Քիմիական տարրեր.

Ձեռքբերումներ և հեռանկարներ

Այն սահմանումը, որը Դ.Ի. Մենդելեևը տվել է քիմիական գիտությանը, դեռևս մնում է ճիշտ և ճշգրիտ. «Քիմիան տարրերի և քիմիական միացությունների ուսումնասիրությունն է»: Քիմիական տարրերը ամբողջ քիմիայի հիմքն են, քանի որ այսօր բոլոր հայտնի տարրերը կազմված են դրանցից: քիմիական միացություններ(ներկայումս կա ավելի քան 14 միլիոն), ինչպես նաև բոլոր նրանք, որոնք երբևէ կստացվեն։

Շատերը միանգամայն իրավացիորեն ընկալում են պարբերական աղյուսակի հիմնական մասը որպես տարրական «աղյուսների» ցուցակ, որոնցից կառուցված են շրջակա աշխարհի օբյեկտները: Այնուամենայնիվ, քիմիական տարրերը չպետք է համարվեն միայն որպես «շինանյութ» մոլեկուլների կառուցման համար, քանի որ իրենց մաքուր տեսքով դրանք ունեն իրենցից ստացված միլիոնավոր միացությունների արժանիքներ և չափազանց լայնորեն օգտագործվում են. ժամանակակից աշխարհ(այս մասին ավելին տե՛ս. Քիմիական տարրերը առօրյա կյանքում. «Քիմիա», 1998, թիվ 42):

Հարգելով խիստ տերմինաբանությունը՝ մենք նշում ենք, որ քիմիական տարրը լատիներեն խորհրդանիշ է պարբերական աղյուսակում կամ կոնկրետ ատոմում, սակայն հետագա հետազոտությունները կարելի է ձեռք բերել և իրականացնել ոչ թե քիմիական տարրով, այլ միայն ատոմներից բաղկացած այսպես կոչված պարզ նյութով։ նույն տեսակի. Անգլալեզու գրականության մեջ ավելի պարզ է. երկուսն էլ կոչվում են մեկ բառով. տարր. Հետևաբար, մենք հետագայում կօգտագործենք այս բառի ռուսերեն անալոգը լայն իմաստով:

Ամփոփելով դարի արդյունքները, նախ անդրադառնանք, թե ինչպես է ընթացիկ դարում պարբերական աղյուսակը համալրվել նոր տարրերով։ Նախորդ դարի վերջին Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակը պարունակում էր մոտ 80 տարր: 20-րդ դարի սկիզբ նշանավորվեց մրցանակով Նոբելյան մրցանակ W. Ramsay իներտ գազերի հայտնաբերման համար (1904); սակայն, միշտ չէ, որ նման միջոցառումն այսքան հանդիսավոր է նշվել։ Նույն կերպ նշվել է ևս երկու տարրի՝ ռադիումի և պոլոնիումի արտադրությունը (Մ. Սկլոդովսկա-Կյուրի, Նոբելյան մրցանակ 1911)։

1927 թվականին ստացվել է ռենիում։ Սա եզակի իրադարձություն էր նոր տարրերի հայտնաբերման պատմության մեջ, քանի որ ռենիումը բնության մեջ հայտնաբերված վերջին կայուն քիմիական տարրն էր: Այնուհետև ամեն ինչ շատ ավելի բարդացավ, քանի որ բոլոր հետագա տարրերը կարելի էր ձեռք բերել բացառապես միջուկային ռեակցիաների միջոցով:

Բավականին շատ ժամանակ պահանջվեց սեղանի մեջտեղի չորս դատարկ բջիջները ուրանով լցնելու համար (տե՛ս այս մասին. Սխալներ և սխալ պատկերացումներ քիմիայի պատմության մեջ. «Քիմիա», 1999, թիվ 8): Տեխնիումը՝ թիվ 43 տարրը, ստացվել է 1937 թվականին ծանր ջրածնի (դեյտերիում) միջուկներով մոլիբդենի ափսեի երկարատև ճառագայթման միջոցով։ Թիվ 87 տարրը՝ ֆրանցիումը, հայտնաբերվել է 1939 թվականին բնական ակտինիումի ռադիոակտիվ քայքայման արգասիքներում։ Թիվ 85 տարրը՝ ասատինը, ստացվել է 1940 թվականին՝ բիսմութը հելիումի միջուկներով ռմբակոծելով։ Թիվ 61 տարրը՝ պրոմեթիումը, մեկուսացվել է 1945 թվականին ուրանի տրոհման արտադրանքներից։ Այնուհետև միջուկային միաձուլման ռեակցիաների օգնությամբ աղյուսակի 7-րդ շրջանը սկսեց աստիճանաբար լցվել ուրանին հետևող տարրերով։ Վերջին քիմիական տարրը, որը ստացել է անուն, եղել է թիվ 109-ը: Թիվ 110-ից սկսած տարրերը նշանակվում են միայն ատոմային թվերով:

