за счет деления изотопа Фи. Это единственный из искусственно полученных элементов, который нашел широкое про- [c.444]Получены также различные изотопы атомов с зарядом ядра большим 92. Отвечающие им новые искусственно полученные элементы получили общее название трансурановых элементов. [c.50] Стабильные И. встречаются у всех четных и большинства нечетных элементов с атомными номерами Число стабильных изотопов у элементов с четными номерами м. б. равно 10 (напр., у олова) у элементов с нечетными номерами не более двух стабильных И. Известно ок. 280 стабильных и более 2000 радиоактивных И. у 110 природных и искусственно полученных элементов. [c.201] Новые, искусственно полученные элементы нептуний (93), плутоний (94), америций (95) и кюрий (96), как известно, образуют положительные трехзарядные ионы, подобно актинию (89). В каких оболочках и подоболочках могут находиться дополнительные электроны (по сравнению с Ас ) в Кр , Ри , Ат , Ст . [c.199] В настоящее время в ряду элементов от водорода до урана, т. е. ог порядкового номера 1 до порядкового номера 92, не только нет свободных мест, но и имеются искусственно полученные элементы (в результате атомных превращений) таким же образом можно теперь получить элементы с более высокими порядковыми номерами, чем уран. Это уже упоминавшиеся трансураны с порядковыми номерами 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102 и 103. Они также нестабильны. Подробнее см. т. II. [c.28] Искусственно полученный элемент радиоактивен. [c.337] Судя по литературным данным, впервые чистое химическое соединение плутония было выделено в 1942 г. Каннингемом и Вернером [816, 817, С81]. Это был первый случай выделения в чистом виде весомого количества (около 20 хг) искусственно полученного элемента. [c.181] Все эти искусственно полученные элементы в природе пока не найдены, но представля[0т большой научный интерес. Некоторые из них уже применяются в технике. [c.254] В книге рассказывается о новом искусственно полученном элементе—технеции, его физических и химических свойствах. [c.2] В IVB подгруппу (подгруппа титана) входят титан Ti, цирконий Zr, гафний Hf и искусственно полученный элемент № 104 — курчатовий Ки. Электронная структура их атомов представлена в табл. 19. [c.243] Атомные веса при грубых расчетах округляются. Из всех элементов наименьшим атомным весом обладает водород (1,008), наибольшим — искусственно полученный элемент менделевий (256). [c.13] Элементы, следующие за актинием, наиболее интересны из всего седьмого периода. Химические свойства некоторых из них изучены достаточно подробно. Первые четыре элемента — актиний, торий, протактиний и уран — располагаются в периодической таблице под лантаном, гафнием, танталом и вольфрамом, так как по многим химическим свойствам они напоминают эти элементы. После того как была найдена возможность искусственного получения элементов, следующих за ураном, было сделано предположение, что у редкоземельных элементов (лантанидов) происходит заполнение 4/-орбит. Поэтому элементы, следующие за актинием, обычно располагают под редкоземельными элементами (см. таблицу в начале главы) и называют актинидами . В табл. [c.616] Искусственно полученные элементы [c.49] При расщеплении ядер, а также спонтанном делении некоторых искусственно полученных элементов испускаются нейтроны. Взаимодействие нейтронов с атомами водорода вызывает -излу-чение высокой энергии, что в свою очередь приводит к ионизации молекул. Нейтроны с достаточно высокой энергией могут также превращать стабильные элементы организма в радиоактивные. [c.350] Массовое число наиболее долговечного изотопа и принимается (условно) за атомный вес искусственно полученного элемента (для Тс = 99). [c.212] Побочная подгруппа восьмой группы периодической системы охватывает три триады -элементов и два искусственно полученных и мало исследованных элемента. Первую триаду образуют элементы железо, кобальт и никель, вторую триаду — рутений, родий и палладий и третью триаду — осмий, иридий и платина. Искусственно полученные элементы ханий и мейтнерий с малым временем жизни замыкают известный на сегодня ряд самых тяжелых элементов. [c.522] При р-распаде массовое число изотопа не меняется, а при а-распаде уменьшается на 4.. Поэтому возможно существование четырех радиоактивных рядов один из них включает изотопы, массовые числа которых выражаются общей формулой 4/г (п — целое число), второму отвечает общая формула массового числа-4п + 1. третьему — 4п4-2 (это и есть радиоактивный ряд урана) и четвертому — 4 + 3. Действительно, помимо ряда урана, известны еще два естественных радиоактивных ряда ряд тория, начинающийся с изотопа 23214 и соответствующий общей формуле массового числа 4л, и ряд актиния, начинающийся с изотопа ( актиноуран ) и отвечающий общей формуле массового числа 4п + 3. Устойчивые продукты превращений в этих рядах тоже представляют собой изотопы свинца ( ° РЬ и РЬ). Родоначальником четвертого радиоактивного ряда (ряда нептуния) с общей формулой массового числа 4п +1 служит изотоп искусственно полученного элемента нептуния Np здесь конечным продуктом распада является устойчивый изотоп висмута [c.106] Искусственно