Yeni kimyəvi elementlərin sintezində irəliləyiş. Nüvə yükünün dəyişdiyi reaksiyalar. Sürətləndiricilər və yeni elementlərin sintezi imkanları. Yeni elementlərin adını kim təklif edir?

Dövri cədvələ ən son əlavələr hələ öz adlarına malik olmayan 113 və 115 elementləridir.

Fövqəladə ağır elementlərin hazırlanması 113 və 115 1. Kalsium-48 ionlarının şüası (biri göstərilmişdir) siklotronda yüksək sürətlə sürətləndirilir və amerisium-243 hədəfinə yönəldilir.

2. Hədəf atom amerisium-243-dür. Proton və neytronlardan ibarət nüvə və onu əhatə edən qeyri-səlis elektron buludu

3. Toqquşmadan dərhal əvvəl sürətlənmiş kalsium-48 ionu və hədəf atomu (amerikium-243)

4. Toqquşma anında seriya nömrəsi 115 olan yeni superağır element doğulur və cəmi 0,09 saniyə yaşayır.

5. 115-ci element artıq 1,2 saniyə yaşayan 113-cü elementə, sonra isə təxminən 20 saniyə davam edən dörd alfa parçalanma zənciri boyunca parçalanır.

6. Alfa parçalanma zəncirinin son halqasının - 105-ci elementin (dubnium) digər iki atoma kortəbii parçalanması

Rusiya və Amerikanın iki aparıcı nüvə tədqiqat mərkəzinin alimləri silahlanma yarışından imtina etdilər və nəhayət, işə başlayaraq iki yeni element yaratdılar. Hər hansı müstəqil tədqiqatçı öz nəticələrini təsdiqləsə, yeni elementlər "ununtrium" və "ununpentium" adlandırılacaq. Bütün dünya kimyaçıları və fizikləri çirkin adlara əhəmiyyət verməyərək, bu nailiyyətdən məmnun olduqlarını bildirirlər. Ken Moody, Livermorda yerləşən Amerika komandasının rəhbəri milli laboratoriya Lourens deyir: “Beləliklə, dövri cədvəl üçün yeni perspektivlər açılır.”

Moody-nin istinad etdiyi dövri cədvəl iki kimyaçının eyni vaxtda görüşə biləcəyi istənilən otağın divarlarını bəzəyən tanış posterdir. Hamımız bunu orta məktəbdə və ya universitetin aşağı kurslarında kimya dərslərində öyrənmişik. Bu cədvəl müxtəlif elementlərin niyə başqa cür deyil, bir şəkildə birləşməsini izah etmək üçün yaradılmışdır. Kimyəvi elementlər atom çəkisinə və kimyəvi xassələrə ciddi uyğun olaraq orada yerləşdirilir. Elementin nisbi mövqeyi onun digər elementlərlə daxil olacağı əlaqələri proqnozlaşdırmağa kömək edir. 113-cü və 115-ci yaradıldıqdan sonra ümumi sayı elmə məlumdur elementlər 116-ya çatdı (117, seriya nömrəsi 118 olan elementi hesablasaq, sintezi 2002-ci ildə Dubnada artıq müşahidə edilmişdi, lakin bu kəşf hələ rəsmi olaraq təsdiqlənməmişdir. - PM redaktorları).

Dövri cədvəlin yaradılması tarixi 1863-cü ildən başlayır (lakin bundan əvvəl də ürkək cəhdlər edilirdi: 1817-ci ildə İ.V.Döbereyner elementləri üçlüyə birləşdirməyə, 1843-cü ildə isə L.Qmelin bu təsnifatı tetradlar və pentadlarla genişləndirməyə çalışırdı. - Redaksiya "PM"), gənc fransız geoloqu Aleksandr-Émile Beguyer de Chancourtois o dövrdə məlum olan bütün elementləri atom çəkilərinə uyğun olaraq bir zəncirdə düzəndə. Sonra silindrin ətrafına bu siyahı ilə lent bağladı və məlum oldu ki, kimyəvi cəhətdən oxşar elementlər sütunlarda düzülüb. Sınaq və səhv üsulu ilə müqayisədə - yeganə tədqiqat yanaşması, o dövrün kimyaçılarının istifadə etdiyi - lentlə olan bu hiylə ciddi praktik nəticələr verməsə də, irəliyə doğru radikal bir addım kimi görünürdü.

Təxminən eyni vaxtda gənc ingilis kimyaçısı Con A.R. Newlands ilə eyni şəkildə təcrübə apardılar nisbi mövqe elementləri. O qeyd edib ki, kimyəvi qruplar hər səkkiz elementdən bir təkrarlanır (qeydlər kimi, buna görə də müəllif öz kəşfini “oktavalar qanunu” adlandırıb. - PM redaktorları). Qarşıda böyük bir kəşfin olduğuna inanaraq, qürurla Britaniya Kimya Cəmiyyətinə mesaj verdi. vay! Bu cəmiyyətin daha yaşlı, daha mühafizəkar üzvləri bu ideyanı absurd elan edərək öldürdülər və uzun illər unudulub getdilər. (Mühafizəkar alimləri çox da günahlandırmamalısınız - “oktavalar qanunu” yalnız ilk on yeddi elementin xassələrini düzgün proqnozlaşdırırdı. - PM redaktorları).

Rusiyanın dirçəlişi

19-cu əsrdə elmi məlumat mübadiləsi indiki qədər aktiv deyildi. Ona görə də unudulmuş ideyanın dirçəlişindən daha beş il keçməsi təəccüblü deyil. Bu dəfə fikir rus kimyaçısı Dmitri İvanoviç Mendeleyev və onun alman həmkarı Julius Lotar Meyerə gəldi. Onlar bir-birindən müstəqil işləyərək kimyəvi elementləri yeddi sütunda yerləşdirmək fikrini ortaya atdılar. Hər bir elementin mövqeyi kimyəvi və fiziki xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilmişdir. Və burada, de Chancourtois və Newlands əvvəllər qeyd etdiyi kimi, elementlər kortəbii olaraq "kimyəvi ailələr" adlandırıla bilən qruplara birləşdi.

Mendeleyev baş verənlərin mənasına daha dərindən baxmağı bacardı. Nəticə, hələ kəşf edilməmiş elementləri harada axtarmaq lazım olduğunu göstərən boş xanaları olan bir cədvəl oldu. O dövrdə alimlərin atomların quruluşu haqqında heç bir təsəvvürlərinin olmadığını xatırlasaq, bu fikir daha da fantastik görünür.

Növbəti əsrdə dövri cədvəl getdikcə daha çox məlumatlı oldu. Burada göstərilən sadə diaqramdan o, xüsusi çəkisi, maqnit xüsusiyyətləri, ərimə və qaynama nöqtələri daxil olmaqla nəhəng bir təbəqəyə çevrildi. Bina haqqında məlumatı da buraya əlavə edə bilərsiniz. elektron qabığı atom, həmçinin izotopların atom çəkilərinin siyahısı, yəni bir çox elementdə olan daha ağır və ya daha yüngül əkizlər.

Süni elementlər

Dövri cədvəlin ilk versiyalarının kimyaçılara gətirdiyi bəlkə də ən əhəmiyyətli xəbər hələ kəşf edilməmiş elementlərin harada yerləşdiyinin göstəricisi idi.