Այժմ արդեն կարելի է ասել, որ քսաներորդ դարն ավարտվում է ոչ պակաս հանդիսավոր, քան սկսվեց։ 1998 թվականի դեկտեմբերին Դուբնայում ստացվեց նոր տարր՝ թիվ 114՝ պլուտոնիումի իզոտոպի ճառագայթման միջոցով կալցիումի արագացված իոնների ճառագայթով։ Եթե ​​ամփոփենք երկու փոխազդող միջուկների՝ պլուտոնիումի և կալցիումի պրոտոնների թիվը, ապա կստացվի 94 + 20 = 114: Սա համապատասխանում է 114 տարրի համարին: Այնուամենայնիվ, ստացված միջուկը, որի զանգվածը 244 + 48 = 292 է, ստացվել է. լինել անկայուն. Այն արձակում է երեք նեյտրոն և կազմում իզոտոպ։Նախնական հաշվարկները ցույց են տվել, որ թիվ 114 տարրը, ինչպես նաև մինչ այժմ անհասանելի թիվ 126 և 164 տարրերը պետք է ընկնեն այսպես կոչված կայունության կղզիների մեջ։ Թիվ 114 տարրի վերաբերյալ սա հաստատվեց. Նրա կյանքի տևողությունը ավելի քան 0,5 րոպե է, ինչը շատ մեծ արժեք է նման գերծանր ատոմի համար։ 1999 թվականին Բերկլիի լաբորատորիայում (ԱՄՆ) ստացվել է No118 տարրը՝ կապարի ռմբակոծմամբ կրիպտոնի իոններով։ Նրա կյանքի ժամկետը միլիվայրկյան է: Երբ այն քայքայվում է, ձևավորում է թիվ 116 նոր անկայուն տարր, որն արագ վերածվում է ավելի կայուն թիվ 114 տարրի։

Այսպիսով, այսօր պարբերական աղյուսակն ավարտվում է 118-րդ տարրով։ Նոր տարրերի սինթեզի փորձերը չափազանց աշխատատար են և բավականին երկար։ Բանն այն է, որ ատոմների էլեկտրոնային թաղանթների միջով անցնելով՝ արկերի միջուկները դանդաղում են և կորցնում էներգիան։ Բացի այդ, միաձուլման ժամանակ առաջացած միջուկն ամենից հաճախ քայքայվում է երկու ավելի թեթեւ միջուկների։ Միայն հազվադեպ դեպքերում է արձակում մի քանի նեյտրոններ (ինչպես, օրինակ, թիվ 114 տարրը ստանալիս) և կազմում է ցանկալի ծանր միջուկը։ Չնայած դժվարություններին, նոր տարրերի սինթեզմանն ուղղված փորձերը շարունակվում են։

Նկատի ունենալով մինչ օրս կուտակված քիմիական տարրերի ողջ հարստությունը՝ փորձենք ամփոփել դարը։ Եկեք մի տեսակ մրցակցություն անցկացնենք այսօր հայտնի բոլոր քիմիական տարրերի միջև և փորձենք պարզել, թե դրանցից որն է հայտնվել 20-րդ դարում։ ամենանշանակալին. Այսինքն՝ կնշենք միայն այն տարրերը, որոնք առավելապես նպաստել են քաղաքակրթության մակարդակի բարձրացմանն ու առաջընթացի զարգացմանը։

Կան միայն երկու ակնհայտ առաջնորդներ. Առաջինն է Ուրան, ով ստեղծել է բոլորովին նոր գիտական ​​կարգապահություն- միջուկային ֆիզիկան և մարդկությանը էներգիայի հսկայական պաշարներ տրամադրեց: Շատերը, հավանաբար, կհամարեն հակասական նման ղեկավարություն: Ուրանը մարդկությանը տվեց միջուկային զենքի կիրառման սարսափելի հետեւանքների, ատոմակայանների (ԱԷԿ) վթարի և միջուկային թափոնների հեռացման խնդրի ակնկալիքը:

Այս բոլոր մտավախությունները հիմնավոր են, բայց եկեք նայենք հարցին ավելի մանրամասն:

Ինչ վերաբերում է միջուկային զենքի կիրառման սպառնալիքին, ապա մարդկությունն այս խնդիրը մշտապես պահում է իր տեսադաշտում։ Նման զենքերի արտադրության և օգտագործման ամբողջական արգելման հետ կապված բոլոր հարցերն անխուսափելիորեն պետք է լուծվեն ապագայում։ Ավելի բարդ և հակասական է միջուկային էներգիայի խաղաղ նպատակներով օգտագործման հարցը։ 1986 թվականի ապրիլի 26-ին Չեռնոբիլի աղետը հանգեցրեց նրան, որ բոլոր մարդկանց սրտերը սեղմվում են անհանգստությունից «ճառագայթում» և «լուսավորություն» բառերից։ Միջուկային էներգիայի նկատմամբ վստահությունը սասանվել է ամբողջ աշխարհում։

