По названию южного штата Калифорния (США), в котором находятся университет и Институт ядерной физики, и , на территории которого расположен город Беркли, был назван искусственный элемент - калифорний, почти одновременно полученный с беркелеем. Для представления всей сложности работы по получению этого элемента и изучению; его свойств достаточно указать, что на первых порах количество очень неустойчивых атомов элемента калифорния, находившихся в распоряжении исследователей, не превышало десяти тысяч, или нескольких миллиардных долей от миллиардной доли грамма.
Сравнительно большие количества этого элемента были получено путем длительного облучения плутония в атомных реакторах.
После открытия в 1950 г. калифорния детально изучались не только его химические свойства, но и пути синтетического получения этого элемента с применением "сверхтяжелых снарядов". Было установлено, что такими "сверхтяжелыми снарядами" могут служить ядра атомов углерода, азота и кислорода.
1 мкг калифорния в 1970 г. стоил 10 долларов.
Искать в земной коре этот элемент бесполезно; если бы он был, то давным-давно "испарился", радиоактивно разложились, так как он имеет малый период полураспада.
Калифорний — радиоактивный химический элемент седьмого периода таблицы Менделеева, актиноид.
История
Получен искусственно в 1950 группой Сиборга в Калифорнийском университете в Беркли.
Первые твёрдые соединения калифорния — 249Cf2O3 и 249CfOCl получены в 1958.
Назван в честь Калифорнийского университета в Беркли. Как писали авторы, этим названием они хотели указать, что открыть новый элемент им было так же трудно, как век назад пионерам Америки достичь Калифорнии.
Получение
Калифорний извлекают из продуктов длительного облучения плутония нейтронами в ядерном реакторе.
Металлический калифорний получают восстановлением фторида калифорния CfF3 литием:
CfF3 + 3Li = Cf + 3LiF,
или оксида калифорния Cf2O3 кальцием:
Cf2O3 + 3Са = 2Cf + 3СаО.
От других актиноидов калифорний отделяют экстракционными и хроматографическими методами.
Физические и химические свойства
Калифорний — чрезвычайно летучий металл. Существует в двух полиморфных модификациях. Ниже 600 °C устойчива α-модификация с гексагональной решёткой (параметры а = 0,339 нм, с = 1,101 нм), выше 600 °C — β-модификация с кубической гранецентрированной решёткой. Температура плавления металла 900 °C, температура кипения 1227 °C.
По химическим свойствам калифорний подобен лантаноидам. Синтезированы галогениды калифорния — CfX3 (X — атом галогена), оксигалогениды — CfOX. Для получения диоксида калифорния CfO2 оксид Cf2O3 окисляют при нагревании кислородом под давлением 10МПа. В растворах Cf4+ получают, действуя на соединения Cf3+ сильными окислителями. Синтезирован твёрдый дииодид калифорния CfI2. Из водных растворов Cf3+ восстанавливается до Cf2+ электрохимически.
Источник: Википедия
| 99. Эйнштейний - Einsteinium (Es) |
Первые сообщения о синтезе этго элемента сначала появились (1950-1951 гг.) на страницах научно-популярных журналов. Авторы статей даже "окрестили" этот элемент. Название элемента - афиний - было дано в честь столицы Греции города Афины, в котором более двух тысяч лет назад были впервые высказаны философские представления об атомах. В этих сообщениях указывалось также, что он получены путем "бомбардировки" нептуния ядрами углерода.
Однако эти сообщения в дальнейшем не были подтверждены. Новые научные исследования, проведенные в конце 1952 г., свидетельствовали о наличии этого элемента в продуктах распада термоядерного взрыва, осуществленного в Тихом океане в ноябре1952 г. под именем "Операции Майк".
Применяя новейшие методы исследования, проведенные Альбертом Гьорсо и Гленном Т. Сиборгом в Беркли над десятками килограммов коралловых отложений, собранных на одном из атоллов, ближе всего расположенном от места взрыва во время "Операции Майк", был найдены новый элемент 99.
Затем были найдены и другие пути синтеза элемента. В частности, этот элемент был получен при применении "сверхтяжелых снарядов", ионов азота для обстрела урановых мишеней.
В августе 1955 г. на Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве элементу 99 было присвоено название эйнштейний в честь выдающегося ученыго двадцатого столетия Альберта Эйнштейна, внесшего большой вклад в науку об атоме и атомном ядре.
Изотопы этого элемента весьма неустойчивы, с коротким периодом "жизни". У него, самые "стойкие" изотопы с периодом полураспада в несколько часов. В земной коре не существует.