20-ci əsrin əvvəllərində fiziklər arasında atomların ümumiyyətlə düşünüldüyü kimi qurulmadığına dair şübhələr artmağa başladı. Başlayaq ki, bunlar ümumiyyətlə monolit toplar deyil, boş yerə uzanan həcmli strukturlardır. Mikro dünya haqqında təsəvvürlər nə qədər aydın olarsa, boş hüceyrələr bir o qədər tez doldurulurdu.

Cədvəldəki boşluqların birbaşa göstəriciləri hələ kəşf edilməmiş, lakin əslində təbiətdə mövcud olan elementlərin axtarışını kökündən sürətləndirdi. Ancaq atom nüvəsinin quruluşunu lazımi şəkildə izah edən dəqiq bir nəzəriyyə yarandıqda, yeni yanaşma dövri cədvəli "tamamlamaq" üçün. Mövcud metalları yüksək enerjili elementar hissəciklərin axınları ilə şüalandırmaq yolu ilə “süni” və ya “sintetik” elementlər yaratmaq üçün texnika yaradılmış və sınaqdan keçirilmişdir.

Nüvəyə elektrik yükü olmayan neytronları əlavə etsəniz, element ağırlaşır, lakin kimyəvi davranışı dəyişmir. Lakin atom çəkisi artdıqca elementlər getdikcə qeyri-sabit olur və kortəbii parçalanma qabiliyyəti əldə edir. Bu baş verdikdə, bəzi sərbəst neytronlar və digər hissəciklər ətrafdakı kosmosa səpələnir, lakin protonların, neytronların və elektronların əksəriyyəti yerində qalır və daha yüngül elementlər şəklində yenidən təşkil edilir.

Masaya yeni gələnlər

Bu fevral ayında LLNL (Lawrence Livermore Milli Laboratoriyası) və Rusiya Birgə Nüvə Tədqiqatları İnstitutunun (JINR) tədqiqatçıları yuxarıda təsvir edilən atom bombardmanı texnikasından istifadə edərək iki tamamilə yeni element əldə etdilər.

Bunlardan birincisi, 115-ci element, amerisiumun kalsiumun radioaktiv izotopu ilə bombalanmasından sonra əldə edilmişdir. (İstinad üçün, gündəlik həyatda tez-tez rast gəlinməyən bir metal olan amerisium adi yanğın siqnallarının tüstü detektorlarında istifadə olunur.) Bombardman 115-ci elementin dörd atomunu meydana gətirdi, lakin 90 millisaniyədən sonra onlar parçalandı və başqa bir yeni doğulmuş element - 113-cü element yaratdılar. Bunlar dörd atom demək olar ki, bir yarım saniyə yaşadı, onlardan elmə məlum olan daha yüngül elementlər əmələ gəldi. Süni elementlər nadir hallarda uzunömürlü olurlar - onların xas qeyri-sabitliyi nüvələrindəki proton və neytronların həddindən artıq çox olmasının nəticəsidir.

İndi isə - onların yöndəmsiz adları ilə bağlı. Bir neçə il əvvəl baş ofisi Tədqiqat Üçbucağı Parkında, N.C.-də yerləşən Beynəlxalq Saf və Tətbiqi Kimya İttifaqı (IUPAC) yeni kimyəvi elementlərə mədəniyyət baxımından neytral adlar verilməsi haqqında qərar qəbul etdi. Dövri cədvəldə bu elementin seriya nömrəsinin Latın dilində tələffüzündən istifadə etsəniz, belə neytrallığa nail olmaq olar. Beləliklə, 1, 1, 5 rəqəmləri “un, un, pent” oxunacaq və linqvistik uyğunluq səbəbindən “ium” sonluğu əlavə olunur. (Beynəlxalq Təmiz və Tətbiqi Kimya İttifaqı onun son adını təsdiq edənə qədər elementə neytral Latın adı və müvafiq üç hərfdən ibarət simvol müvəqqəti olaraq verilir. Təşkilatın 2002-ci ildə dərc edilmiş təlimatlarına əsasən kəşf edənlər bir ad təklif etməkdə üstünlük təşkil edirlər. yeni element , ənənəyə görə elementlər mifoloji hadisələrin və ya personajların (o cümlədən göy cisimləri), minerallar, coğrafi bölgələr, elementin xassələri, məşhur alimlər. - “PM” redaksiya heyəti).

Bu yeni elementlər çox uzun yaşamasa və laboratoriyaların divarlarından kənarda tapılmasa belə, onların yaradılması hələ də boş hüceyrələri doldurmaq və elmə məlum olan elementlərin ümumi sayını artırmaqdan daha çox şey deməkdir. "Bu kəşf bizə kimyanın fundamental prinsiplərinin tətbiq imkanlarını genişləndirməyə imkan verir" deyən Livermorun rəhbəri Mudi, "kimyada yeni nailiyyətlər yeni materialların yaradılmasına və yeni texnologiyaların inkişafına gətirib çıxarır".

XX əsrdə əsas alt qrupların elementləri Dövri Cədvəl ikinci dərəcəli alt qruplarda olanlara nisbətən daha az populyar idi. Litium, bor və germanium özlərini bahalı qonşularının - qızıl, palladium, rodium və platinin kölgəsində tapdılar. Əlbəttə, etiraf etmək lazımdır ki, əsas alt qrupların elementlərinin klassik kimyəvi xassələri keçid metal komplekslərinin iştirak etdiyi sürətli və zərif proseslərlə müqayisə edilə bilməz (bu reaksiyaların kəşfinə görə birdən çox mükafat verilmişdir). Nobel mükafatı). 1970-ci illərin əvvəllərində kimyaçılar arasında ümumiyyətlə belə bir fikir var idi ki, əsas alt qrupların elementləri artıq bütün sirlərini açıblar və onların öyrənilməsi əslində vaxt itkisi idi.

Gizli kimyəvi inqilab

Bu məqalənin müəllifi tələbə olanda (1992-ci ildə Kazan Universitetinin diplomunu almışdı) o, bir çox sinif yoldaşları ilə kimya üzrə təhsil alırdı. səh-elementlər ən darıxdırıcı hissə kimi görünürdü. (Bunu yadda saxla s-, səh- Və d-elementlər müvafiq olaraq valentlik elektronları tutmuş elementlərdir s-, səh- Və d-orbitallar.) Bizə bu elementlərin hansı formada mövcud olduğunu söylədilər yer qabığı, onların izolyasiya üsullarını öyrətdi, fiziki xassələri, tipik oksidləşmə halları, kimyəvi xassələri və praktik tətbiqləri. Kimya olimpiadalarından keçən və bütün bu faydalı məlumatları məktəbli kimi öyrənənlər üçün bu, ikiqat darıxdırıcı idi. Bəlkə də buna görə bizim dövrümüzdə şöbə yoxdur üzvi kimya ixtisas seçərkən o qədər də populyar deyildi - hamımız üzvi və ya orqanik element mütəxəssislərinə daxil olmağa çalışdıq, burada kimyaya gələn, maddələrin bütün ağlasığmaz və ağlasığmaz çevrilmələrini kataliz edən keçid metalları dövründən danışdılar.