Չպե՞տք է արդյոք ընդհանրապես հրաժարվել ատոմակայաններից։ Սկզբում թվում էր, թե դա տեղի կունենա։ Շատ երկրներ սկսել են վերանայել նոր կայանների կառուցման անհրաժեշտությունը։ Անցկացված հանրաքվեները ցույց տվեցին, որ մարդկանց մեծամասնությունը կարծում է, որ անհրաժեշտ է հրաժարվել միջուկային էներգիայի օգտագործումից։ Սակայն տեղի ունեցածի հանգիստ, սթափ վերլուծությունը աստիճանաբար տարբեր եզրակացությունների հանգեցրեց։ Վթարների քանակով ատոմակայանները գործնականում վերջին տեղում են բոլոր ժամանակակից աղբյուրների մեջ, որոնք մեծ քանակությամբ էլեկտրաէներգիա են արտադրում։ Ավելին, ատոմակայանների շահագործման ընթացքում մահացությունների թիվը որոշ չափով ավելի քիչ է, քան նույնիսկ սննդի և տեքստիլ արդյունաբերության ոլորտում։

Այս պատկերը չի փոխվել նույնիսկ Չեռնոբիլի վթարի հետևանքները, որոնք ամենախոշորն են ատոմային էներգիայի զարգացման պատմության մեջ։ Դա տեղի է ունեցել հիմնականում շահագործման կանոնների կոպիտ խախտման պատճառով. ռեակտորը պարունակում էր անթույլատրելիորեն փոքր քանակությամբ կադմիումի ձողեր, որոնք արգելակում էին ռեակցիան: Բացի այդ, կայանը չի ունեցել պաշտպանիչ գլխարկ՝ մթնոլորտ ռադիոակտիվ նյութերի արտանետումը կանխելու համար։ Արդյունքում իրագործվեց ամենավատ տարբերակներից մեկը։ Այնուամենայնիվ, ռադիոակտիվ նյութերի արտանետումը մթնոլորտ չի գերազանցել ռեակտորում կուտակված դրանց ընդհանուր քանակի 3,5%-ը։ Իհարկե, ոչ ոք չի կարծում, որ դա կարելի է հաշտվել։ Ատոմակայանների անվտանգության կառավարման համակարգերը հետագայում զգալիորեն վերանայվել են: Հիմնական հետազոտական ​​և մշակման ջանքերը ներկայումս ուղղված են դրանց առանց պատահարների շահագործման մեծացմանը: Ռեակտորի կառավարումը պետք է հուսալիորեն արգելափակված լինի ինչպես հանցավոր անփութությունից, այնպես էլ ահաբեկիչների հնարավոր չարամիտ ծրագրերից: Բացի այդ, բոլոր նորակառույց կայանները հագեցված կլինեն պաշտպանիչ գլխարկներով՝ բացառելու ռադիոակտիվ նյութերի մուտքի հնարավորությունը։ միջավայրը.

Ոչ ոք չի պատրաստվում նսեմացնել միջուկային ռեակտորների վտանգները։ Սակայն, ուզենք թե չուզենք, քաղաքակրթության զարգացման ողջ կուտակված փորձն անխուսափելիորեն հանգեցնում է որոշակի եզրակացության.

Մարդկության պատմության մեջ երբեք չի եղել դեպք, երբ նա հրաժարվի առաջընթացի ձեռքբերումներից միայն այն պատճառով, որ դրանք որոշակի վտանգ են ներկայացնում։ Գոլորշի կաթսաների պայթյունները, երկաթուղային և ավիավթարները, ավտովթարները և էլեկտրական ցնցումները չեն հանգեցրել մարդկությանն արգելելու այդ տեխնիկական միջոցների օգտագործումը։ Արդյունքում, նրանց անվտանգության բարձրացմանն ուղղված աշխատանքի ինտենսիվությունը միայն ավելացավ։ Արգելքները տեղի են ունեցել միայն տարբեր տեսակի զենքերի համար։ Նույնը ատոմային էներգետիկայի դեպքում է։

Իրո՞ք նոր ատոմակայաններ են կառուցվելու. Այո, դա անխուսափելի է, քանի որ խոշոր քաղաքների (Մոսկվա, Սանկտ Պետերբուրգ) սպառվող էլեկտրաէներգիայի ավելի քան մեկ քառորդն արդեն արտադրվում է ատոմակայանների կողմից (մ. Արևմտյան երկրներայս ցուցանիշն ավելի բարձր է): Մարդկությունն այլևս չի կարողանա հրաժարվել էներգիայի այս նոր տեսակից։ Հուսալիորեն կազմակերպված շահագործման դեպքում ատոմակայանները, անկասկած, շահում են ջերմային կայանների համեմատ, որոնք սպառում են գնացքները ածխաջրածնային վառելիքով և աղտոտում մթնոլորտը ածխի և նավթի այրման արտադրանքներով:
Հիդրոէլեկտրակայանները անտառներն ու վարելահողերը վերածում են խոնավ տարածքների և խաթարում հսկայական տարածքի ողջ կյանքի բնական կենսառիթմը: Ատոմակայաններն անհամեմատ ավելի հարմար են շահագործման համար։ Դրանք կարող են տեղակայվել ածխի հանքավայրերից հեռու և առանց հիդրոէլեկտրակայանների աղբյուրների: Միջուկային վառելիքը փոխվում է ոչ ավելի, քան վեց ամիսը մեկ անգամ։ Վառելիքի սպառումը կարելի է գնահատել՝ օգտագործելով հետևյալ ցուցանիշը. Ուրանի 1 գ իզոտոպների տրոհումից ստացվում է նույն քանակությամբ էներգիա, որքան 2800 կգ ածխաջրածնային վառելիքի այրումը: Այսինքն՝ 1 կգ միջուկային վառելիքը փոխարինում է ածխի գնացքին։

