Синтетический элемент

Синтетический элемент — один из 24 известных химических элементов , которые не встречаются на Земле в природе : они были созданы в результате человеческих манипуляций с фундаментальными частицами в ядерном реакторе , ускорителе частиц или в результате взрыва атомной бомбы ; поэтому их называют «синтетическим», «искусственным» или «искусственным». Синтетические элементы имеют атомные номера 95–118, как показано фиолетовым цветом в прилагаемой таблице Менделеева : ^{[ 1 ]} эти 24 элемента были впервые созданы между 1944 и 2010 годами. Механизм создания синтетического элемента заключается в принудительном введении дополнительных протонов в ядро элемента с атомным номером ниже 95. Все известные (см.: Остров стабильности ) синтетические элементы нестабильны, но распадаются с очень разной скоростью: период полураспада их самых долгоживущих изотопов колеблется от микросекунд до миллионов лет.

Еще пять элементов, впервые созданных искусственно, строго говоря, не являются синтетическими , поскольку впоследствии были обнаружены в природе в следовых количествах: ₄₃ Tc , ₆₁ Pm , ₈₅ At , ₉₃ Np и ₉₄ Pu , хотя иногда их относят к синтетическим наряду с исключительно искусственными элементами. . ^{[ 2 ]} Первый, технеций, был создан в 1937 году. ^{[ 3 ]} Еще одним таким элементом является плутоний (Pu, атомный номер 94), впервые синтезированный в 1940 году. Это элемент с самым большим числом протонов (атомным номером), встречающимся в природе, но в таких крошечных количествах, что его гораздо практичнее синтезировать. Плутоний известен главным образом тем, что его используют в атомных бомбах и ядерных реакторах. ^{[ 4 ]}

Никакие элементы с атомными номерами больше 99 не имеют никакого применения за пределами научных исследований, поскольку они имеют чрезвычайно короткий период полураспада и, следовательно, никогда не производились в больших количествах.

Характеристики

Все элементы с атомным номером больше 94 достаточно быстро распадаются на более легкие элементы, так что любые их атомы , которые могли существовать во время образования Земли (около 4,6 миллиардов лет назад), уже давно распались. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Синтетические элементы, присутствующие сейчас на Земле, являются продуктом атомных бомб или экспериментов, в которых задействованы ядерные реакторы или ускорители частиц , посредством ядерного синтеза или поглощения нейтронов . ^{[ 7 ]}

Атомная масса природных элементов основана на средневзвешенном содержании изотопов в земной коре и природных атмосфере . Для синтетических элементов не существует «естественного изотопного изотопа». Поэтому для синтетических элементов общее количество нуклонов ( протонов плюс нейтронов ) наиболее стабильного изотопа , то есть изотопа с самым длинным периодом полураспада , указано в скобках как атомная масса.

История

Технеций

Первым элементом, который был синтезирован, а не открыт в природе, был технеций в 1937 году. ^{[ 8 ]} Это открытие заполнило пробел в таблице Менделеева , а тот факт, что технеций не имеет стабильных изотопов, объясняет его естественное отсутствие на Земле (и пробел). ^{[ 9 ]} Самый долгоживущий изотоп технеция. ⁹⁷Tc, имеющий 4,21 миллиона лет , период полураспада ^{[ 10 ]} от образования Земли не осталось технеция. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} коре в природе встречаются лишь незначительные следы технеция — как продукта спонтанного деления В земной ²³⁸U или в результате захвата нейтронов в молибдене , но технеций естественным образом присутствует в красных гигантов . звездах ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}

Суд

Первым полностью синтетическим элементом был кюрий , синтезированный в 1944 году Гленном Т. Сиборгом , Ральфом А. Джеймсом и Альбертом Гиорсо путем бомбардировки плутония частицами альфа- . ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

Восемь других

Вскоре последовал синтез америция , берклия и калифорния . Эйнштейний и фермий были открыты группой учёных под руководством Альберта Гиорсо в 1952 году при изучении состава радиоактивных обломков взрыва первой водородной бомбы. ^{[ 19 ]} Синтезированные изотопы: эйнштейний-253 с периодом полураспада 20,5 дней и фермий-255 с периодом полураспада около 20 часов. Затем последовало создание менделевия , нобелия и лоуренция .

Резерфордий и дубний

В разгар Холодной войны команды из Советского Союза и США независимо друг от друга создали резерфордий и дубний . Наименование и заслуга синтеза этих элементов оставались нерешенными в течение многих лет , но в конечном итоге общая заслуга была признана ИЮПАК / ИЮПАП в 1992 году. В 1997 году ИЮПАК решил дать дубнию свое нынешнее название в честь города Дубны , где работала российская команда. поскольку названия, выбранные американцами, уже использовались для многих существующих синтетических элементов, а название «рутерфордий» (выбранное американской командой) было принято для элемента 104.