Эйнштейний — трансурановый химический элемент таблицы Менделеева с атомным номером 99, радиоактивный, серебристый металл.
Был открыт в декабре 1952 года. Элемент назван в честь А. Эйнштейна.
Физические и химические свойства
Эйнштейний является радиоактивным металлом. Принадлежит к семейству элементов актиноидов.
В соединениях эйнштейний проявляет степени окисления +2 и +3. Примером может служить его иодид с химической формулой EsI3. В обычном водном растворе Эйнштейний существует в наиболее устойчивой форме в виде ионов Es3+ (даёт зелёную окраску).
Эйнштейний — металл с кубической гранецентрированной решёткой, параметр решётки a = 0,575 нм, температура плавления — 860 °C. Характеризующегося относительно высокой летучестью, может быть получен путём восстановления EsF3 литием. Синтезированы и изучены многие твёрдые соединения Эйнштейния, такие, как Es2O3, EsCl3, EsOCl, EsBr2, EsBr3, EsI2 и EsI3.
Применение
Используется для получения менделевия при бомбардировке в циклотроне атомов эйнштейния атомами гелия.
Источник: Википедия
| 100. Фермий - Fermium (Fm) |
Первые сообщения о синтезе этого элемента сначала появились (1950-1951 гг.) на страницах научно-популярных журналов. Авторы статей даже "окрестили" этот элемент. Элемент назвали центурием, подчеркивая этим "круглое" число элементов (слово "центуриум" - "сотый"), В этих сообщениях указывалось также, что он получен путем "бомбардировки" плутония ядрами углерода.
Однако эти сообщения в дальнейшем не были подтверждены. Новые научные исследования, проведенные в конце 1952 г., свидетельствовали о наличии элемента в продуктах распада термоядерного взрыва, осуществленного в Тихом океане в ноябре1952 г. под именем "Операции Майк".
Применяя новейшие методы исследования, проведенные Альбертом Гьорсо и Гленном Т. Сиборгом в Беркли над десятками килограммов коралловых отложений, собранных на одном из атоллов, ближе всего расположенном от места взрыва во время "Операции Майк", был найден элемент 100.
Он был открыт при наличии всего лишь ... 200 его атомов!
Затем были найдены и другие пути синтеза этого элемента. В частности, он был получен при применении "сверхтяжелых снарядов", ионов кислорода для обстрела урановых мишеней.
В августе 1955 г. на Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве элементу было присвоено название фермий в честь выдающегося ученого двадцатого столетия Энрико Ферми, внесшего большой вклад в науку об атоме и атомном ядре.
Изотопы этого элементов весьма неустойчив, с коротким периодом "жизни". В земной коре не существует.
Фе́рмий (лат. Fermium) — радиоактивный трансурановый химический элемент таблицы Менделеева с порядковым номером 100, относящийся к группе актиноидов.
История
Впервые фермий получен в конце 1952 года американцем А. Гиорсо и другими учеными Лос-Аламосской лаборатории в виде изотопа 255Fm с периодом полураспада Т1/2 = 20,1 ч, который содержался в пыли после первого термоядерного взрыва, произведенного США на атолле Эниветок 1 ноября 1952 года. Обнаруженный изотоп — продукт последовательного захвата 17 нейтронов ядрами 238U и семи β--распадов.
Назван по имени Энрико Ферми.
Получение
Фермий получают в ходе облучения на циклотроне мишеней из тория, урана или плутония ионами неона, кислорода или углерода. Другим способом получения фермия является облучение в ядерном реакторе нейтронами смеси изотопов плутония, кюрия или калифорния. В наибольших количествах, около 109 атомов в год, получают изотоп 257Fm.
Свойства
Так как в весовых количествах фермий не был получен, основные исследования его свойств выполнены с использованием малых концентраций 257Fm (T1/2 = 100,5 дня) и менее устойчивого радионуклида 255Fm (T1/2 = 20,07 часа). Наиболее устойчив Fm+3 (валентность III), но под действием сильных восстановителей в водных растворах получают Fm+2. По химическим свойствам фермий во многом подобен свойствам других трёхвалентных актиноидов.
