Физики-экспериментаторы продолжают споры о положении в таблице химических элементов синтезированного искусственным образом в Дубне и Беркли атома лоуренсия. Исследование свойств этого элемента затруднено из-за его небольшого времени жизни. Об этом рассказывает Nature News.
Споры возобновились после эксперимента ученых из Японского агентства по атомной энергии. Недавно они получили изотоп лоуренсий-256 (с 103 протонами и 153 нейтронами), обстреливая атомами бора мишень из изотопов тоже искусственного элемента калифорния. Период полураспада лоуренсия составил 27 секунд, а установка позволяла получать один атом за несколько секунд.
Этот атом ученые затем направляли в среду с йодистым кадмием и осаждали на металлической подложке, нагретой до 2,7 тысячи Кельвин. Это позволило высвободить один свободный электрон на внешней оболочке лоуренсия и измерить его первый ионизационный потенциал — минимальную энергию, необходимую для отрыва внешнего электрона от свободного атома и превращения его в простейший положительно заряженный ион.
Полученное значение этой величины оказалось равным 4,96 электронвольта, что напоминает поведение внешнего электрона у таких химических элементов, как натрий и калий (из s-блока). Такое значение первого ионизационного потенциала у лоуренсия ранее теоретически предсказывали авторы из Тель-Авивского университета в Израиле. Такие расчеты часто используют эффекты специальной теории относительности.
Химическая таблица элементов организована таким образом, что атомы с родственной формой электронных облаков (наиболее вероятных областей локализации электронов в соответствии с квантовой механикой) занимают близкие позиции. Например, существуют s, p, d и f-блоки, для которых электронные облака имеют свои геометрии. Так, s-облако принимает форму сферы, а p — гантели. Схожесть формы внешних электронных облаков элементов отражает схожесть химических свойств их атомов.
В соответствии с этим многие ученые полагают, что лоуренсий более похож на скандий и иттрий, и поэтому должен быть помещен в d-блок таблицы — там же, где и эти элементы. Однако большинство таблиц элементов (в том числе и Менделеева) помещают лоуренсий в последнюю ячейку двух рядов 30-и элементов (f-блок), называемых лантаноидами и актиноидами.
Таблица Менделеева вскоре может официально пополниться 117-м элементом.
У элемента № 117 нет пока имени, кроме временного — унунсептий, но то, что он существует, вызывает у ученых все меньше сомнений после последнего эксперимента в Институте тяжелых ионов в Германии, пишет New Scientist.
Впервые 117-й элемент удалось создать российско-американской группе в 2009 году. Для синтеза 117-го элемента мишень из 97-го элемента, берклия-249, полученного в Окриджской национальной лаборатории (США), обстреливали ионами кальция-48 на ускорителе У-400 Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ.
Команде Кристофа Дюльманна из Дармштадта удалось создать целых четыре атома 117-го, которые просуществовали менее 0,1 секунды, но этого времени ученым хватило, чтобы зафиксировать появление нового элемента. Им также удалось зафиксировать неизвестный ранее изотоп 103-го элемента лоуренсия.
Большинство элементов Периодической системы, которые тяжелее урана, очень нестабильно, и потому их крайне трудно обнаружить в природе. Самые тяжелые из них могут быть получены только искусственным путем при столкновении более легких элементов.
Команда Дюльманна пыталась получить элемент 119, «обстреливая» атомами титана атомы берклия, но безуспешно. И тогда они решили попробовать получить 117-й — удалось.
Решение о добавлении нового элемента в Таблицу Менделеева принимает рабочая группа Международных союзов теоретической и прикладной химии и теоретической прикладной физики. Для этого ей требуются тщательные анализы целой серии экспериментов.
Последними в 2011 году в таблицу были добавлены 114-й и 116-й элементы — флеровий и ливерморий. Процесс добавления занял три года.
Уважаемый Юрий Александрович!
Это лучше не ко мне обращаться, а к Киму. У него здесь несколько тем по таблицам элементов. (в этой теме тоже есть его посты.)