Միևնույն ժամանակ, ուրանի համաշխարհային պաշարները պարունակում են միլիոնավոր անգամ ավելի շատ կուտակված էներգիա, քան առկա գազի, նավթի և ածխի պաշարների էներգետիկ պաշարները։ Միջուկային վառելիքը կծառայի տասնյակ հազարավոր տարիներ՝ հաշվի առնելով էներգիայի աղբյուրների անընդհատ աճող անհրաժեշտությունը: Միևնույն ժամանակ, ածխաջրածնային հումքը կարող է շատ ավելի արդյունավետ օգտագործվել տարբեր օրգանական արտադրանքների սինթեզի համար։

Անմիջապես հարց է առաջանում, թե ինչ անել օգտագործված միջուկային վառելիքի թափոնների հետ։ Շատերը հավանաբար լսել են նման աղբը թաղելու խնդիրների մասին։ Ինտենսիվ գիտական ​​աշխատություններլուծել այս խնդիրը (մարդկությունը դա սովորաբար գիտակցում է որոշակի ուշացումով): Խոստումնալից ուղիներից մեկը վառելիքը վերարտադրող միջուկային ռեակտորների կառուցումն է։ Սովորական միջուկային ռեակտորներում ուրանի 238 U իզոտոպը մի տեսակ բալաստ է, հիմնական ռեակցիան տեղի է ունենում 235 U իզոտոպի մասնակցությամբ, որն, ի դեպ, բնական ուրանի մեջ շատ փոքր է (1%-ից պակաս)։ Այնուամենայնիվ, ցածր ակտիվ 238 U-ը, լինելով որոշակի քանակությամբ միջուկային ռեակտորում, կարող է գրավել արձակված նեյտրոնների մի մասը, ի վերջո ձևավորելով պլուտոնիում 239 Pu, որն ինքնին միջուկային վառելիք է, ոչ պակաս արդյունավետ, քան 235 U:

Շատ միջուկային փոխակերպումների սխեմաները պարզ և հստակ են: Քիմիական տարրի խորհրդանիշից առաջ դրված է երկու ինդեքս։ Վերինը ցույց է տալիս միջուկի զանգվածը, այսինքն՝ պրոտոնների և նեյտրոնների գումարը, իսկ ստորինը՝ պրոտոնների քանակը, այսինքն՝ միջուկի դրական լիցքը։ Ռեակցիայի հավասարումը գրելիս պետք է հետևել մի պարզ կանոնի՝ պրոտոնների և էլեկտրոնների լիցքերի ընդհանուր գումարները հավասարման երկու կողմերում պետք է հավասար լինեն: Բացի այդ, դուք պետք է իմանաք միջուկային քիմիայի պարզ հավասարումներից մեկը՝ նեյտրոնը կարող է քայքայվել պրոտոնի և էլեկտրոնի: n 0 = էջ + + ե – .

Ահա թե ինչ տեսք ունի 238 U-ն 239 Pu-ի վերածելու սխեման, որի շնորհիվ ապագայում հնարավոր կլինի ամբողջությամբ օգտագործել բնական ուրանի բոլոր պաշարները որպես վառելիք.

Առաջին հավասարումը ցույց է տալիս, որ նեյտրոնը գրավվում է ուրանի միջուկի կողմից և ձևավորվում է ծայրահեղ անկայուն ուրանի իզոտոպ: Միջանկյալ փուլը նեպտունիումի անկայուն իզոտոպի առաջացումն ու քայքայումն է։ Երկրորդ և երրորդ հավասարումներում նեյտրոնը վերածվում է պրոտոնի (որը մնում է միջուկում) և էլեկտրոնի, որն ազատվում է ձևով.բ - ճառագայթում. Սա ռադիոակտիվ նյութից արտանետվող էլեկտրոնների ավանդական անվանումն է։ Արդյունքում ձևավորվում է պլուտոնիումի շատ կայուն իզոտոպ՝ 24 հազար տարի կիսամյակով, որը կարող է օգտագործվել որպես միջուկային վառելիք նույն ռեակտորներում։