Источник: Википедия
| 101. Менделевий-Mendelevium (Md) |
Для получения первых 17 , атомов этого элемента, на которых изучены его некоторые химические и физические свойства, потребовалось мобилизовать весь арсенал физики и химии того времени (1955 г.): мощные циклотроны, жидкий гелий, тончайшие приемы хроматографического анализа, самую современную и совершенную аппаратуру для регистрации ядерных реакций, а в качестве "сырья" - один из изотопов также недавно синтезированного элемента эйнштейния. Обстреливая изотоп эйнштейния-253 альфа-частицами, получили первые атомы нового элемента. Образующийся элемент, как следует из его положения в периодической системе, должен быть радиоактивным. Поэтому, как oписывает руководитель лаборатории Гленн Сиборг, к счетчику, находившемуся в зале химической лаборатории, был присоединен оглушительный пожарный звонок, так что каждое из этих редких событий сопровождалось громким трезвоном, вызывающим в свою очередь радостные возгласы присутствующих. Однако этой игре был положен вполне справедливый конец, когда звонки обратили на себя внимание пожарной охраны.
Всего 17 атомов! Невозможно подобрать даже подходящее сравнение для того, чтобы представить себе это количество. Если атомы железа, содержащиеся в булавочной головке, равномерно распылить над земным шаром, то на каждый квадратный метр поверхности земного шара упало бы... двадцать тысяч атомов железа.
Группа американских ученых А. Джиорзо, Б. Харвей, Д. Чоппин, С. Томпсон во главе с Г. Сиборгом, занимавшаяся получением элемента 101 и изучавшая некоторые его свойства, назвала вновь созданный элемент в честь гениального автора периодической системы Д. И. Менделеева - менделевием, ибо Менделеевская система до сих пор служит ключом к открытию элементов.
Исследование свойств элемента затруднялось до последнего времени отсутствием достаточного количества атомов. В лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных проблем группа ученых (Ван Тун-сен, Малы, Таубе, Гаврилов) получила сравнительно большие количества атомов менделевия путем облучения урана ионами неона и изучила свойства элемента.
Менделевий — химический элемент с атомным номером 101 в периодической системе, обозначается символом Md.
История
Впервые изотоп 101 элемента менделевия 256Md с периодом полураспада Т1/2 = 1,5 ч был получен в 1955 году группой американских ученых Альфред Гиорсо, Беруэлл Харви, Грегори Чоппин и Стенли Томпсон. Они подвергали бомбардировке α-частицами атомы 253Es в течение 3-х часов.
В настоящее время известно 14 изотопов с массовыми числами 247—252, 254—260, среди которых наиболее долгоживущие: 256Md (электронный захват и α-распад, Т1/2 = 75 мин), 257Md (электронный захват и α-распад, Т1/2 = 5 ч), 258Md (α-излучатель, Т1/2 = 56 суток), 260Md (Т1/2 = 32 суток). Радиус иона Md+ = 0,117 нм, Md3+ = 0,0934 нм.
Назван в честь Дмитрия Ивановича Менделеева, создателя периодической системы элементов.
Получение
Бомбардировка в циклотроне атомов эйнштейния ионами гелия.
Источник: Википедия
| 102. Нобелий - Nobelium (No) |
Летом 1957 г. на страницах журналов и газет пронеслась штормовая волна рекламных сообщений, вызванная "рождением" первых 12 атомов нового элемента 102. В лаборатории Нобелевского физического института (Стокгольм) путем облучения зауранового элемента кюрия ядрами углерода, как сообщала англо -американо -шведская группа ученых, были получены в результате пятидесяти опытов 12 атомов нового элемента, претендующего на 102-ю клетку Менделеевской таблицы. В Нью-Йорке над зданием газеты "Нью-Йорк Taймс" вспыхнули метровые электрические буквы: "В Стокгольме открыт элемент 102! Он окрещен нобелием!" Исследователи утверждали, что массовое число полученных радиоактивных изотопов нового элемента равно 251 или 253, а период полураспада равен 10 мин.
В том же 1957 г. на линейном ускорителе частиц в Беркли (США), в условиях, аналогичных шведским, изотопы элемента получить не удалось и был сделан вывод о том, что результаты шведской группы ошибочны.
Под руководством известного советского ученого Георгия Николаевича Флерова осенью того же года путем облучения плутония ядрами кислорода также получили изотоп 102-го. И тут оказалось, что "наш" 102-й имеет период полураспада, измеряемый не минутами, а секундами.
Весной 1958 г. "арбитром" в научном споре выступил Гленн Сиборг, лауреат Нобелевской премии и "крестный отец" чуть ли не всех заурановых элементов. Повторив шведский опыт, он подтвердил... советские данные об элементе 102.
В лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований (Дубна), по инициативе Г. Н. Флерова, при горячей поддержке ныне покойного трижды Героя Социалистического Труда И. В. Курчатова, рождалась гигантская машина - ускоритель многозарядных ионов невиданной мощности. Судите сами об этой машине: сила притяжения магнитов ускорителя равна одной тысяче (!) тонн.