полученные элементы..........................4 [c.5] Г фиий, а также искусственно полученный элемент курчатовин (№ 104). Конфигурация электронной оболочки атомов этих элементов такая же, как у титана, — d s . Аналоги титана цирконий и гафний являются тяжелыми металлами — их плотности соответственно 6,45 и 13,31 г/см температуры их плавления также выше, чем у титана 1852 и 2225°С. Цирконий и гафний образуют разнообразные соединения, в устойчивых и наиболее характерных из которых цирконий и гафний четырехвалентны. Устойчивость соединений, в которых эти элементы трех- и двухвалентны, невелика п убывает в направлении Ti—Zr — Hf. В этом же направлении возрастает металлическая активность этих элементов. Цирконий и гафний, подобно титану, существуют в двух полиморфных видо-измеР ениях — а и р. Также подобно титану цирконий и гафпин при обычных температурах химически неактивны и коррозионноустойчивы, а при высокой температуре реагируют с кислородом, азотом н другими элементарными окислителями. [c.275] Радиоактивными оказались все изотопы искусственно полученных элементов с порядковыми номерами 43, 61, 85 и 87 (технеция, прометия, астатина и франция). Указанные элементы пока еще не обнаружены в природе. [c.25] При выделении новых, искусственно полученных элементов и исследовании их свойств большую роль сыграли микрометоды, позволяюш,ие оперировать с ничтожными количествами радиоактивных веществ. Развитие этих ме- [c.100] ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ В табл. 1 даны названия (русские и латинские) элементов, порядковые номера их в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, относительная атомная масса и год открытия. Атомные массы (с четырьмя значащими цифрами) приведены по Международной таблице 1977 г. Звездочкой обозначены искусственно полученные элементы, древн. — элемент, известный в глубокой древности, средн.— элемент открыт в средние века. [c.5] Щелочные металлы. Натрий Na, калий К, литий Li (0,0065 %) и рубидий Rb (0,015 %) относятся к распространенным, а цезий s (Т-Ю %) — к малораспространенным в земной коре элементам, а франций Fr — к искусственно полученным элементам. [c.359] Марганец, рений и искусственно полученные элементы Л Ь 43 — тех-неиий и № 107 составляют У11В-подгруппу периодической систе- [c.289] В табл. 1 приведены названия (русские и латинские) элементов, химические знаки, порядковые номера их в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, относительная атомная масса и год открытия. Атомные массы приведены по Международной таблице 1981 г. Звездочкой обозначены искусственно полученные элементы древн. — элемент, известный в глубокой древности средн. — элемент открыт в средние века. В квадратных скобках приведены массовые числа изотопов, обладающих наибольшим для данного радиоактивного элемента периодом полураспада. Названия и химические знаки элементов, приведенные в круглых скобках, не являются общепринятыми. [c.6] Как уже сказано во введении, окружающий нас мир состоит из веществ и излучений. Химия занимается изу- чением веществ. В настоящее время известно 106 хими-. ческих элементов. Подавляющее большинство из них найдено на Земле и лишь немногим более 10 элементов нолучено-искусственным путем. В-дад ком прошлом эти искусственно полученные элементы также существовали на Земле. Однако их атомы неустойчивы и сравнительно быстро распадаются. Поэтому за миллиарды лет существования нашей планеты эти элементы полностью ис чезли вследствие радиоактивного распада их атомов. В будущем, вероятно, ученые получат еще несколько новых искусственных элементов и, может быть, найдут в арироде несколько неизвестных элементов с порядковыми номерами выше 110. [c.515] ТЕХНЕЦИЙ (Te hnetium) Тс, радиоактивный хим. элем. VII гр. периодич. сист., ат. и. 43, ат. м. для Тс 98,9062. Первый искусственно полученный элемент. Известно ок. 20 радиоакт. иэотопов с мае. ч. 92—108 (о изомерами) наиб, долгоживущий "T (7 i/2 2,12-10 лет). Синтезирован К. Перье и Э. Сегре в 1937 бомбардировкой ядер Мо дейтронами. В ничтожных кол-вах обнаружен в урановых рудах. Серебристо-серый металл кристаллич. решетка гексагональная, в тонких слоях (менее 15-10 мкм) — гранецентрированная кубическая плотн. 11,487 г/см [c.575] В некоторых случаях дифракция рентгеновских лучей может быть использована для определения абсолютной конфигурации оптически активных веществ. В 1951 г. Бижро, Пирдеман и ван Боммель изучили натриеворубидиевую соль (+)-винной кислоты с помощью дифракции рентгеновских лучей и нашли, что ее абсолютная конфигурация соответствует той, которая была произвольно выбрана Фишером из двух возможных энантиоморфных структур 100 лет назад. Дифракция рентгеновских лучей находит также широкое применение в неорганической химии при определении как структур, так и правильных формул многих гидридов бора и карбонильных комплексов металлов, которым ранее были приписаны ошибочные формулы. Во многих случаях дифракция является единственным практическим методом установления правильного состава соединений. При изучении искусственно полученных элементов— нептуния, плутония, кюрия и америция — стало возможным быстро устанавливать их чистоту и химический