O vaxt nə kompüter, nə də internet var idi, biz bütün məlumatları yalnız kimya üzrə abstrakt jurnallardan və kitabxanamızın abunə olduğu bəzi xarici jurnallardan alırdıq. Nə biz, nə də müəllimlərimiz bilmirdik ki, 1980-ci illərin sonunda kimyada əsas alt qrupların elementlərinin intibahının ilk əlamətləri artıq nəzərə çarpırdı. Məhz o zaman onlar ekzotik formalar əldə etməyin mümkün olduğunu kəşf etdilər səh-elementlər - aşağı koordinasiyalı və aşağı oksidləşmiş vəziyyətdə olan silikon və fosfor, lakin eyni zamanda otaq temperaturunda kifayət qədər sabit olan birləşmələr yaratmağa qadirdir. Baxmayaraq ki, onlar haqqında praktik tətbiq o anda heç bir söhbət yox idi, bu maddələrin sintezinin ilk uğurlu nümunələri göstərdi ki, əsas alt qrupların elementlərinin kimyası bir qədər aşağı qiymətləndirilib və bəlkə də vaxt gələcək. səh-elementlər kölgələrdən çıxa biləcək d- və hətta f-elementlər. Sonda belə oldu.

1981-ci ili əsas alt qrupların elementlərinə doğru dönüşün başlanğıc nöqtəsi hesab etmək olar. O dövrdə sabit ikili və ya üçlü bağın yalnız bu kimyəvi bağın tərəfdaşlarından biri (yaxud daha yaxşısı, hər ikisi) ikinci dövrün elementi olduqda yarana biləcəyi fikrini təkzib edən üç əsər nəşr olundu. Bu "ikiqat bağlar qaydası" ilk dəfə Viskonsin Universitetindən Robert Uest tərəfindən təkzib edilmişdir, onun qrupunda ilk olaraq hamıya tanış olan alkenlərin daha ağır analoqu olan silisium-silikon ikiqat bağı olan sabit sileni sintez etmişlər. üzvi kimyadan ( Elm, 1981, 214, 4527, 1343–1344, doi: 10.1126/science.214.4527.1343). Qısa müddət sonra, Tokio Universitetinin tədqiqatçıları Masaaki Yoshifuji rəhbərliyi altında fosfor-fosfor ikiqat bağı olan birləşmənin sintezi haqqında məlumat verdilər. , 1981, 103, 15, 4587–4589; doi: 10.1021/ja00405a054). Elə həmin il Ştutqart Universitetindən Gerd Bekker karboksilik turşu nitrillərinin fosfor tərkibli analoqu sayıla bilən fosfor-karbon üçlü bağı olan stabil fosfaalkin əldə edə bildi. Zeitschrift für Naturforschung B, 1981, 36, 16).

Fosfor və silikon üçüncü dövrün elementləridir, ona görə də heç kim onlardan belə imkanlar gözləmirdi. Sonuncu birləşmədə fosfor atomu koordinativ olaraq doymamışdır və bu, onun və ya onun analoqlarının katalizator kimi istifadə olunacağına ümid verirdi. Ümidin səbəbi o idi ki, katalizatorun əsas vəzifəsi aktivləşdirilməli olan substrat molekulu ilə təmasda olmaqdır; yalnız reagentin asanlıqla yaxınlaşa bildiyi molekullar buna qadirdir və əksər kimyaçılara tanış olan fosfatlarda fosfor atomu var. Dörd qrupla əhatə olunmuş , heç bir şəkildə onu əlçatan bir mərkəz adlandırmaq mümkün deyil.

Əsas odur ki, həcmli mühitdir

1981-ci ildə nəşr olunan hər üç sintez uğur qazandı, çünki yeni, ekzotik birləşmələrində əsas alt qrup elementlərini əhatə edən əvəzedicilər düzgün seçildi (keçid metalları kimyasında əvəzedicilərə liqandlar deyilirdi). West, Yoshifuji və Becker tərəfindən əldə edilən yeni törəmələrin ümumi bir cəhəti var idi - əsas alt qrupların elementləri ilə əlaqəli həcmli liqandlar, digər şərtlər altında sabit olmayacaq aşağı koordinasiyalı vəziyyətdə silikon və ya fosforu sabitləşdirdi. Kütləvi əvəzedicilər silisium və fosforu havadakı oksigen və sudan qoruyur, həmçinin onların qeyri-mütənasiblik reaksiyasına girməsinin və tipik oksidləşmə vəziyyətini (silikon və fosfor üçün müvafiq olaraq +4 və +5) və koordinasiya nömrələrini (dörd) almasının qarşısını alır. hər iki element). Beləliklə, silen dörd həcmli mezitil qrupu (mesitil 1,3,5-trimetilbenzoldur), fosfaalkin isə həcmli tert-butil əvəzedicisi ilə sabitləşdi.

Bir dəfə aydın oldu ki, həcmli liqandlar tərkibində olan birləşmələr yaradır səh- elementlər yoxdur yüksək dərəcə oksidləşmə və/və ya aşağı koordinasiya sayı ilə digər alimlər əsas alt qrupların elementlərinin yeni, qeyri-adi törəmələrinin istehsalına qoşulmağa başladılar. 2000-ci illərdən bəri demək olar ki, hər sayında Elm(və jurnalın 2009-cu ildə çıxmasından bəri Təbiət Kimyası- demək olar ki, hər buraxılışda) əsas alt qrupların elementi ilə bəzi ekzotik birləşmələr bildirilir.

Beləliklə, son vaxtlara qədər heç kim ağlına gələ bilməzdi ki, stabil sililenləri - karbenlərin silisium tərkibli ekvivalentlərini əldə etmək və xarakterizə etmək mümkün olacaq.

Karbenlər ikivalentli və ikiqat koordinasiyalı karbon atomunun ya bir cüt elektrona (daha sabit təkli karben) və ya iki ayrı qoşalaşmamış elektrona (daha reaktiv üçlü karben) malik olduğu yüksək reaktiv növlərdir. 2012-ci ildə Avstraliyanın Monaş Universitetindən Cameron Jones və onun Oksford və London Universitet Kollecindən olan həmkarları ilk təkli silileni təsvir etdilər - tərkibindəki ikivalentli silisium həcmli bor liqandı ilə sabitləşir ( Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı, 2012, 134, 15, 6500–6503, doi: 10.1021/ja301042u ). Sililen kristal vəziyyətdə təcrid edilə bilər və 130 ° C-ə qədər temperaturda sabit qalması diqqətəlayiqdir. Lakin məhlulda karbenin silisium analoqu silen əmələ gətirmək üçün dimerləşir və ya onun tərkibinə daxil edilir. C-H əlaqələri alkanlar, onların karben analoqlarının kimyəvi xassələrini təkrarlayır.

Kimyaçılar əsas alt qrupların elementlərini ehtiva edən yeni üzvi birləşmələr əldə etməyə davam edirlər. Xüsusilə, onlar məşhur strukturdakı ikinci dövrün elementini daha qədim dövrün oxşar elementi ilə əvəz etməyə çalışırlar (Kemoskopun bu buraxılışı ilk sintez edilmiş üzvi maddələrdən birinin fosfor tərkibli analoqunun hazırlanmasından bəhs edir). maddələr). Başqa bir istiqamət bir az nadir markaların toplanmasına bənzəyir, yalnız markaların əvəzinə kimyəvi strukturlar var. Məsələn, 2016-cı ildə Oksfordlu Alexander Hinz dörd müxtəlif pniktojenin (azotdan vismuta qədər əsas alt qrupun 5-ci qrupunun elementləri) atomlarını ehtiva edən dövrə əldə etməyə çalışdı. O, problemi tam həll edə bilmədi - xətti quruluşa malik molekul bir dövrədə bağlanmadı. Bununla belə, beşdən dördü də daxil olmaqla unikal Sb-N-As = P zəncirinə malik molekul da təsir edicidir. səh-azot alt qrupunun elementləri ( Kimya. Avropa Jurnalı, 2016, 22, 35, 12266–12269, doi: 10.1002/chem.201601916 ).