Один из "троицы" физиков, работавших под руководством Г. Н. Флерова над получением элемента 102, писал 20 мая 1963 г. я стенной газете своей лаборатории: "...задача была решена - мы поймали жар-птицу. Она сидит у нас В| клетке, мы к ней привыкли, и она все больше напоминает курицу. Будем ловить новую!"
Но раньше, чем у автора этой шутливой и весьма скромной заметки Е. Д. Донца и его товарищей (В. А. Щеголев, В. А. Ермаков) возникла возможность "посадить жар-птицу в клетку", потребовались не только тысячи тонн магнитной силы ускорителя, но и долгие месяцы кропотливой, изнурительной работы.
Тонкую пластинку урана бомбардируют ядра неона, разогнанные в ускорителе. Ядро неона попадает в ядро урана и вместо взрыва один раз на 100 миллионов случаев происходит "сверхмикроскопическое чудо" - рождение 102-го.
Ядра 102-го, выбитые из урановой мишени, тормозятся в газе и оседают на движущуюся ленту, где и коротают свою недолгую жизнь. Но, умирая, они рождают другой элемент - фермий и альфа-частицу. При этом ядро фермия переносится с ленты на так называемый сборник ядер отдачи. Теперь сборник надо поскорее вынуть из ускорителя и по количеству и распределению ядер фермия на нем судить о 102-м.
Подобно тому, как по костям вымерших животных палеонтологи восстанавливают их облик, по ядрам фермия "восстанавливали" 102-й. Опыт был многократно повторен, что исключило возможность ошибки...".
Итак, работами молодых советских ученых. зарегистрировавших более семисот актов распада нового изотопа, с полной достоверностью установлено что полученный изотоп 102-го с массовым числом 256 имеет период полураспада 8 сек.
Нобе́лий (No, лат. Nobelium) — искусственно полученный химический элемент группы актиноидов таблицы Менделеева с атомным номером 102. Имеет несколько нестабильных изотопов, самый долгоживущий из которых 259No имеет период полураспада 58 минут.
История открытия и происхождение названия
Первыми об открытии 102 элемента заявила в 1957 году группа учёных, работавших в Стокгольме (Швеция). Они же и предложили назвать элемент нобелий в честь Альфреда Нобеля. Однако позже эти данные не были подтверждены работами других лабораторий. 102 элемент был впервые получен в ходе экспериментов на ускорителе Объединённого института ядерных исследований в Дубне в 1963 году—1967 годах группой Г. Н. Флёрова. Независимо от них примерно в то же время элемент был получен и в Калифорнийском университете в г. Беркли (США). В 1992 году международное научное сообщество признало приоритет открытия 102 элемента за физиками Дубны. В СССР это достижение было признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 34 с приоритетом от 9 июля 1963 г.
Советские исследователи предложили назвать новый элемент жолиотий (Jl) в честь Фредерика Жолио-Кюри, а американцы дали ему имя нобелий (No). Оба этих названия (Jl и No) имели хождение в изданных в разные годы Периодических таблицах элементов, пока, согласно решению ИЮПАК, за 102 элементом не было закреплено название нобелий в честь Альфреда Нобеля.
Получение
В разное время различные изотопы нобелия были получены на циклотронах в результате бомбардировки мишеней из тяжелых элементов лёгкими ионами. В качестве мишени могут использоваться изотопы урана, ряда трансурановых элементов (америций, кюрий, эйнштейний, плутоний, калифорний) или свинца. Для бомбардировки мишени берутся ионы неона 22Ne, кислорода 18O, углерода 12С, кальция 48Ca и некоторые другие.
Свойства
Малое время жизни изотопов нобелия и ничтожно малое количество получаемых атомов (всего порядка сотни штук) не позволяют надёжно измерить большинство его физических и химических свойств. Иногда приводится его температура плавления 827 °C, но её всё же нельзя считать достоверно установленной. В 2010 году была точно определена масса некоторых изотопов нобелия путём измерения частоты их вращения в магнитном поле. Известно, что нобелий может иметь две степени окисления +2 и +3, и по химическим свойствам близок к своему аналогу из группы лантаноидов, иттербию.
Химиками Дубны методом фронтальной газовой хроматографии было установлено, что нобелий образует нелетучий хлорид, а американские химики обнаружили, что в водных растворах устойчива степень окисления +2.
Источник: Википедия
|