состав, используя чрезвычайно малые количества вещества и не разрушая образцы. [c.583] На основании сходсдва в химическом поведении некоторые элементы объединяют в семейства элементов, такие как щелочные металлы (литий и его аналоги), щелочноземельные металлы (кальций и его аналоги), галогены (фтор и его аналоги), семейство железа (железо, кобальт, никель), семейство платины, или платиновые металлы (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина), а также редкоземельные элементы (скандий, иттрий, лантан и 14 лантаноидов). Искусственно полученные элементы, следующие за ураном, называют трансурановыми. [c.121] Элемент астатин, прежде чем он был найден в природе, был приготовлен искусственно [посредством атомных превращений (Зе ге 1940)]. Два других свободных места в периодической системе также были заполнены искусственно полученными элементами — 43ж 61. Из правила стабильности атомных ядер (см. т. II, гл. 13) следует, что эти элементы должны быть нестабильны, что и подтверждается наблюдениями. Искусственно полученные элементы 43 и 61 называются технеций (Тс) и прометий (Рш). Технеций и прометий не входят в состав естественных радиоактивных рядов. Скорость распада наиболее долгоживущих изотопов этих элементов много меньше, чем астатина и франция их распад идет так быстро, что технеций или прометий не могли бы находиться сейчас в земной коре, даже если бы они и образовались в древности. Не исключено, правда, постоянное образование нестабильных элементов в минимальных количествах под влиянием кейт. 10М0в. У технеция это, по-видимому, происходит (подробнее см. т. II). [c.28] Химия редких элементов. Из всех разделов неорганической химии с наибольшим ускорением в носледпие годы развивалась химия редких элементов. Около 99 7о земной коры составляют десять элементов кислород, кремний, алюмигшй, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород и титан. Все остальные элементы можно считать редкими. Однако химики к группе редких элементов относят ли1нь около половины из них (не считая искусственно полученных элементов, практически в природе пе встречающихся), т. е. около 40. Название редкие элементы условно, пе является строго научным и означает, что, во-первых, элемент, относящийся к этой группе, мало распространен в природе и, во-вторых, мало освоен, что ему еще не найдено достаточно широкого применения. [c.52] Мы имеем в виду многочисленные (и безуспешные ) попытки выделения элемента № 61 из редкоземельных и других минералов, интересные гипотезы и острые дискуссии, которые возникали всякий раз, когда поднимался вопрос о непонятном, необъяснимом отсутствии в земной коре элемента, расположенного в ряду редких земель между неодимом и самарием,— словом, достаточно долгий период, предшествовавший искусственному получению элемента. Отражение этого периода можно найти в таблицах Менделеева. После работ Мозели и становления теории Бора появляется пустая клетка между неодимом и самарием. В 1926 г. в нее записывают символ II (иллиний) — свидетельство открытия Гарриса, Интема и и Гопкинса — сотрудников Иллинойского университета в США. В итальянской химической периодике мы встречаем в то же время символ Г1 (флоренций) — результат притязаний флорентийцев Ролла и Фернандеса на открытие нового элемента. Затем клетка снова пустеет — предыдущие открытия оказались ложными, и так несколько раз. [c.152] Перье и Сегрэ [Р25], открывшие элемент 43, дали этому впервые искусственно полученному элементу название технеций (символ Тс) от греческого слова, означающего искусственный . Это название было затем утверждено Международным союзом химиков [С64], [c.152] К четвертому — 4п 4-3, Действительно, помимо ряда урана, известны еще два естественных радиоактпв ых ряда р.чд торпя, начинающийся с изотопа jj соответствующий общей форму.1е массового числа 4п, и ряд актиния, начинающийся с изотопа ( актиноуран ) и отвечающий общей формуле массового числа Ап 3. Устойчивые продукты превращений в этих рядах тоже представляют собой изотопы свинца и -° РЬ). Родоначальником четвертого радиоактивного ряда (ряда нептуния) с общей формулой массового числа 4л-f- служи.т изотоп искусственно полученного элемента нептуни.я здесь конечным продуктом распада является устойчивый изотоп висмута [c.105] Сообщения Германа не вызвали, повидимому, большого интереса некоторую роль сыграло здесь, может быть, и то, что он сам отвлек от них внимание своим сообщением о другом новом элементе—нептунии (не надо смешивать с искусственно полученным элементом с атомным номером 93), который, по его словам, был найден в колумбите из Хэддама, штат Коннектикут. [c.15] Согласно опубликованным данным, искусственно полученные элементы нептутяий (93), плутоний (94), америций (95) и кюрий (96) образуют трехзарядные положительные ионы, подобно актинию (89). В каких оболочках и подоболочках могут находиться дополнительные электроны, которые имеют ионы NpS+, Pu , Аш +, помимо тех, которые содержатся в ионе Ас + [c.135] Искусственно полученные элементы Астатин —№ 85, технетий —X 43, франций —№ 87 (см стр. 175). [c.8] Реакция осуществилась. Когда исследователи закончили первую совместную работу, 1 марта 1940 года, они