Əlbəttə ki, əsas alt qrupların elementlərinin ekzotik törəmələrinin sintezi haqqında yalnız "kimyəvi toplanma" kimi danışmaq mümkün deyil, çünki məşhur analoqların istehsalı. üzvi birləşmələr, köhnə dövrlərin elementlərini ehtiva edən kimyəvi bağların quruluşu nəzəriyyələrini aydınlaşdırmaq üçün əlbəttə ki, vacibdir. Təbii ki, kimyaçıların marağının səbəbi təkcə bu deyil. Bu maddələrin praktikada istifadə oluna biləcəyi sahələri tapmaq istəyi, əsas alt qrupların elementlərinin kimyasında renessansın səbəbidir.

Hələ 1980-ci illərdə, aşağı koordinasiyanın müşahidə edildiyi ilk maddələrin sintezindən sonra səh-elementlər, kimyaçılar ümid edirdilər ki, bu cür koordinativ doymamış birləşmələr keçid metal kompleksləri kimi bir çox reaksiyaları kataliz edə biləcəklər. Yalnız əsas alt qrupların elementlərini ehtiva edən molekullar üçün bahalı platin və palladium birləşmələrini dəyişdirmək çox cazibədar olardı. Bu minillikdə artıq ortaya çıxan qeyri-adi birləşmələrin xüsusiyyətləri haqqında məlumat səh-elementlər nəzəri proqnozları təsdiqlədi. Məlum oldu ki, onların bir çoxu karbohidrogenləri, molekulyar hidrogen və karbon qazını aktivləşdirir.

Keçid metalları niyə pisdir?

Belə görünür ki, keçid metallarının törəmələri ilə çoxdan mükəmməl sürətləndirilmiş proseslər üçün yeni katalizatorlar hazırlamaq nəyə lazımdır? Bundan əlavə, keçid elementlərinin orqanometal kimyası hələ də dayanmır - hər zaman yeni cəhətlər açılır. reaktivlik d-elementlər. Ancaq nəcib keçid metallarının çatışmazlıqları var. İlk növbədə qiymət: üzvi və orqanik element birləşmələrinin çevrilməsi üçün ən təsirli katalizatorlar rodium, platin və palladium kompleksləridir. İkinci çətinlik platin və palladiumun təbii ehtiyatlarının tükənməsidir. Nəhayət, platin və ya palladium katalizatorları ilə bağlı başqa bir problem yüksək toksiklikdir. Bu, xüsusilə dərman əldə edərkən doğrudur, çünki onların qiyməti, hətta iz elementlərinin keçid metallarından bir maddənin təmizlənməsi xərcləri ilə əhəmiyyətli dərəcədə artır. Yeni katalizatorlara keçid ən azı dərman maddəsinin dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq və bəlkə də hədəf reaksiya məhsulunun təmizlənməsini sadələşdirəcəkdir.

Əsas alt qrupların elementlərinə əsaslanan katalizatorların istifadəsinin təmin edə biləcəyi əlavə üstünlüklər var. Beləliklə, bəzi məlum reaksiyaların daha yumşaq şəraitdə baş verməsi mümkündür, yəni enerjiyə qənaət etmək mümkün olacaq. Məsələn, hələ 1981-ci ildə Cons ilk silenin sintezi və xassələri ilə bağlı işində nümayiş etdirdi ki, silikon-silikon ikiqat bağı olan birləşmə hidrogeni otaq temperaturundan belə aşağı temperaturda aktivləşdirə bilər, halbuki mövcud sənaye hidrogenləşdirmə prosesləri yüksək temperaturdan istifadə.

Yeni minillikdə kəşf edilən mühüm kimyəvi proseslərdən biri alkinlərin tərkibində germanium olan analoq olan digerminin köməyi ilə molekulyar hidrogenin aktivləşməsidir ( Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı, 2005, 127, 12232–12233, doi: 10.1021/ja053247a ). Adi görünə bilən bu proses iki səbəbdən maraqlıdır. Birincisi, alkinlərin və cücərtilərin quruluşundakı bənzətməyə baxmayaraq, hidrogen karbon-karbon üçlü bağı olan karbohidrogenlərə xas olan ssenariyə uyğun deyil, sonuncu ilə reaksiya verir (hidrogen üçlü bağın atomlarının hər birinə bağlanır və cücərmə çevrilir. germene), lakin keçid metal atomları üçün xarakterik mexanizmə görə. Hidrogen molekulunun elementə bağlanması və iki yeni E-H bağının (təsvir olunan halda, Ge-H) əmələ gəlməsinə səbəb olan bu mexanizm oksidləşdirici əlavə adlanır və keçid metallarının iştirak etdiyi bir çox katalitik proseslərdə əsas mərhələdir. İkincisi, H 2 ən sadə və ən sadə molekul kimi görünsə də, kimyəvi bağ içərisində - iki eyni element arasında yarana bilənlərin ən güclüsü, buna görə də bu bağın qırılması və müvafiq olaraq katalitik hidrogenləşmə proseslərində hidrogenin aktivləşməsi çox uzaqdır. sadə tapşırıq kimyəvi texnologiya baxımından.

Akseptoru donor etmək mümkündürmü?

Bir elementin hidrogenin oksidləşdirici əlavəsinə məruz qalması üçün (Dövri Cədvəlin harada yerləşməsindən asılı olmayaraq) müəyyən xüsusiyyətlərə malik olmalıdır. elektron quruluş. E + H 2 = prosesi N-E-N gedəcək yalnız element koordinativ doymamış olduqda və onun boş orbitalı molekulyar hidrogendən elektronları qəbul edə bilsə. Üstəlik, bu sərbəst orbitalın enerjisi elektronları ehtiva edən hidrogenin molekulyar orbitalının enerjisinə yaxın olmalıdır. Homojen metal kompleks katalizi sahəsində irəliləyiş əsasən onunla izah olunur ki, kimyaçılar bir metal ilə əlaqəli liqandların strukturunu dəyişdirərək onun orbitallarının enerjisini dəyişə bilirlər və beləliklə, onları reaksiyada iştirak edən ciddi müəyyən edilmiş maddələrə "tənzimləyirlər". . Uzun müddət orbitalların enerjisinin belə yumşaq tənzimlənməsinin yalnız mümkün olduğuna inanılırdı d-elementlər üçün isə son on ildə ortaya çıxdı səh- elementlər də. Tədqiqatçılar ən böyük ümidlərini pəncələr kimi liqandların koordinasiya mərkəzini tutduğu azot tərkibli komplekslərə bağlayırlar (bunlara latın dilindən xelatlaşdırıcı liqandlar deyilir). salam, pəncə), eləcə də nisbətən yeni liqandlar sinfi ilə - N-heterosiklik karbenlər.

