Элементы: замечательный сон профессора Менделеева

В Периодической системе борий находится в седьмой (по старой номенклатуре — побочной подгруппе седьмой группы) с марганцем, технецием и рением. Однако, применение принципов специальной теории относительности к расчетам, предсказывающим свойства тяжёлых атомов, таких как борий, позволяло говорить о том, что они будут обладать аномальным поведением, отличаясь свойствами от типичных представителей своей группы. Расчёты расчётами, а эксперименты с резерфордием и дубнием действительно позволяли говорить, что свойства этих элементов благодаря релятивистским эффектам несколько отличаются от свойств, которые можно предсказать на основании Периодического закона. Пошли разговоры о том, что создатели трансфермиевых элементов вышли на тот рубеж, где прекращается действие Периодического закона и его графического отображения — Периодической системы.

Однако открытие сиборгия и бория показало, что списывать со счетов Периодический закон рано — да, релятивистские эффекты влияют на свойства элементов, но таким образом, что не меняют свойства элементов кардинальным образом, внося лишь незначительные коррективы, придавая трансфермиевым элементам специфические свойства. Так, изучение свойств оксихлорида бория BhO₃Cl и других его соединений показало, что экспериментально определённые свойства бория хорошо согласуются со свойствами «экарения», предсказанными без квантовой механики, а исключительно методами Дмитрия Ивановича Менделеева (Nature, 2000. 407, Р. 63–65). Комментарий новостной службы издательского дома Science к статье о свойствах этого элемента был озаглавлен «Boring Bohrium Behaves as Expected» — «Скучный борий ведёт себя ожидаемо», подчёркивая дополнительно, что борий не демонстрирует никаких экзотических свойств, которые можно было бы приписать релятивистским эффектам.

108. Хассий

В 1984 году произошло много событий: первый выход женщины-космонавта в открытый космос — это сделала Светлана Савицкая с борта орбитальной космической станции «Салют-7», в продажу поступил первый Apple Macintosh, а кинотеатры США порадовали зрителей премьерой фильма «Терминатор». Для химии же и Периодической системы этот год стал известен тем, что в 1984 году учёные дармштадтского Центра по изучению тяжёлых ионов впервые синтезировали элемент № 108, ныне известный как хассий (Hs); период полураспада самого стабильного нуклида хассия — ²⁷⁷Hs составляет около 12 минут.

Правда история элемента № 108 началась немного ранее, как у многих элементов — с ошибочного открытия. Впервые сообщения об открытии элемента № 108 появились в 1970 году и были совершенно неожиданными на фоне накапливаемой физиками-ядерщиками информации о том, что увеличение порядкового номера и атомной массы атома приводит к понижению его стабильности. Экспедиция группы советских учёных в пустынном районе вблизи полуострова Челекен у Каспийского моря под руководством Виктора Викторовича Чердынцева, специалиста в области геохимии изотопов, ядерной геофизики и радиогеологии, человека, впервые обосновавшего происхождение тяжёлых химических элементов в массивных звёздах, наблюдала необычные треки распада на образцах минерала молибденита. На основании этих наблюдений был сделан вывод об обнаружении элемента 108 с атомной массой 267 в природе, информация об этом открытии попала в научно-популярные (но не научные) журналы и даже обсуждалась на заседаниях геохимических и физических институтов АН СССР. Конечно, научная достоверность заключения была оспорена как недостаточно доказанная, но, говоря современным языком, свой медийный отклик заключение получило, в очередной раз доказав, что от ошибок в своей области знания не застрахован даже специалист — главное уметь их признавать и исправлять, а не упорствовать.

Итак, на самом деле элемент № 108 был получен в 1984 группой Петера Амбрустера и Готтфрида Мюнценберга. Для этого исследователи бомбардировали мишень из свинца ²⁰⁸Pb пучком ионов железа ⁵⁸Fe на Универсальном линейном ускорителе UNILAC. В результате эксперимента было синтезировано 3 ядра ²⁶⁵Hs, образование которых было надёжно подтверждено по параметрам цепочки α-распадов (Zeitschrift für Physik A Atoms and Nuclei. 1984, 317, 2, Р. 235–236). В то же время и независимо, эта же реакция слияния исследовалась и в дубнинском ОИЯИ, однако нашим учёным, увы, не удалось зарегистрировать распад самого ядра элемента № 108, хотя дочерние ядра, продукты его распада наши физики тоже наблюдали. Открытие немецких физиков показало, что к трём площадкам для синтеза сверхтяжелых ядер (ОИЯИ, Национальная лаборатория имени Лоуренса и Нобелевского Института в Стокгольме) добавилась четвёртая.