лишь осторожно высказали мысль о возможном получении радиоактивного изотопа элемента 85 . Вскоре после этого они были уже уверены искусственно получен элемент 85, до того как он был найден в природе. Последнее посчастливилось сделать лишь несколько лет спустя англичанке Лей-Смит и швейцарцу Миндеру из института в Берне. Им удалось показать, что элемент 85 образуется в радиоактивном ряду тория в результате побочного процесса. Для открытого элемента они выбрали название англо-гельвеций, которое было раскритиковано как словесная несуразица. Австрийская исследовательница Карлик и ее сотрудник Бернерт вскоре нашли элемент 85 в других рядах естественной радиоактивности, тоже как побочный продукт. Однако право дать наименование этому элементу, встречающемуся лишь в следах, оставалось за Сегрэ и его сотрудниками теперь его называют астат, что в переводе с греческого означает непостоянный. Ведь самый устойчивый изотоп этого элемента обладает периодом полураспада только 8,3 ч. [c.140] В графах Атомны нес- li звездочка обозначает искусственно полученный элемент (см. стр. 48).. Древн. означает, тто элемег.т звестен г глубоко. древп.ости, средн. — -элемент открыт средние века. [c.11] Периодическая система оказала также неоценимую помощь для развития работ по искусственному превращению элементов. Однако рассмотрение этих вопросов не входит в задачу настоящей статьи. Можно только отметить, что в свою очередь современная техника ядерных химических реакций позволила искусственно приготовить не обнаруженные до сих пор в природе элементы с атомными номерами 43 (технеций или эка-марганец Д. И. Менделеева), 61 (прометий) и 85 (астатий или экаиод Д. И. Менделеева). Кроме того, положено начало искусственному получению элементов, находящихся в конце периодической системы Д. И. Менделеева, за ураном. Выделены в форме соединений и в свободном состоянии четыре трансурановых элемента — нептуний, плутошш, америций и кюрий, а пять — берклий, калифорний, эйнштейний, фермий и менде-леевий — синтезированы только в невесомых количествах и исследованы радиохимическими методами. Следует отметить, что Д. И. Менделеев допускал возможность расширения периодической системы в сторону тяжелых элементов, за ураном, и его предположение таким образом оправдалось. [c.54] chem21.info Элементы химические искусственные - Справочник химика 21В то время как два из этих элементов — торий и уран — давно известны и сравнительно распространены в природе, большинство других получаются либо в результате радиоактивного распада некоторых элементов, либо искусственным путем при ядерных реакциях (см. стр. 750 и 775). Многие актиниды были получены лишь в очень малых количествах. Все актиниды радиоактивны здесь мы рассмотрим лишь их химические свойства, зависящие от строения электронной оболочки. [c.727] Перечень природных химических элементов с хорошо изученными свойствами заканчивается где-то на девятом десятке. Дальше идут искусственные элементы, химические свойства которых изучены недостаточно из-за их мизерного количества и малого срока жизни, измеряемого секундами и даже долями секунд. К ним относятся все актиноиды, которые и формируют 7-й периоди закрывают ряд вообще. Поэтому разговор о продолжении ряда в сторону более тяжелых химических элементов может вестись только в теоретико-прогностическом плане. Эта проблема сегодня называется проблемой верхней границы периодической системы и сливается воедино с проблемой структуры 7-го периода. [c.69]ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ — совокупность атомов с одинаковыми зарядами ядер и электронными орбиталями. Многие элементы состоят из нескольких изотопов с одинаковыми зарядами ядер и электронными орбиталями, ио различными атомными массами. Ядра атомов изотопов содержат одинаковое число протонов. Уже открыто в природе и получено искусственно 105 Э. х. Взаимосвязь и закономерность в свойствах Э. х. отражает периодическая система элементов Д. И. Менделеева. [c.292] Уран. Элемент № 92 — уран и — является последним радиоактивным элементом, который встречается в природе. Все остальные так называемые трансурановые элементы, получены искусственно. В силу того, что уран является наиболее распространенным ядерным горючим, его физические и химические свойства изучены наиболее подробно. Изотопы (7 1д=4,5-10 лет) и (8,5-10 лет) являются родоначальниками двух естественных радиоактивных рядов, а (1,6-10 лет) входит в радиоактивный ряд нептуния. Особая роль урана в развитии науки о радиоактивности состоит в том, что само явление радиоактивности было впервые обнаружено именно в минералах урана. Кроме того, уран — это первый элемент, для которого была обнаружена цепная реакция деления под действием нейтронов (1939) . [c.437] В седьмом периоде также существует серия элементов, соответствующих заполнению 5/-подуровня. Эти элементы обладают многими похожими химическими свойствами и составляют группу актиноидов, часть которых — трансурановые элементы — являются искусственными. [c.35] Элементы подгруппы марганца в природе. Получен ие и применение Ит элементов п дгруппы маргап-иа лишь сам марганец находится в земной коре в значительных количествах 9-Ю- % (масс.). Основным минералом, содержащим марганец, является пиролюзит МпОг. Рений —редкий элемент [10- % (масс.)] и самостоятельных минералов не образует. В незначительных количествах он содержится в молибденовых рудах. Существование и свойства технеция ( экамарганца ) предсказаны Д. И. Менделеевым еще в 1871 г. В ничтожных количествах технеций находится в некоторых радиоактивных рудах и является первым химическим элементом, полученным искусственным путем (отсюда и название — технический). [c.481] ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ, составные части простых и сложных тел каждый Э.