Sonuncunun uğurlu nümunəsi, San Dieqodakı Kaliforniya Universitetindən Qay Bertrandın işidir ki, bu ligandlar bor atomunu sabitləşdirir ( Elm, 2011, 33, 6042, 610–613, doi: 10.1126/science.1207573). Tipik olaraq, xarici təbəqəsində yalnız üç elektron olan bor törəmələri klassik elektron qəbuledicisi (Lyuis turşusu) rolunu oynayır. Fakt budur ki, borun sabit səkkiz elektron qabığa çatması üçün daha beş elektron lazımdır, buna görə də üç kovalent bağlar o, üç öz və üç üçüncü tərəf elektronunu yarada bilər, lakin başqasının elektron cütünü boş elektron hüceyrələrinə qəbul edərək daha iki elektron əldə etməlidir. Lakin N-heterosiklik karbenlər o qədər güclü elektron donorlardır ki, onlarla əlaqəli bor akseptor olmaqdan çıxır - o, o qədər "elektronla zəngin" olur ki, Lyuis turşusundan Lyuis əsasına keçir. Son vaxtlara qədər kimyaçılar məşhurların xassələrində belə əhəmiyyətli bir dəyişikliyi proqnozlaşdıra bilmirdilər səh-element. Bertrandın işi hələ də yalnız nəzəri baxımdan maraqlı olsa da, dövrümüzdə nəzəriyyədən praktikaya keçid olduqca sürətlə baş verir.

Kataliz üçün nə qədər uzaqdır?

Beləliklə, əsas alt qrupların elementlərinin bu yaxınlarda sintez edilmiş törəmələri keçid metal komplekslərini kataliz edən əsas reaksiyalara daxil ola bilər. Təəssüf ki, hətta yuxarıda qeyd olunan molekulyar hidrogenin silisium və ya bor atomuna oksidləşdirici əlavə edilməsi tam katalitik dövr üçün inkişaf etdirilməli olan reaksiyalar ardıcıllığında yalnız ilk addımdır. Məsələn, əsas alt qrupların birləşmələrinin iştirakı ilə hidrogenləşmədən danışırıqsa, onun mexanizmi Wilkinson katalizatorunun iştirakı ilə hidrogenin əlavə edilməsi mexanizmini təkrarlayır, onda hidrogenlə qarşılıqlı təsirdən sonra səh-element alkenlə kompleks əmələ gətirməli, sonra hidridin ötürülməsi və kompleksləşmə baş verməlidir... və son nəticədə son məhsulun əmələ gəlməsinə və katalitik aktiv növlərin regenerasiyasına səbəb olacaq bütün digər addımlar. Yalnız bundan sonra bir katalizator zərrəciyi hədəf məhsulun onlarla, yüzlərlə və hətta minlərlə molekulunu istehsal edəcək. Ancaq belə bir katalitik dövrün işləməsi üçün daha bir çox problemi həll etmək lazımdır - oksidləşdirici əlavə nəticəsində yaranan element-hidrogen bağı çox güclü olmamalıdır (əks halda hidrid köçürməsi baş verməyəcək), əlavə etmiş element hidrogen alkenlə qarşılıqlı əlaqə üçün aşağı koordinasiyalı vəziyyəti saxlamalıdır və s. Bir anı qaçırsanız, katalizator yox olacaq səh-element davranışının oxşarlığına baxmayaraq işləməyəcək d-bəzi proseslərdə elementlər.

Belə görünə bilər ki, metal kompleks katalizindən əsas alt qrupların elementlərinin birləşmələri ilə katalizə keçid çox çətin bir işdir və tamamlanmaqdan çox uzaqdır. Ancaq kimyaya maraq səh-elementlər və sintetik kimyaçıların platin və ya palladium katalizatorlarını başqa bir şeylə əvəz etmək istəyi, şübhəsiz ki, bu istiqamətdə bir irəliləyiş təmin edəcəkdir. Növbəti onillikdə əsas alt qrupların koordinasiyalı doymamış elementlərinə əsaslanan katalizatorlar haqqında eşitmək şansımız var.

ABŞ-dakı Livermor Milli Laboratoriyasının fizikləri 2016-cı ilin yanvarında inertial idarə olunan termonüvə birləşməsində irəliləyişlər olduğunu bildirdilər. Yeni texnologiyadan istifadə edərək alimlər bu cür qurğuların səmərəliliyini dörd dəfə artıra bildilər. Tədqiqatın nəticələri Nature Physics jurnalında dərc edilib və qısa müddət ərzində Livermore Milli Laboratoriyası və San Dieqodakı Kaliforniya Universiteti tərəfindən məlumat verilib. Lenta.ru yeni nailiyyətlərdən danışır.

İnsanlar uzun müddətdir ki, karbohidrogen enerji mənbələrinə (kömür, neft və qaz) alternativ tapmağa çalışırlar. Yanan yanacaq çirkləndirir mühit. Onun ehtiyatları sürətlə azalır. Vəziyyətdən - su ehtiyatlarından, eləcə də iqlim və hava şəraitindən asılılıqdan çıxış yolu termonüvə elektrik stansiyalarının yaradılmasıdır. Bunun üçün insanlar üçün lazım olan enerjini buraxan termonüvə birləşmə reaksiyalarının idarəolunmasına nail olmaq lazımdır.

Termonüvə reaktorlarında yüngül elementlərdən ağır elementlər sintez olunur (deyterium və tritiumun birləşməsi nəticəsində heliumun əmələ gəlməsi). Adi (nüvə) reaktorlar, əksinə, ağır nüvələrin daha yüngül olanlara parçalanması üzərində işləyirlər. Lakin füzyon üçün hidrogen plazmasını termonüvə temperaturlarına qədər qızdırmaq lazımdır (təxminən Günəşin nüvəsindəki kimi - yüz milyon dərəcə Selsi və ya daha çox) və özünü təmin edən reaksiya baş verənə qədər onu tarazlıq vəziyyətində saxlamaq lazımdır.

İki perspektivli istiqamətdə işlər aparılır. Birincisi, qızdırılan plazmanın istifadəsini məhdudlaşdırmaq imkanı ilə bağlıdır maqnit sahəsi. Bu tip reaktorlara tokamak (maqnit sarğıları olan toroidal kamera) və stellarator daxildir. Tokamakda elektrik cərəyanı plazmadan toroidal şnur şəklində keçir, stellaratorda isə maqnit sahəsi xarici qıvrımlar tərəfindən induksiya olunur.

Fransada tikilməkdə olan ITER (Beynəlxalq Thermonuclear Experimental Reactor) bir tokamak, 2015-ci ilin dekabrında Almaniyada buraxılan Wendelstein 7-X isə stellaratordur.

İdarə olunan termonüvə birləşməsinin ikinci perspektivli istiqaməti lazerlərlə bağlıdır. Fiziklər, maddəni lazımi temperatur və sıxlıqlara qədər tez qızdırmaq və sıxmaq üçün lazer şüalanmasından istifadə etməyi təklif edirlər ki, inertial olaraq məhdud plazma vəziyyətində olmaqla termonüvə reaksiyasının baş verməsini təmin etsin.

İnertial idarə olunan termonüvə birləşməsi əvvəlcədən sıxılmış hədəfi alovlandırmağın iki əsas metodunun istifadəsini nəzərdə tutur: zərbə - fokuslanmış şok dalğasından istifadə və sürətli - hədəf daxilində sferik hidrogen təbəqəsinin partlaması (içəriyə doğru partlama). Onların hər biri (nəzəri olaraq) lazer enerjisinin impuls enerjisinə optimal çevrilməsini və sonradan sıxılmış sferik termonüvə hədəfinə ötürülməsini təmin etməlidir.