Այնպես որ, աղբի ոչնչացման խնդիրը որոշ ժամանակով հետաձգվում է, բայց ամբողջությամբ չի հանվում, այնուամենայնիվ, սկզբունքորեն լուծելի է։

Երբ ռեակտորը գործում է, ուրանի միջուկը քայքայվում է՝ ձևավորելով ավելի ցածր զանգված ունեցող տարբեր տարրերի ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ Հիմնական իզոտոպներն են կոբալտ 60 Co, ստրոնցիում 90 Sr և ցեզիում 137 Cs, պրոմեթիում 147 Pm, տեխնիում 99 Tc։ Դրանցից մի քանիսն արդեն գտել են կիրառություն, օրինակ՝ ուռուցքների (կոբալտային ատրճանակներ) բուժման, սերմերի նախացանքային խթանման և նույնիսկ դատաբժշկական փորձագիտության մեջ։ Կիրառման մեկ այլ ոլորտ սննդամթերքի և բժշկական արտադրանքի մանրէազերծումն է, քանի որ դրանցից արտանետվող իզոտոպները.բ - և գ - ճառագայթումը չի հանգեցնում ճառագայթվող նյութում ռադիոակտիվության առաջացմանը.

Շատ գրավիչ է կարողանալ ստեղծագործել՝ հիմնվելով այդպիսիների վրաբ - արտանետիչները էլեկտրաէներգիայի աղբյուրներ են: Ազդեցության տակբ - ճառագայթները (այսինքն, էլեկտրոնների հոսքը) կիսահաղորդչային նյութերում, ինչպիսիք են սիլիցիումը կամ գերմանումը, առաջանում է պոտենցիալ տարբերություն: Սա հնարավորություն է տալիս, օրինակ, 147 Pm իզոտոպի հիման վրա ստեղծել էլեկտրական հոսանքի երկարաժամկետ աղբյուրներ, որոնք երկար տարիներ գործում են առանց վերալիցքավորման:

Միջուկային ռեակտորը կարող է օգտագործվել նույն կերպ, ինչպես ռեակցիոն կոլբայի մի տեսակ տարբեր տարրերի իզոտոպների ուղղորդված սինթեզի համար, ի լրումն ինքնաբուխ քայքայման ժամանակ առաջացածների: Տարբեր նյութեր տեղադրվում են հատուկ պարկուճներում միջուկային ռեակտորում, որտեղ ինտենսիվ ճառագայթվում են նեյտրոններով, ինչի արդյունքում առաջանում են համապատասխան իզոտոպներ։ Այս եղանակով ստացվածէ - Թուլիումի և իտտերբիումի ակտիվ իզոտոպները, ինչպես նաև ռեակտորներում ձևավորված տեխնիումի իզոտոպները օգտագործվում են կոմպակտ շարժական կայանքներ ստեղծելու համար, որոնք փոխարինում են մեծածավալ ռենտգենյան մեքենաներին: Դրանք կարող են օգտագործվել ոչ միայն բժշկական նպատակներով ախտորոշման, այլ նաև տեխնոլոգիայի կարիքների համար՝ տարբեր կառույցների և սարքավորումների թերությունների հայտնաբերման նպատակով:

Այսպիսով, ռադիոակտիվ թափոնները պարունակում են չօգտագործված էներգիայի բավականին նկատելի պաշարներ, և դրանց արդյունահանման մեթոդներն էլ ավելի կբարելավվեն։

Ամփոփել. Ուրանը մյուս բոլոր տարրերի մեջ նշանավոր տեղ է զբաղեցնում։ Նրա շնորհիվ 20-րդ դարում ստեղծվեց նոր գիտական ​​ուղղություն՝ միջուկային ֆիզիկա, և հայտնաբերվեց էներգիայի գործնականում անսպառ աղբյուր։

Երկրորդ տարրը, որը բացառիկ դեր է պահանջում քսաներորդ դարում սիլիցիում. Դրա նշանակությունն ապացուցելը դժվար չի լինի, քանի որ այն կապված չէ տարբեր մութ վախերի հետ, ինչպես դա ուրանի դեպքում է։ Դարի երկրորդ կեսին մեծածավալ վակուումային խողովակային էլեկտրոնային համակարգիչները փոխարինվեցին կոմպակտ համակարգիչներով։ Համակարգչի ուղեղը՝ պրոցեսորը, պատրաստված է ծայրահեղ մաքուր սիլիցիումի բյուրեղից։ Սիլիցիումի կիսահաղորդչային հատկությունները հնարավորություն տվեցին դրա հիման վրա ստեղծել մանրանկարչություն գերարագ հաշվողական սարքեր, որոնք հիմք հանդիսացան բոլոր ժամանակակից համակարգիչների համար։ Իհարկե, համակարգչային արտադրության մեջ օգտագործվում են բազմաթիվ ժամանակակից տեխնոլոգիաներ և տարբեր նյութեր, բայց քանի որ խոսքը միայն քիմիական տարրերի մասին է, ակնհայտ է սիլիցիումի բացառիկ դերը։