х. представляет собой совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра (одинаковым порядковым, или атомным, номером в табл. Д. И. Менделеева). Известно (1981) 107 Э. х. из них 89 обнаружены в природе, остальные получены искусственно в результате ядерных р ций. [c.707] После зтого можно было делать выводы. Главные из них таковы. Химическим методом подтверждено открытие физиками Объединенного института ядерных исследований нового сверхтяжелого элемента № 104. Его изотон с массовым числом 260 подвержен спонтанному делению. 104-й элемент — химический аналог гафния. Это первый тяжелый искусственный элемент, не входящий в семейство актиноидов. [c.479] В настоящее время радиоактивные изотопы могут быть получены для любых химических элементов периодической системы за счет соответствующих ядерных реакций. Явление искусственной радио-акти (ности открыто в 1934 г. Ирен и Фредериком Жолио-Кюри. [c.659] Уран. Элемент № 92 — уран U — является последним радиоактивным элементом, который встречается в природе. Все остальные, так называемые трансурановые элементы, получены искусственно. В силу того, что уран является наиболее распространенным ядерным горючим, его физические и химические свойства изучены наиболее подробно. Особая роль в развитии науки о радиоактивности состоит в том, что само явление радиоактивности было впервые обнаружено именно в минералах урана. Кроме того, уран — это первый элемент, для которого была обнаружена цепная реакция деления под действием нейтронов (1939). [c.508] Затем на ряде специально подобранных систем отрабатываются различные методы разделения элементов химические, экстракционный и хроматографический. На основе изученного материала составляются наиболее рациональные для каждого конкретного случая схемы проведения контрольных анализов образцов, в состав которых входят в различны>с сочетаниях и соотношениях соединения изученных элементов. В качестве таких образцов могут быть предложены -растворы, растворы с осадком, сухие искусственные смеси, некоторые промышленные, природные и биологические объекты. [c.51] Для водорода известны, три изотопа специальные названия и обозначения Н — протий Н, терий В, Н тритий Т. Первые два встречаются в природе, третий получен искусственно. Обычно различия в химических свойствах изотопов ничтожно малы, но так как отношение масс у изотопов водорода больше, чем у изотопов других элементов, изотопы водорода химически заметно отличаются. [c.464] Для I группы, как наиболее простой, обычно требуется определить интенсивность только аналитической линии и ввести поправки, если это необходимо. Тогда содержание определяемого элемента вычисляется простой пропор-цией из числа импульсов, полученных на надежном стандарте, который обычно можно приготовить добавлением элемента к искусственному наполнителю. По мере возрастания содержания элемента эффекты поглощения и возбуждения будут играть заметную роль, а это потребует построения рабочей кривой. В некоторых случаях такую кривую можно построить по измерениям на минералах, в которых содержание искомого элемента было определено методами химического анализа. [c.214] Пользование этим методом позволило установить, что явление изотопии не только не ограничено радиоактивными элементами, но, напротив, распространено чрезвычайно широко в природных соединениях оно наблюдается у большинства химических элементов, а искусственно получаются изотопы всех элементов. Так, например, у хлора (атомный вес 35,46) совсем не было обнаружено атомов с массой 35,46, а было установлено, что хлор (в любых его соединениях) состоит из атомов с массой 35 (в количестве 75% от общего числа) и атомов с массой 37 ( 25%). Наблюдаемый же нами в химической практике атомный вес хлора 35,46 отвечает средней из всех величин массы атомов хлора. [c.448] Сколько химических элементов получено искусственным путем [c.12] Франций. Это радиоактивный химический элемент, полученный искусственным путем. Имеются данные, что франций способен избирательно накапливаться в опухолях на самых ранних стадиях их развития. Эти наблюдения могут оказаться полезными при диагностике онкологических заболеваний. [c.240] Эта рабочая научная гипотеза может быть в ближайшее же время проверена, так как это отвечает особому геохимическому явлению рассеяния химических элементов. Это явление в химии нашей планеты установлено мною в 1909 г. [6], и сейчас проверка его должна быть поставлена как одна из задач Лаборатории геохимических проблем ". Тогда гипотеза превратится в эмпирический факт. Эти природные рассеянные элементы, атомный