ABŞ-da Milli Lazer Fusion Facility-də quraşdırma sıxılma və qızdırma mərhələlərinin ayrılmasını nəzərdə tutan ikinci yanaşmadan istifadə edir. Bu, alimlərin fikrincə, yanacağın (və ya onun kütləsinin) sıxlığını azaltmağa və daha yüksək qazanc amillərini təmin etməyə imkan verir. İstilik petawatt lazerinin qısa impulsu ilə yaranır: sıx bir elektron şüası öz enerjisini hədəfə ötürür. Son araşdırmada bildirilən təcrübələr Nyu-Yorkda, Roçester Universitetinin Lazer Enerji Laboratoriyasının OMEGA-60 obyektində aparılıb və bu laboratoriyaya ümumi enerjisi 18 kilojoul olan 54 lazer daxildir.

Alimlərin tədqiq etdiyi sistem aşağıdakı kimi qurulmuşdur. Hədəf daxili divara nazik deyterium-tritium təbəqəsi qoyulmuş plastik kapsuldur. Kapsul lazerlərlə şüalandıqda genişlənir və onun daxilində yerləşən hidrogeni büzülməyə məcbur edir (birinci fazada), o isə plazmaya qızdırılır (ikinci fazada). Deuterium və tritiumdan plazma verir rentgen şüalanması və kapsula basır. Bu sxem lazerlə şüalandıqdan sonra sistemin buxarlanmamasına imkan verir və plazmanın daha vahid istiləşməsini təmin edir.

Alimlər öz təcrübələrində misi plastik qabığa daxil etdilər. Lazer şüası kapsula yönəldildikdə o, sürətli elektronları buraxır, bu da mis göstəriciləri vurur və onların buraxılmasına səbəb olur. rentgen şüaları. Alimlər ilk dəfə olaraq, kapsulun daxilində elektronlar vasitəsilə enerjinin ötürülməsini izləməyə və nəticədə sistemin parametrlərini daha dəqiq hesablamağa imkan verən K-qabıq elektronlarının vizuallaşdırılması texnikasını təqdim edə bildilər. Bu işin əhəmiyyəti aşağıdakı kimidir.

Yüksək sıxılma dərəcəsinə nail olmaq enerjisi hədəf tərəfindən udulmuş radiasiyanın böyük bir hissəsinə çevrilən sürətli elektronlar tərəfindən əngəllənir. Belə hissəciklərin sərbəst yolu hədəfin diametri ilə üst-üstə düşür, nəticədə o, vaxtından əvvəl qızdırır və lazımi sıxlıqlara sıxışdırmağa vaxt tapmır. Tədqiqat hədəfin içərisinə baxmaq və orada baş verən prosesləri izləmək imkanı yaradıb, hədəfin optimal şüalanması üçün lazım olan lazer parametrləri haqqında yeni məlumatlar əldə edib.

ABŞ-dan başqa, Yaponiya, Fransa və Rusiyada inertial termonüvə sintezi ilə bağlı işlər aparılır. Nijni Novqorod vilayətinin Sarov şəhərində Ümumrusiya Elmi Tədqiqat Eksperimental Fizika İnstitutunun bazasında 2020-ci ildə UFL-2M ikili təyinatlı lazer qurğusunun istifadəyə verilməsi planlaşdırılır ki, bu da digər vəzifələrlə yanaşı, termonüvə yanacağının alışma və yanma şəraitini öyrənmək üçün istifadə edilməlidir.

Bir termonüvə reaksiyasının səmərəliliyi birləşmə reaksiyasında ayrılan enerjinin nisbəti kimi müəyyən edilir ümumi enerji sistemin lazımi temperaturlara qədər qızdırılmasına sərf olunur. Bu dəyər birdən (yüz faiz) böyükdürsə, lazer birləşmə reaktoru uğurlu hesab edilə bilər. Təcrübələrdə fiziklər lazer şüalarının enerjisinin yeddi faizinə qədərini yanacağa ötürə biliblər. Bu, əvvəllər əldə edilmiş sürətli alışma sistemlərinin səmərəliliyindən dörd dəfə çoxdur. Kompüter modelləşdirmə səmərəliliyin 15 faizədək artacağını proqnozlaşdırmağa imkan verir.

Nəşr edilən nəticələr ABŞ Konqresinin Livermordakı Milli Lazer Füzyon Mexanizmi kimi meqajoul obyektlərinin maliyyələşdirilməsini genişləndirməsi ehtimalını artırır ki, bu da tikintisi və saxlanması 4 milyard dollardan çox başa gəlir. Füzyon tədqiqatını müşayiət edən skeptisizmə baxmayaraq, yavaş-yavaş, lakin əminliklə irəliləyir. Bu sahədə alimlər fundamental deyil, beynəlxalq əməkdaşlıq və adekvat maliyyə tələb edən texnoloji çətinliklərlə üzləşirlər.

İstehsalın müasir maddi-texniki bazası təxminən 90% yalnız iki növ materialdan ibarətdir: metallar və keramika. Dünyada hər il təxminən 600 milyon ton metal istehsal olunur - 150 kq-dan çox. planetin hər bir sakini üçün. Kərpiclə birlikdə təxminən eyni miqdarda keramika istehsal olunur. Metal istehsalı yüzlərlə və minlərlə dəfə baha başa gəlir, keramika istehsalı texniki və iqtisadi cəhətdən çox daha asan gəlir və ən əsası, keramika bir çox hallarda metal ilə müqayisədə daha uyğun konstruksiya materialı olur.

Yeni kimyəvi elementlərdən - sirkonium, titan, bor, germanium, xrom, molibden, volfram və s. Son zamanlar odadavamlı, istiliyədavamlı, kimyəvi maddələrə davamlı, yüksək sərtliyə malik keramika, eləcə də müəyyən elektrofiziki xassələrə malik keramika sintez edilmişdir.

Super sərt material - heksanit-R, bor nitridin kristal sortlarından biri kimi, ərimə nöqtəsi 3200 0 C-dən yuxarı və almazın sərtliyinə yaxın sərtliyə malikdir, rekord yüksək özlülüyünə malikdir, yəni. o, hamı kimi kövrək deyil. digər keramika materialları. Beləliklə, əsrin ən çətin elmi-texniki problemlərindən biri həll olundu: indiyə qədər bütün konstruktiv keramika ümumi çatışmazlığa - kövrəkliyə malik idisə, indi onu aradan qaldırmaq üçün bir addım atıldı.

Yeni tərkibli texniki keramikaların böyük üstünlüyü ondan ibarətdir ki, maşın hissələri ondan tozların preslənməsi ilə hazırlanır və verilmiş forma və ölçülərdə hazır məhsullar alınır.

Bu gün biz keramikanın başqa bir unikal xüsusiyyətini - azotun qaynama nöqtəsindən yuxarı temperaturda super keçiriciliyini adlandıra bilərik; bu xüsusiyyət elmi və texnoloji tərəqqi, super güclü mühərriklərin və elektrik generatorlarının yaradılması, maqnit levitasiya nəqliyyatının yaradılması üçün görünməmiş geniş imkanlar açır. , kosmosa faydalı yüklərin buraxılması üçün super güclü elektromaqnit sürətləndiricilərinin hazırlanması və s.

Silikon üzvi birləşmələrin kimyası odadavamlı, sukeçirici, elektrik izolyasiyası və digər qiymətli xassələrə malik olan geniş çeşiddə polimerlərin geniş miqyaslı istehsalını yaratmağa imkan vermişdir. Bu polimerlər bir sıra energetika və aviasiya sənayelərində əvəzolunmazdır.