Հասկանալի է, որ մենք այժմ գտնվում ենք հզոր զարգացող գործընթացի սկզբնական փուլում՝ համակարգիչների փոթորիկային տարածում մարդկային գործունեության բառացիորեն բոլոր ոլորտներում: Սա միայն տեխնոլոգիական առաջընթացի փուլ չէ։ Դիտարկված արդյունքն ավելի տպավորիչ է, քան ուրանի դեպքում, քանի որ տեղի է ունենում ոչ միայն նոր տեխնիկական միջոցների մշակում, այլև մարդկության ապրելակերպի և մտածելակերպի փոփոխություն։

Համակարգիչները հաստատակամ և եռանդով են մտնում տներ՝ գերելով ընտանիքի յուրաքանչյուր անդամի, հատկապես երիտասարդ սերնդին: Մեր աչքի առաջ ինչ-որ չափով տեղի է ունենում մարդու հոգեբանության վերակառուցման գործընթաց։ Համակարգիչները աստիճանաբար փոխարինում են հեռուստացույցներին և տեսախցիկներին, քանի որ մարդկանց մեծ մասն իրենց ազատ ժամանակի մեծ մասը հատկացնում է դրանց։ Նրանք զարմանալի հնարավորություններ են բացում ստեղծագործական և ժամանցի համար:

Համակարգիչների հնարավորությունները անսովոր մեծ են, և, հետևաբար, դրանք դառնում են անփոխարինելի գիտնականների, գրողների, բանաստեղծների, երաժիշտների, դիզայներների, շախմատիստների և լուսանկարիչների աշխատանքում: Նրանք լիովին գրավել են փազլների և ռազմավարական խաղերի սիրահարներին, ինչպես նաև նրանց, ովքեր ցանկանում են սովորել օտար լեզուներ և տնային խոհարարության սիրահարներին: Համաշխարհային տեղեկատվական ցանց ինտերնետ բառացիորեն կրկնապատկեց համակարգիչների հնարավորությունները: Հասանելի են դարձել ցանկացած տեղեկատվություն և տեղեկատու աղբյուր, գրական և հանրագիտարանային հրապարակումներ. բայց բացառիկ հնարավորություն ստեղծվեց ընդհանուր շահերով կապված մարդկանց շփման համար։ Արդյունքում, մարդկանց մեծամասնությունը ջերմություն է զգում համակարգչի նկատմամբ, որը համեմատելի է իրենց տնային կենդանիների հանդեպ ունեցած սիրո հետ:

Անհնար է չնկատել սիլիցիումի լրացուցիչ առավելությունները՝ հիմնվելով նրա կիսահաղորդչային հատկությունների վրա։ Դրանցից մեկի մասին մենք քիչ առաջ նշեցինք. Սա վերափոխվելու հնարավորություն էբ - ճառագայթում էլեկտրաէներգիայի մեջ. Երկրորդ շատ արժեքավոր հատկությունն իրականացվում է արևային մարտկոցներում՝ ցերեկային լույսը էլեկտրական էներգիայի վերածելու ունակությունը։ Ներկայումս այն օգտագործվում է ցածր էներգիայի սարքերում, ինչպիսիք են հաշվիչներն ու տիեզերանավերը սնուցելու համար: Մոտ ապագայում ավելի հզոր արևային մարտկոցները լայն տարածում կգտնեն առօրյա կյանքում։

Այսպիսով, սիլիցիումը մասամբ ներխուժում է նույնիսկ էներգետիկայի ոլորտ, որտեղ առաջատարն ուրանն է։ Այսպիսով, մեր մրցույթի երկրորդ հաղթողը սիլիկոնն է, որը բացեց կիսահաղորդիչների և համակարգչային տեխնիկայի դարաշրջանը։

Քիմիական տարրերի միջև մրցակցությունը կարող է կազմակերպվել ըստ այլ պարամետրերի: Հարցն այլ կերպ դնենք. Ո՞ր մեկը քիմիական տարրեր(հիշեցնեմ, որ մենք չենք քննարկում քիմիական միացությունները) մարդկությունն ամենաշատը սպառում է? Ակնհայտ է, որ ամենաշատն է արտադրում։ Որպեսզի մրցակցությունն արդար լինի, եկեք հանենք տարբերությունը ատոմային զանգվածներտարրերի համար մենք դրանք կհաշվենք առանձին-առանձին, այսինքն՝ կդիտարկենք արտադրության ծավալները՝ արտահայտված մոլերով։

Ստորև, աճման կարգով, ամենից հաճախ սպառվող որոշ տարրերի միջին տարեկան արտադրությունը (մոլերով) (1980-ականների մակարդակներ).