вес ни одного из которых не был до сих пор определен, должны отвечать так называемым искусственным элементам, которые искусственно получаются под влиянием полей большого напряжения позитронов, нейтронов и мощных фотонов и т. п. Они должны быть другого атомного веса, чем обычные земные элементы [c.12] Первым шагом в научном решении проблемы превращения элементов было открытие А. Беккерелем в 1896 г. радиоактивности урана. Два года спустя Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри обнаружили радиоактивность у тория и открыли два новых радиоактивных элемента — полоний и радий. Объяснение радиоактивности как следствия расщепления ядер (Резерфорд, Содди, 1903) показало, что химические элементы не являются вечными и неизменными, а могут превращаться друг в друга. С этого момента получила твердые научные основы и задача искусственного превращения элементов. Закономерности превращения ядер химических элементов изучает ядерная химия. [c.657] Изучение закономерностей ядерных превращений имеет решающее начение для установления свойств ядер, природы ядерных сил и создания теории строения ядра. Изучение ядерных реакций имеет п большую практическую ценность. Это прежде всего использование ядерной энергии в практических целях, искусственное получение новых химических элементов, разнообразных радиоактивных изотопов и пр. Развитие техники ускорения частиц впервые позволило воссоздавать в лаборатории процессы, приближающиеся к происходящим и земной коре и космическом пространстве, что дает возможность представить генезис химических элементов в природе. [c.662] Генеральная поисковая линия Менделеева, на что и опирается Кедров, видна из следующего высказывания автора Периодического закона Давно известно много таких групп сходных элементов. Но знакомство с ними наводит на вопрос где же причина сходства и каково отношение групп друг к другу Ближе и естественнее всего искать зависимости между свойствами и сходствами элементов и атомными весами" [4, с. 348]. В этом высказывании Д. И. Менделеева есть и провидение, есть и заблуждение. Заблуждение заключалось в том, что эти группы элементов были искусственными — их члены надерганы из разных мест единого (натурального) ряда химических элементов, как если бы черные полоски из щкуры зебры были собраны в одну группу, а белые — в другую. Потому и нельзя было установить их отношение друг к другу . Сам поиск такой зависимости был иллюзорным. А вот заявление Д. И. Менделеева о необходимости искать зависимости между свойствами и атомными весами химических элементов совершенно справедливо. Оно и вывело его (как увидим далее) на открытие Периодического закона. [c.45] В табл. 1 приведены названия (русские и латинские) элементов, химические знаки, порядковые номера их в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, относительная атомная масса и год открытия. Атомные массы приведены по Международной таблице 1981 г. Звездочкой обозначены искусственно полученные элементы древн. — элемент, известный в глубокой древности средн. — элемент открыт в средние века. В квадратных скобках приведены массовые числа изотопов, обладающих наибольшим для данного радиоактивного элемента периодом полураспада. Названия и химические знаки элементов, приведенные в круглых скобках, не являются общепринятыми. [c.6] НЕПТУНИЙ (Neptunium, от названия планеты Нептун) Np — химический элемент с п. н. 93, ат. м. 237,0482, относится к группе актиноидов. Первый радиоактивный элемент, полученны) искусственно. Массовое число наиболее долгоживущего изотопа 237, период полураспада — 2 10 лет. В незначительном 1 оличестве содержится в урановых рудах. Н.— серебристый металл, в соединениях проявляет степень окисления +3, +4, +5, +6. С Н. начинается ряд трансурановых элементов, т. е. элементов, расположенных в периодической системе после урана. В связи с этим название Н. дапо по аналогии с расположением планет в солнечной системе (Нептун находится за Ураном). И. открыт американскими физиками Э. Мак-миланом и П. Абельсоном в 1940 г. [c.173] Периодическая система Менделеева является естественной си-стематикой атомов химических элементов. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой. Закономерности изменения свойств химических элементов определяются Периодическим законом. Учение о строении атома вскрыло физический смысл Периодического закона. Оказалось, что периодичность изменения свойств элементов и их соединений зависит от периодически повторяющейся сходной структуры электронной оболочки их атомов. Химические и некоторые физические свойства зависят от структуры электронной оболочки, особенно ее наружных слоев. Поэтому Периодическая система является научной основой изучения важнейших свойств элементов и их соединений кислотно-основных, окислительно-восстановительных, каталитических, комилексообразовательных, полупроводниковых, металлохимических, кристаллохимических, радиохимических и т. п. Помимо теории строения атома Периодическая система элементов сыграла колоссальную роль в учении о естественной и искусственной радиоактивности, освобождении внутриядерной энергии. В настоящее [c.10] Все химические элементы имеют атомы с различными массами — изотопы. Изотопы какого-либо элемента отличаются друг от друга числом нейтронов в ядре. Элемент водород, например, имеет три изотопа протий Н (в ядре 1 протон и О нейтронов, относительная масса атома 1), дейтерий хН или О (в ядре 1 протон и 1 нейтрон, относительная масса атома 2) и тритий Н или Т (в ядре 1 протон и 2 нейтрона, отнмасса атома 3), Многие элементы в природе имеют несколько изотопов. Большое число изотопов химических элементов получают искусственным путем. [c.28] Радиоактивные элементы — химические элементы, все изотопы которых радиоактивны. К числу Р. э. относятся техниЦиЙ4зТс, прометий eiPm, а также все элементы конца таблицы Д. И. Менделеева, начиная с полония 84Р0, которые включают как природные Р. э. вплоть до урана 92U, так и полученные искусственно трансурановые элементы. [c.111] В результате ориентации в полимере возникает текстура, обусловливающая анизотропию свойств полимерного материала. У фибриллярных полимеров обычно существует аксиальная (осевая) текстура. В этом случае направлениг осей кластеров и макромолекул более или менее совпадает с направлением оси текстуры (оси волокна). У природных волокон аксиальная ориентация приобретается в ходе биосинтеза. У химических (искусственных и синтетических) волокон аксиальная ориентация может быть достигнута их вытягиванием - одноосным ориентированием. Пленки обычно получаются неориентированными, но при формовании пленок можно применять двухосное ориентирование. Под действием растягивающей силы макромолекулы изменяют свою конформацию, распрямляются и сближаются, в результате чего увеличивается межмолекулярное взаимодействие. Некоторые элементы надмолекулярной структуры могут распадаться, и образуются новые. Ориентирование в аморфном полимере носит характер фазового перехода - направленная кристаллизация. [c.142] Измерение абсолютных значений изотопных отношений было осуществлено Ниром 11506] для аргона. Метод Нира применим к любому элементу, изотопы которого могут быть легко отделены один от другого и получены в чистом виде. Для получения отношения истинной распространенности к измеренной в своем масс-спектрометре Нир использовал образец, приготовленный из чистых Аг и Аг. Применяя электростатическую развертку спектра, он нашел, что дискриминации приводят к завышению истинного значения Аг/ Аг на0,63%. Нир использовал этот поправочный коэффициент, вызванный дискриминацией по массам, в своем приборе для получения величин относительной распространенности изотопов углерода, азота, кислорода и калия. Далее измерения были распространены на неон, криптон, рубидий, ксенон и ртуть [1507]. Лишь в случае аргона, когда проводилось прямое сравнение с эталоном, можно было с уверенностью исключить систематическую ошибку. Однако и для других исследуемых образцов принято, что систематические ошибки меньше ошибок, полученных ранее, и что величины распространенностей изотопов, определенные для этих образцов, позволят использовать их как вторичные эталоны. Интересно отметить, что для некоторых элементов, таких, как серебро, хлор и бром, которые состоят из двух изотопов со сравнимой распространенностью, абсолютные значения изотопных отношений точнее вычисляются на основании химических атомных весов и физически определенных масс изотопов, чем прямым измерением на масс-спектрометре. Для таких элементов химический атомный вес и атомный вес изотопа используются для проверки абсолютной точности измерений распространенности. Самый легкий элемент — водород — может быть использован для изучения дискриминации по массам благодаря большой величине отношения масс На и HD. Водород и дейтерий легко доступны задача получения истинных отношений h3/HD решается при анализе искусственных смесей известного состава и сравнением результатов измерения подобных образцов с измерениями смесей неизвестного состава. Это было сделано для образцов, содержащих 0,003—0,830 мол.% дейтерия [808], при использовании ионных источников без вспомогательного магнита. Результаты анализа определенного образца могут колебаться до 3% при изменении условий работы источника при наличии магнита источника изменение изотопных отношений достигало 25%. При использовании магнита источника значение отношения HD/Hg было всегда завышенным наблюдалась тенденция к еще большему увеличению этого отношения с увеличением количества анализируемого образца. Подобные эффекты не отмечались в отсутствие поля магнита источника. В этих условиях для смесей, содержащих около 0,1% дейтерия, была установлена абсолютная точность измерения 3%. [c.78] Истинное содержание определяемого элемента в химически чистых веществах может быть вычислено по их формулам. Для искусственно составленных смесей обычно тоже можно вычислить величину а, исходя из количества отдельных 5лементов в смеси и их формул. Наоборот, точное содержание отдельных элементов в различных природных объектах или продуктах производства нам не известно, и приходится судить о нем на основании результатов анализов, которые всегда содержат те или иные виды ошибок, В этом случае за истинное содержание какого-либо элемента принимают наиболее достоверное среднее значение из ряда определений его, проведенных с