Flüorokarbonlar tetrafluorometan, heksaftoretan və onların törəmələridir, burada karbon atomu zəif müsbət yük daşıyır və flüora xas elektronmənfiliyi olan flüor atomu zəif mənfi yükə malikdir. Nəticədə, flüorokarbonlar hətta turşuların və qələvilərin çox aqressiv mühitlərində müstəsna sabitliyə, xüsusi səth aktivliyinə və oksigen və peroksidləri udmaq qabiliyyətinə malikdir. Buna görə də onlardan insan daxili orqanlarının protezləri üçün material kimi istifadə olunur.

Sual 57. Kimyəvi proseslər və həyati proseslər. Katalizatorlar və fermentlər.

Son zamanlarda aparılan intensiv tədqiqatlar həm bitki və heyvan toxumalarının maddi tərkibini, həm də orqanizmdə baş verən kimyəvi prosesləri aydınlaşdırmaq məqsədi daşıyır. İlk dəfə böyük fransız təbiətşünası Lui Paster (1822-1895) tərəfindən irəli sürülmüş fermentlərin aparıcı rolu ideyası bu günə qədər əsas olaraq qalır. Eyni zamanda, statik biokimya canlı və cansız orqanizmlərin toxumalarının molekulyar tərkibini və quruluşunu öyrənir.

Dinamik biokimya 18-19-cu əsrlərin əvvəllərində, maddələrin müəyyən çevrilmələri kimi tənəffüs və fermentasiya, assimilyasiya və dissimilyasiya prosesləri arasında fərq qoymağa başlayanda doğuldu.

Fermentasiya tədqiqatı əsas mövzunu təşkil edir fermentologiya - həyat prosesləri haqqında biliklərin əsas sahəsi. Çox uzun bir araşdırma tarixi ərzində biokataliz prosesi iki fərqli nöqteyi-nəzərdən nəzərdən keçirilmişdir. Onlardan şərti olaraq kimyəvi adlanan birinə C.Libiq və M.Bertelo, digərinə isə bioloji olaraq L.Paster əməl edirdi.

Kimyəvi konsepsiyada bütün katalizlər adi kimyəvi katalizlərə endirildi. Sadələşdirilmiş yanaşmaya baxmayaraq, konsepsiya çərçivəsində mühüm müddəalar müəyyən edilmişdir: biokataliz və kataliz, fermentlər və katalizatorlar arasında analoq; fermentlərdə iki qeyri-bərabər komponentin olması - aktiv mərkəzlər və daşıyıcılar; keçid metal ionlarının və bir çox fermentlərin aktiv mərkəzlərinin mühüm rolu haqqında nəticə; kimyəvi kinetika qanunlarının biokatalizə genişlənməsi haqqında nəticə; bəzi hallarda biokatalizdən qeyri-üzvi maddələrin katalizinə qədər azalma.

İnkişafının başlanğıcında bioloji konsepsiyanın belə geniş eksperimental sübutları yox idi. Onun əsas dəstəyi L.Pasterin əsərləri və xüsusən də onun süd turşusu bakteriyalarının fəaliyyətini birbaşa müşahidələri olub, bu da fermentasiyanı və mikroorqanizmlərin fermentasiya yolu ilə həyat üçün lazım olan enerjini əldə etmək qabiliyyətini müəyyən etməyə imkan verib. Paster öz müşahidələrindən belə nəticəyə gəldi ki, fermentlərin xüsusi maddi təşkilatlanma səviyyəsi var. Bununla belə, onun bütün arqumentləri təkzib edilməsə də, hüceyrədənkənar fermentasiya aşkar edildikdən sonra heç olmasa arxa plana keçdi və Pasterin mövqeyi canlı elan edildi.

Lakin zaman keçdikcə Pasterin konsepsiyası qalib gəldi. Bu konsepsiyanın vədi müasir təkamül katalizləri və molekulyar biologiya ilə sübut olunur. Bir tərəfdən müəyyən edilmişdir ki, biopolimer molekullarının tərkibi və quruluşu bütün canlılar üçün fiziki və kimyəvi xassələri öyrənmək üçün kifayət qədər əlçatan olan vahid dəsti təmsil edir - eyni fiziki və kimyəvi qanunlar həm abiogen prosesləri, həm də həyat proseslərini idarə edir. Digər tərəfdən, canlıların müstəsna spesifikliyi sübut edilmişdir ki, bu, təkcə hüceyrə təşkilinin ən yüksək səviyyələrində deyil, həm də digər səviyyələrin qanunauyğunluqlarını əks etdirən molekulyar səviyyədə canlı sistemlərin fraqmentlərinin davranışında özünü göstərir. Canlıların molekulyar səviyyəsinin spesifikliyi katalizatorların və fermentlərin fəaliyyət prinsiplərindəki əhəmiyyətli fərqdə, strukturu yalnız genetik kodla müəyyən edilən polimerlərin və biopolimerlərin əmələ gəlmə mexanizmlərindəki fərqdə və , nəhayət, qeyri-adi faktında: canlı hüceyrədə bir çox kimyəvi oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları reaksiya verən molekullar arasında birbaşa təmas olmadan baş verə bilər. Bu o deməkdir ki, cansız aləmdə aşkar olunmayan canlı sistemlərdə kimyəvi çevrilmələr baş verə bilər.

Beynəlxalq Təmiz və Tətbiqi Kimya Birliyi (IUPAC) dövri cədvəlin dörd yeni elementi üçün hansı adları daha uyğun hesab etdiyini açıqlayıb. Onlardan birinin rus fiziki, akademik Yuri Oqanesyanın şərəfinə adlandırılması tövsiyə olunur. Bundan bir qədər əvvəl KSh müxbiri Yuri Tsolakoviçlə görüşdü və ondan uzun müsahibə aldı. Lakin IUPAC alimlərdən yeni adların rəsmi olaraq açıqlanacağı 8 noyabra qədər şərh verməmələrini xahiş edir. Dövri cədvəldə kimin adının görünməsindən asılı olmayaraq, deyə bilərik: Rusiya yarım əsrdən çox davam edən transuran yarışında liderlərdən birinə çevrildi.

Yuri Oqanesyan. Nüvə fizikası sahəsində mütəxəssis, Rusiya Elmlər Akademiyasının akademiki, JINR-də Nüvə Reaksiyaları Laboratoriyasının elmi direktoru, Dubna Universitetinin Nüvə fizikası kafedrasının müdiri. Georgi Flerovun tələbəsi kimi o, ruterfordium, dubnium, seaborgium, bohrium və s. sintezində iştirak etmişdir. Dünya səviyyəli kəşflər arasında qondarma soyuq birləşmə yeni elementlər yaratmaq üçün son dərəcə faydalı bir vasitə olduğu ortaya çıxdı.

Dövri cədvəlin aşağı sətirlərində uranı asanlıqla tapmaq olar, onun atom nömrəsi 92-dir. Bütün sonrakı elementlər indi təbiətdə yoxdur və çox mürəkkəb təcrübələr nəticəsində aşkar edilmişdir.
Amerika fizikləri Glenn Seaborg və Edwin MacMillan ilk dəfə yeni element yaratdılar. Plutonium 1940-cı ildə belə yarandı. Sonralar Seaborg digər alimlərlə birlikdə amerisium, kurium, berkelium sintez etdi... Dövri cədvəlin insan tərəfindən genişlənməsi faktının özü müəyyən mənada kosmosa uçuşla müqayisə edilə bilər.

