Химические элементы

Как известно, в химических реакциях можно получать из одних веществ другие вещества. Но, чтобы из одних элементов получить другие элементы, о чем мечтали алхимики, требуется физика. Если рассмотреть атом, то химики занимаются его электронами, так как благодаря им образуются химические связи. А вот физики лезут в ядро атома.

Самое простое — загнать в ядро нейтрон. Он не имеет электрического заряда, поэтому не встречает сопротивления ни со стороны электронной оболочки, ни со стороны ядра. Конечно, это не совсем простая задача. Попадите-ка такой маленькой частичкой в ядро, размер которого немногим больше.

Добавив в ядро нейтрон, можно получить не только новый изотоп, но и новый элемент, так как такое ядро с добавочным нейтроном может быть неустойчивым и может произойти бета-распад, при котором один из нейтронов ядра превращается в протон. В таком случае это будет ядро следующего по счету химического элемента. Подробно рассказывать о видах радиоактивных распадов мы не будем. Но вы можете досконально разобраться в них в курсе видео по радиохимии на нашем YouTube-канале.

Получить 101-ый элемент из фермия путем захвата им нейтрона не представлялось возможным. Ведь сначала надо сделать мишень из фермия, а это просто физически невозможно сделать. Фермия было получено очень мало. Поэтому приняли решение синтезировать менделевий из эйнштейния.

Ядра атомов эйнштейния на ускорителе частиц бомбардировали ядрами атомов гелия. Здесь важно понимать, что тяжелые «снаряды» сложнее разогнать, то есть придать им необходимую энергию. Гелий все-таки тяжелее, чем протон или нейтрон. Поэтому и ускорители должны быть большей мощности.

Таким образом был получен изотоп ²⁵⁶Md, период полураспада которого составлял 30 минут. При первом синтезе было получено всего 17 атомов менделевия. Как вы понимаете, изучать химические свойства в таких условиях крайне трудно. Но в 1967 году случилась сенсация, был открыт изотоп ²⁵⁸Md. Сенсация заключалась в том, что его период полураспада равнялся почти двум месяцам. Да и получено было 30 тысяч атомов нового изотопа. А это значит, что и получать проще, и изучать его химические свойства легче.

Как и для всех актиноидов, основная валентность менделевия III. Дальнейшие исследования химических свойств показали, что менделевий — первый трансурановый элемент, для которого известно валентное состояние I.

Нобелий

Открытие этого элемента больше известно не научными разработками, а «политическими» разборками ученого сообщества. Шли 50-ые годы 20-го столетия, и в мире нарастала напряженность между СССР и США. Естественно, это не могло не отразиться на научном мире. К сожалению, наука, подчиненная военным интересам, подвержена политическому влиянию.

Синтез и исследования нобелия можно разделить на два периода. К первому (1956–1959) относятся совместные работы Стокгольма, Москвы и Беркли, ко второму (1963–1966) — работы, проведенные в Дубне.

Для синтеза нобелия применяли метод тяжелых ионов, когда мишень обстреливают ионами элементов тяжелее гелия. Так, например, нобелий можно получить, бомбардируя изотоп ²³⁸U ионами неона ²²Ne. Предполагалось, что изотопы нового элемента будут иметь очень малое время жизни, поэтому все существующие методы анализов химических свойств, да и вообще методы идентификации нового элемента не подходили. Требовались новые экспрессные, чувствительные и точные методы анализа. Химические методы сравнительно медленные, требовали много времени, что сразу ставило крест на их использовании в исследованиях свойств нобелия.

В 1957 году объединенная американо-англо-шведская группа сообщила о получении нового элемента. Они назвали его в честь Альфреда Нобеля. Но данные в их статье были настолько странными, что вызывали сомнения в научном сообществе. Более того, они не предоставили всех сведений об экспериментах, чтобы любая другая лаборатория мира, работающая в данном направлении, могла повторить результат.

В 1963 году в лаборатории ядерных реакций в Дубне был установлен новый мощный циклотрон, и на нем синтезировали 102-ой элемент. Синтез проводился методом, описанным выше. Результаты экспериментов сильно различались с данными о свойствах 102-ого элемента, полученными в 1957–1959-ых годах. Поэтому было принято решение повторить все проведенные ранее эксперименты. Тем более, что за годы, прошедшие с 1959 года ядерная физика шагнула далеко вперед, да и методы исследования стали более совершенными и точными.

Все, что известно о химии 102 элемента, это то, что он имеет степени окисления +2 и +3, а также близок по химическим свойствам к своему аналогу из ряда лантаноидов — иттербию.