величайшей тщательностью несколькими различными методами в разных лабораториях. Например, стандартный образец стали № 146, согласно приложенному к нему паспорту, исследован на содержание хрома пятью различными методами в пяти ведущих лабораториях СССР, причем получены результаты, находящиеся в пределах 1,12—1,16%. Среднее арифметическое из всех полученных результатов (1,14%), называемое установленным содержанием данного элемента, и принимается за истинное содержание его (а). [c.57] Нобелий (N0)—элемент 102, искусственно полученный радиоактивный химический элемент семейства актиноидов. Первой заявила о получении атомов этого элемента в 1957 г. международная группа ученых, работавших в Стокгольме (Швеция), которая и предложила назвать его в честь Нобеля, основателя фонда международных (Нобелевских) премий. Однако, последующие опыты, выполненные в Беркли (США) и Дубне (СССР), показали, что вывод стокгольмской группы был ошибочен. Первые надежные сведения об изотопах элемента 102 с массовыми числами 251—256 получены в 1963—1967 гг. группой советских физиков под руководством Флерова в Дубне. Для синтеза этих изотопов ядра и, Ри, Ат и Ст облучали ускоренными нонами Ые, О и N. Советские ученые предложили дать 102 элементу название Жолиотий в честь Фредерика Жолио Кюри. Общепринятого названия элемента 102 пока нет. До последнего времени его изотопы получены лишь в микроколичествах. [c.637] Рений — редкий элемент (Ю вес.%) и самостоятельных минералов не образует. В незначительных количествах рений содержится в молибденовых рудах. Существование и свойства технеция ( экамарганца ) были предсказаны Д. И. Менделеевым еще в 1871 г. В ничтожных количествах технеций находится в некоторых радиоактивных рудах и является первым химическим элементом, полученным искусственным путем (отсюда и название — технический). [c.385] Ка-к уже сказано во введении, окружающий нас мир состоит из веществ и излучений. Химия занимается изу-чением веществ. В настоящее время известно 106 химических элементов. Подавляющее большинство из них найдено на Земле и лишь немногим более 10 элементов получено искусственным путем. В далеком прошлом эти искусственно полученные элементы также существовали на Земле. Однако их атомы неустойчивы и сравнительно быстро распадаются. Поэтому за миллиарды лет суще ствования нашей планеты эти элементы полностью ист чезли вследствие радиоактивного распада их атомов. В будущем, вероятно, ученые получат еще несколько новых искусственных элементов и, может быть, найдут в природе несколько неизвестных элементов с порядковыми номерами выше 110. [c.515] РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — химические элементы, все изотопы к-рых радиоактивны. К числу Р. э. относятся технеций 43ТС, прометий ехРт и все элементы конца периодич. системы, начиная с полония 84Р0, как природные —до урана 92 , так и полученные искусственным путем трансурановые элементы. Систематизация свойств атомных ядер приводит к выводу, что каждому данному заряду ядра Z отвечает нек-рое значение массового числа А, при к-ром наблюдается наибольшая устойчивость изотопов этого элемента с другой стороны, и среди изобаров с данным массовым числом А и различными атомными номерами 2 какой-то из них оказывается самым устойчивым (см. Изотопы). Связь между 2 п А для наиболее устойчивых изотопов характеризуется следующим полуэмпирич. уравнением [c.239] И. м. Губкин назвал этот раздел Органический синтез нефти . В настоящее время под органическим синтезом обычно нонимается искусственное образование органических (в химическом смысле) веществ из более простых химических соединений, а также пз элементов. Например, органическим синтезом является получение органических веществ из СО и Oj из солей угольной кислоты и других соединений, обычно причисляемых к неорганическим веществам ВСЭ, т. 39, 1956, стр. 111). Так как в действительности И. М. Губкин, говоря об органическом синтезе (некоторые неортаники допускают образование нефтп именно за счет такого рода органического синтеза из газов, в том числе и ювенильного водорода), имел в виду нечто совсем другое, то было решено изменить название этого раздела. [c.310] Дальнейшее развитие средств ААИ идет по пути совершенствования эксиериментальных методов визуализации объектов исследования — применения адсорбционных индикаторов для выделения определенных элементов структуры, применения различных люминесцентных индикаторов для визуализации потоков, применения рентгеновских ионных анализаторов в качестве приставок к электронным микроскопам, позволяющих проводить высокоспецифичный анализ распределения химических элементов в структуре [17] и многих других. Одновременно быстро развиваются методы [18] и средства для оптимизации и машинной обработки изображения. Увеличение объема памяти и быстродействия вычислительных машин, примененпе систем искусственного интел.лекта способствует развитию систем распознавания динамических образов и соответственно расширению возможностей анализа быстроиротекающих процессов и построению динамических моделей объектов со сложной пространственной структурой. [c.126] chem21.info |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|