Dünyanın qabaqcıl ölkələri super ağır nüvələr yaratmaq yarışına çıxıblar (arzu edilsə, Ay yarışı ilə bənzətmə aparıla bilərdi, amma burada ölkəmizin qalib gəlmə ehtimalı daha yüksəkdir). SSRİ-də ilk transuran elementi 1964-cü ildə Moskva vilayətinin Dubna şəhərindəki Birgə Nüvə Tədqiqatları İnstitutunun (JINR) alimləri tərəfindən sintez edilmişdir. Bu, ruterfordium adlanan 104-cü element idi. Layihəyə JINR-in təsisçilərindən biri Georgiy Flerov rəhbərlik edirdi. Onun adı da cədvələ daxildir: flerovium, 114. 105-ci element isə dubnium adlanırdı.

Yuri Oqanesyan Flerovun tələbəsi olub, ruterfordiumun, sonra isə dubniumun, seborjinin, borinin sintezində iştirak edib... Fiziklərimizin uğurları Rusiyanı transuran yarışında ABŞ, Almaniya, Yaponiya (və bəlkə də bərabərlər arasında birinci).

Sözügedən yeni elementlər - 113, 115, 117, 118 - 2002-2009-cu illərdə JINR-də U-400 siklotronunda sintez edilmişdir. Bu tip sürətləndiricilərdə ağır yüklü hissəciklərin şüaları - protonlar və ionlar yüksək tezliklərdən istifadə edərək sürətləndirilir. elektrik sahəsi, sonra onları bir-biri ilə və ya bir hədəflə toqquşdurmaq və onların çürümə məhsullarını öyrənmək üçün.

Bütün təcrübələr demək olar ki, eyni vaxtda beynəlxalq əməkdaşlıqlar tərəfindən həyata keçirilmişdir müxtəlif ölkələr. Məsələn, Yaponiyanın RIKEN İnstitutunun alimləri 113-cü elementi digərlərindən asılı olmayaraq sintez ediblər. Nəticədə açılış prioriteti onlara verildi.

Yeni kimyəvi elementə əvvəlcə Latın rəqəmindən götürülmüş müvəqqəti ad verilir. Məsələn, ununoktium "yüz on səkkizinci" dir. Sonra elmi qrup - kəşfin müəllifi öz təkliflərini IUPAC-a göndərir. Komissiya lehinə və əleyhinə olan arqumentləri nəzərdən keçirir. Xüsusilə, o, aşağıdakı qaydalara riayət etməyi tövsiyə edir: “Yeni kəşf edilmiş elementlər aşağıdakı adlandırıla bilər: (a) mifoloji xarakterə və ya konsepsiyaya (astronomik obyekt daxil olmaqla); (b) mineral və ya oxşar maddənin adı ilə; (c) yaşayış məntəqəsinin və ya coğrafi ərazinin adı ilə; (ç) elementin xassələrinə uyğun olaraq və ya (e) alimin adı ilə...”

Adlar əksər dillərdə asan tələffüz edilməlidir. məlum dillər və elementi birmənalı şəkildə təsnif etməyə imkan verən məlumatları ehtiva edir. Məsələn, bütün transuranların iki hərfdən ibarət simvolları var və onlar metaldırsa, “-iy” ilə bitir: ruterfordium, dubnium, seaborgium, bohrium...

İki yeni elementin (115 və 118) “rus” adlarını alıb-almayacağına noyabrda aydınlıq gələcək. Ancaq qarşıda hələ çoxlu eksperimentlər var, çünki sabitlik adaları fərziyyəsinə görə, nisbətən uzun müddət mövcud ola biləcək daha ağır elementlər var. Onlar hətta təbiətdə belə elementləri tapmağa çalışırlar, lakin Oqanesyan onları sürətləndiricidə sintez etsə, daha doğru olar.

Yeni elementlər haqqında dosye

Seriya nömrəsi: 113

Necə və kim tərəfindən aşkar edilmişdir: americium-243-ün hədəfi kalsium-48 ionları ilə bombardman edildi və ununpentium izotopları əldə edildi, bunlar 113-cü elementin izotoplarına parçalandı. 2003-cü ildə sintez edilmişdir.

Açılış prioriteti: Fiziki və Kimyəvi Tədqiqatlar İnstitutu (RIKEN), Yaponiya.

Hazırkı adı: untry.

Nəzərdə tutulan xüsusiyyətlər: ağır əriyən metal.

Təklif olunan ad: nihonium (Nh). Bu element ümumən Asiyada və xüsusilə Yaponiyada ilk dəfə kəşf edilmişdir. “Nihonii” ölkənin adının iki variantından biridir. "Nihon" tərcümədə "doğan günəş ölkəsi" deməkdir.

Seriya nömrəsi: 115

Necə və kim tərəfindən aşkar edilmişdir: americium-243 hədəfi kalsium-48 ionları ilə bombardman edildi. 2003-cü ildə sintez edilmişdir. Kəşfdə prioritet: JINR (Rusiya), Livermore Milli Laboratoriyası (ABŞ) və Oak Ridge Milli Laboratoriyasından (ABŞ) ibarət əməkdaşlıq.

Hazırkı adı: ununpentium.

Nəzərdə tutulan xüsusiyyətlər: vismuta bənzər metal.

Təklif olunan ad: moskovium (Moscovium, Mc). IUPAC, Dubna və JINR-nin yerləşdiyi Moskva vilayətinin şərəfinə "Moskva" adını təsdiqlədi. Beləliklə, Rusiyanın bu şəhəri ikinci dəfə dövri cədvəldə öz izini qoya bilər: dubnium çoxdan rəsmi olaraq 105-ci element adlanır.

Seriya nömrəsi: 117

Necə və kim tərəfindən aşkar edilmişdir: berkelium-249 hədəfi kalsium-48 ionları ilə bombalandı. 2009-cu ildə sintez edilmişdir. Kəşf üçün prioritet: JINR, Livermore, Oak Ridge.

Hazırkı adı: ununseptium.

Nəzərdə tutulan xüsusiyyətlər: formal olaraq yod kimi halogenlərə aiddir. Həqiqi xüsusiyyətlər hələ müəyyən edilməyib. Çox güman ki, bir metalın və qeyri-metalın xüsusiyyətlərini birləşdirir.

Təklif olunan ad: Tennessin (Ts). ABŞ-ın Tennessi ştatının, o cümlədən Oak Ridge Milli Laboratoriyası, Vanderbilt Universiteti və Tennessi Universitetinin transuranların sintezinə verdiyi töhfələrə görə.

Seriya nömrəsi: 118

Necə və kim tərəfindən aşkar edilmişdir: kalifornium-249 hədəfi kalsium-48 ilə bombardman edildi. 2002-ci ildə sintez edilmişdir. Kəşfdə prioritet: JINR, Livermore.

Hazırkı adı: ununoktium.

Nəzərdə tutulan xüsusiyyətlər: By kimyəvi xüsusiyyətləri inert qazlara aiddir.

Təklif olunan ad: oganesson (Oganesson, Og). şərəfinə elmi rəhbər Fövqəladə ağır elementlərin tədqiqinə böyük töhfə vermiş JINR Yuri Oqanesyanın Nüvə Reaksiyaları Laboratoriyası. Mümkün adların ictimai müzakirəsi noyabrın 8-dək davam edəcək və bundan sonra komissiya yekun qərar verəcək.

"Schrodinger's Cat" filmində