Последние тринадцать

Тем временем американская команда создала сиборгий , а следующие шесть элементов были созданы немецкой командой: борий , хассий , мейтнерий , дармштадтий , рентгений и коперниций . Элемент 113, нихоний , был создан японской командой; последние пять известных элементов, флеровий , московий , ливерморий , теннессин и оганессон , были созданы в результате российско-американского сотрудничества и завершают седьмой ряд таблицы Менделеева.

Список синтетических элементов

Следующие элементы не встречаются на Земле в природе. Все они являются трансурановыми элементами и имеют атомные номера 95 и выше.

Имя элемента	Химическая Символ	Атомный Число	Первый определенный синтез
Америций	Являюсь	95	1944
Суд	См	96	1944
Берклий	Бк	97	1949
Калифорния	См.	98	1950
Эйнштейний	Является	99	1952
Фермий	Фм	100	1952
Менделеев	Мэриленд	101	1955
Благородный	Нет	102	1965
Лоуренс	лр	103	1961
Резерфордий	РФ	104	1969 (СССР и США)*
Дубниум	ДБ	105	1970 (СССР и США)*
Сиборгий	Сг	106	1974
борий	Бх	107	1981
Хассиус	Хс	108	1984
Мейтнерий	гора	109	1982
Дармштадтий	Дс	110	1994
Рентгений	Рг	111	1994
Коперник	Сп	112	1996
нихоний	Нх	113	2003–04
Флеровий	В	114	1999
Московий	Мак	115	2003
Ливерморий	Лев	116	2000
Теннессин	Ц	117	2009
Оганессон	И	118	2002
* Общий кредит на открытие.

Другие элементы, обычно получаемые путем синтеза.

Все элементы с атомными номерами от 1 до 94 встречаются в природе, по крайней мере, в следовых количествах, но следующие элементы часто производятся путем синтеза.

Имя элемента	Химическая Символ	Атомный Число	Первый определенный открытие	Открытие в природе
Технеций	Тс	43	1937	1962
Прометей	вечера	61	1945	1965 ^{[ 20 ]}
Полоний	Po	84	1898
Астат	В	85	1940	1943
Франций	Пт	87	1939
Радий	Солнце	88	1898
актиний	И	89	1902
Протактиний	Хорошо	91	1913
Нептун	Например	93	1940	1952
Плутоний	Мог	94	1940	1941–42 ^{[ 21 ]}

Технеций, прометий, астат, нептуний и плутоний были открыты путем синтеза до того, как были обнаружены в природе.

Ссылки

^ Кулкарни, Маюри (15 июня 2009 г.). «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Проверено 15 мая 2019 г.
^ таблицу Менделеева здесь . См., например,
^ «Таблица Менделеева WebElements » Технеций » историческая информация» . www.webelements.com . Веб-элементы . Проверено 7 ноября 2019 г.
^ Брэдфорд, Алина (8 декабря 2016 г.). «Факты о плутонии» . ЖиваяНаука . Проверено 16 мая 2019 г.
^ Редд, Нола (ноябрь 2016 г.). «Как образовалась Земля?» . Space.com . Проверено 16 мая 2019 г.
^ «Синтетические элементы» . Инфо, пожалуйста . Проверено 16 мая 2019 г.
^ Кулкарни, Маюри (15 июня 2009 г.). «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Проверено 16 мая 2019 г.
^ Хельменстин, Энн Мари. «Факты о технеции или мазурии» . МысльКо . Проверено 15 мая 2019 г.
^ «Распад технеция и его применение в сердцах» . Ханская академия . Проверено 15 мая 2019 г.
^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
^ Стюарт, Дуг. «Факты об элементе технеция» . Химикул . Проверено 15 мая 2019 г.
^ Бентор, Йинон. «Таблица Менделеева: Технеций» . Химические элементы . Проверено 15 мая 2019 г.
^ Хаммонд, ЧР (2004). «Элементы». Справочник по химии и физике (81-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-0485-9 .
^ Мур, CE (1951). «Технеций на Солнце». Наука . 114 (2951): 59–61. Бибкод : 1951Sci...114...59M . дои : 10.1126/science.114.2951.59 . ПМИД 17782983 .
^ Диксон, П.; Кертис, Дэвид Б.; Масгрейв, Джон; Ренш, Фред; Роуч, Джефф; Рокоп, Дон (1997). «Анализ естественно произведенного технеция и плутония в геологических материалах». Аналитическая химия . 69 (9): 1692–9. дои : 10.1021/ac961159q . ПМИД 21639292 .
^ Кертис, Д.; Фабрика-Мартин, июнь; Диксон, Пол; Крамер, Ян (1999). «Необычные элементы природы: плутоний и технеций» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (2): 275. Бибкод : 1999GeCoA..63..275C . дои : 10.1016/S0016-7037(98)00282-8 .
^ Кребс, Роберт Э. История и использование химических элементов на нашей Земле: справочное руководство , Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 0-313-33438-2 стр. 322
^ Холл, Нина (2000). Новая химия: демонстрация современной химии и ее приложений . Издательство Кембриджского университета. стр. 8–9 . ISBN 978-0-521-45224-3 .
^ Гиорсо, Альберт (2003). «Эйнштейний и фермий». Архив новостей химической и инженерной промышленности . 81 (36): 174–175. doi : 10.1021/cen-v081n036.p174 .
^ МакГилл, Ян. «Редкоземельные элементы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Том. 31. Вайнхайм: Wiley-VCH. п. 188. дои : 10.1002/14356007.a22_607 . ISBN 978-3527306732 .
^ Сиборг, Гленн Т.; Перлман, Моррис Л. (1948). «Поиск элементов 94 и 93 в природе. Присутствие 94». ²³⁹ в Питчбленде ¹". Журнал Американского химического общества . 70 (4). Американское химическое общество (ACS): 1571–1573. doi : 10.1021/ja01184a083 . ISSN 0002-7863 .