W – 1.4 10 7; U – 2 10 8 ; Սի – 2,8 10 8 ; Մո – 6 10 8 ; Թի – 6,3 10 8 ;
Մգ – 8 10 9 ; Cu – 1,2 10 11 ; Ալ – 4,4 10 11 ; Օ – 1 10 12 ; Cl – 1,2 10 12 ;
Ս – 1,7 10 12 ; Ն – 5,1 10 12 ; Ֆե – 1,2 10 13 ; Հ – 3 10 13 ; Գ – 3,3 10 13 ,

Ածխածինը գերիշխող տեղ է գրավել ածխի և նավթային կոքսի շնորհիվ, որոնք հիմնականում սպառվում են մետաղագործության կողմից: Ադամանդներն ու գրաֆիտը կազմում են արտադրված և արդյունահանվող ամբողջ ածխածնի միայն մի փոքր մասը: Ջրածինը միանգամայն բնականաբար գրավեց երկրորդ տեղը, քանի որ դրա կիրառման ոլորտները չափազանց բազմազան են՝ մետալուրգիա, նավթի վերամշակում, քիմիական և ապակու արտադրություն, ինչպես նաև հրթիռաշինություն։ Երկաթը մեր մրցույթում գրավեց պատվավոր երրորդ տեղը՝ չնայած իր բավականին բարձր ատոմային զանգվածին։

Հիշեցնեմ, որ մենք համեմատում ենք խալերով արտահայտված էլեմենտների արտադրությունը։ Եթե ​​համեմատություն կատարվեր զանգվածային առումով, ապա երկաթկդառնար անվիճելի առաջատարը: Այն մարդկությանը հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից, և նրա դերը առաջընթացի զարգացման գործում մշտապես մեծացել է։ Պատկերավոր ասած՝ վերը նշված ուրանն ու սիլիցիումը կարելի է համեմատել քսաներորդ դարի երկնքում բռնկված նոր աստղերի հետ, մինչդեռ երկաթը հուսալի լուսատու է, որը լուսավորում է քաղաքակրթության ողջ ուղին երկար դարերի ընթացքում։ Երկաթը ամբողջ ժամանակակից արդյունաբերության առանցքն է, և մենք կարող ենք ենթադրել, որ այդ դերը կշարունակվի մինչև 21-րդ դարը:

Հետաքրքիր է համեմատել վերը բերված շարքը տարրերի տարածվածության հետ գլոբուս. Ահա ութ ամենատարածված տարրերը (մոլային առատության ավելացման կարգով). Նա, Ֆե,Հ, Մգ, Ք.ա,Ալ, Սի, Օ. Ակնհայտ է, որ օրինաչափությունը տարբեր է. Բնությունը չկարողացավ պարտադրել իր խաղի կանոնները մարդկությանը: Մենք ամենից շատ սպառում ենք ոչ թե այն, ինչ առկա է առավելագույն քանակով, այլ այն, ինչ թելադրված է առաջընթացի կարիքներով։

Քիմիական տարրերի հնարավորությունները հեռու են ամբողջությամբ սպառվելուց։ Հետաքրքիր է, թե դրանցից ո՞րն է լինելու 21-րդ դարում ամենակարևորը։ Սա դժվար թե հնարավոր լինի կանխատեսել։ Այս հարցը թողնենք որոշեն ու ամփոփեն նրանք, ովքեր նշելու են 2101թ.

Կրկին վերադառնանք պարբերական աղյուսակին՝ քիմիական տարրերի հրաշալի կատալոգ։ Վերջերս այն ավելի հաճախ պատկերվում է ընդլայնված աղյուսակի տեսքով։ Այս կոնֆիգուրացիան անհամեմատ ավելի տեսողական և հարմար է։ Հորիզոնական շարքերը, որոնք կոչվում են պարբերակներ, ավելի երկարացան: Այս տարբերակում այլևս չկա տարրերի ութ խումբ, ինչպես նախկինում, այլ տասնութ: «Ենթախմբեր» տերմինը վերանում է, մնում են միայն խմբերը։ Նույն տեսակի բոլոր տարրերը (դրանք նշված են անհատական ​​ֆոնի գունավորմամբ) դասավորված են կոմպակտ: Լանտանիդներն ու ակտինիդները, ինչպես նախկինում, տեղադրվում են առանձին գծերի վրա։

Հիմա եկեք փորձենք նայել ապագային: Ինչպե՞ս է լրացվելու պարբերական աղյուսակը: Վերևում ներկայացված աղյուսակը ավարտվում է ակտինիդ լորենցիումով - թիվ 103: Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք աղյուսակի ստորին մասը՝ ներկայացնելով վերջին տարիներին հայտնաբերված տարրերը:

1998 թվականին ստացված թիվ 114 տարրի քիմիական հատկությունները կարելի է մոտավորապես կանխատեսել պարբերական աղյուսակում նրա դիրքով։ Սա ածխածնի խմբում տեղակայված ներթափանցող տարր է, և դրա հատկությունները պետք է նմանվեն դրա վերևում գտնվող կապարի: Այնուամենայնիվ, նոր տարրի քիմիական հատկությունները հասանելի չեն ուղղակի ուսումնասիրության համար. տարրը ամրագրված է մի քանի ատոմների քանակով և կարճատև է:

Այսօր ստացված վերջին տարրը՝ թիվ 118-ը, ամբողջությամբ լրացված է բոլոր յոթ էլեկտրոնային մակարդակներում։ Ուստի միանգամայն բնական է, որ այն գտնվում է իներտ գազերի խմբում՝ ռադոնը գտնվում է դրա վերևում։ Այսպիսով, լրացվում է պարբերական աղյուսակի 7-րդ պարբերությունը։ Դարի տպավորիչ եզրափակիչ!