Внешние ссылки

«Эйнштейний (Es) – химический элемент» . Britannica.com . Проверено 23 мая 2017 г.
«менделевий (Мд) — химический элемент» . Britannica.com . Проверено 23 мая 2017 г.
«синтетические элементы» . Энциклопедия2.thefreedictionary.com . Проверено 23 мая 2017 г.
«Это элементаль — элемент фермий» . Education.jlab.org . Проверено 23 мая 2017 г.
Кулкарни, Маюри (15 июня 2009 г.). «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Проверено 15 мая 2019 г.

[kulkarni-1] Кулкарни, Маюри (15 июня 2009 г.). «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Проверено 15 мая 2019 г.

[2] таблицу Менделеева здесь . См., например,

[3] «Таблица Менделеева WebElements » Технеций » историческая информация» . www.webelements.com . Веб-элементы . Проверено 7 ноября 2019 г.

[4] Брэдфорд, Алина (8 декабря 2016 г.). «Факты о плутонии» . ЖиваяНаука . Проверено 16 мая 2019 г.

[5] Редд, Нола (ноябрь 2016 г.). «Как образовалась Земля?» . Space.com . Проверено 16 мая 2019 г.

[6] «Синтетические элементы» . Инфо, пожалуйста . Проверено 16 мая 2019 г.

[7] Кулкарни, Маюри (15 июня 2009 г.). «Полный список искусственных синтетических элементов» . Наука застряла . Проверено 16 мая 2019 г.

[8] Хельменстин, Энн Мари. «Факты о технеции или мазурии» . МысльКо . Проверено 15 мая 2019 г.

[9] «Распад технеция и его применение в сердцах» . Ханская академия . Проверено 15 мая 2019 г.

[NUBASE2020-10] Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .

[11] Стюарт, Дуг. «Факты об элементе технеция» . Химикул . Проверено 15 мая 2019 г.

[12] Бентор, Йинон. «Таблица Менделеева: Технеций» . Химические элементы . Проверено 15 мая 2019 г.

[CRC-13] Хаммонд, ЧР (2004). «Элементы». Справочник по химии и физике (81-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-0485-9 .

[14] Мур, CE (1951). «Технеций на Солнце». Наука . 114 (2951): 59–61. Бибкод : 1951Sci...114...59M . дои : 10.1126/science.114.2951.59 . ПМИД 17782983 .

[15] Диксон, П.; Кертис, Дэвид Б.; Масгрейв, Джон; Ренш, Фред; Роуч, Джефф; Рокоп, Дон (1997). «Анализ естественно произведенного технеция и плутония в геологических материалах». Аналитическая химия . 69 (9): 1692–9. дои : 10.1021/ac961159q . ПМИД 21639292 .

[16] Кертис, Д.; Фабрика-Мартин, июнь; Диксон, Пол; Крамер, Ян (1999). «Необычные элементы природы: плутоний и технеций» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (2): 275. Бибкод : 1999GeCoA..63..275C . дои : 10.1016/S0016-7037(98)00282-8 .

[17] Кребс, Роберт Э. История и использование химических элементов на нашей Земле: справочное руководство , Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 0-313-33438-2 стр. 322

[18] Холл, Нина (2000). Новая химия: демонстрация современной химии и ее приложений . Издательство Кембриджского университета. стр. 8–9 . ISBN 978-0-521-45224-3 .

[19] Гиорсо, Альберт (2003). «Эйнштейний и фермий». Архив новостей химической и инженерной промышленности . 81 (36): 174–175. doi : 10.1021/cen-v081n036.p174 .

[20] МакГилл, Ян. «Редкоземельные элементы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Том. 31. Вайнхайм: Wiley-VCH. п. 188. дои : 10.1002/14356007.a22_607 . ISBN 978-3527306732 .

[21] Сиборг, Гленн Т.; Перлман, Моррис Л. (1948). «Поиск элементов 94 и 93 в природе. Присутствие 94». ²³⁹ в Питчбленде ¹". Журнал Американского химического общества . 70 (4). Американское химическое общество (ACS): 1571–1573. doi : 10.1021/ja01184a083 . ISSN 0002-7863 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]