Ամբողջ քսաներորդ դարում։ Մարդկությունը մեծապես լրացրել է այս յոթերորդ շրջանը, և այն այժմ տարածվում է թիվ 87 տարրից՝ Ֆրանսիա, մինչև նոր սինթեզված թիվ 118 տարրը (այս ժամանակաշրջանի որոշ տարրեր դեռ ձեռք չեն բերվել, օրինակ՝ թիվ 113, 115 և 117):

Գալիս է պահը, որոշակի առումով հանդիսավոր։ Պարբերական աղյուսակի թիվ 119 տարրից կսկսվի նոր՝ 8-րդ շրջանը։ Այս իրադարձությունը հավանաբար կպայծառացնի հաջորդ դարասկիզբը։ Էլեկտրոնային պատյանների աստիճանական ավարտի սխեման ընդհանուր առմամբ պարզ է. Ամեն ինչ կխաղարկվի արդեն հայտնի համակարգով՝ որոշակի պահի, զ- լանթանիդներին համապատասխանող տարրեր, իսկ հետո՝ անալոգներ դ- անցումային կոչվող տարրեր: Ամենահետաքրքիրն այն է, որ 8-րդ շրջանի տարրերը նույնպես կսկսեն լրացնել նորը, որը գոյություն չունի այսօր ստացված բոլոր տարրերի համար. է- մակարդակ. Այսպիսով, նրանք կհայտնվեն է-տարրեր, որոնք մեզ այսօր հայտնի պարբերական համակարգում անալոգներ չունեն: Հիմքեր կան ենթադրելու, որ դրանք նախորդելու են զ- տարրեր.

Պարբերական աղյուսակի մանրակրկիտ ուսումնասիրությունը բացահայտում է նրանում որոշակի ներդաշնակություն, որն անմիջապես չի նկատվում։ Այս ներդաշնակության շնորհիվ է, որ համակարգը որոշակի կանխատեսող ուժ ունի։ Սա հաստատենք մի քանի օրինակներով։

Հարց տանք՝ քանի՞սն էին սպասվում է-տարրեր 8-րդ շրջանում. Պարզ հաշվարկը թույլ է տալիս պարզել. Նախ, հիշեք, որ էլեկտրոնները գտնվում են որոշակի մակարդակներում: Յուրաքանչյուր տարրի համար հնարավոր մակարդակների քանակը համապատասխանում է ժամանակաշրջանի թվին: Էլեկտրոնային մակարդակները բաժանվում են ենթամակարդակների, որոնք կոչվում են ուղեծրեր և նշանակվում են լատինական այբուբենի տառերով s, p, d, f.Յուրաքանչյուր նոր ենթամակարդակ կարող է հայտնվել միայն սահմանված պահին, երբ ատոմային թիվը հասնում է որոշակի արժեքի: Յուրաքանչյուր ենթամակարդակ (կամ, այլ կերպ ասած, յուրաքանչյուր ուղեծր) կարող է տեղավորել ոչ ավելի, քան երկու էլեկտրոն: s-Յուրաքանչյուր տարր կարող է ունենալ միայն մեկ ուղեծր, այն ունի կամ մեկ կամ երկու էլեկտրոն: Ռ-Կարող է լինել երեք ուղեծր, հետևաբար դրանցում էլեկտրոնների առավելագույն հնարավոր թիվը վեցն է: Ինչո՞ւ Ռ- Կարո՞ղ է լինել ընդամենը երեք ուղեծր: Սա որոշվում է քվանտային մեխանիկայի օրենքներով։ Մեր զրույցում սրա վրա չենք կենտրոնանա։ դ-Կարող է լինել միայն հինգ ուղեծր, ինչը նշանակում է 10 էլեկտրոն:

Տարրերի խմբերի անվանումները տրվում են ուղեծրերի անվանումներին համապատասխան: Տարրեր, որոնք լցված են էլեկտրոններով s-ուղեծրերը կոչվում են ս- տարրեր, եթե լրացված են Ռ- ուղեծրեր, ապա սա Ռ- տարրեր և այլն: Այս ամենը հստակ երևում է աղյուսակում, որտեղ տարրի յուրաքանչյուր տեսակի համար տրվում է համապատասխան ֆոնի գույնը։ Այսպիսով, աղյուսակի յուրաքանչյուր ժամանակահատվածում կա երկու ս-տարրեր, յուրաքանչյուրը վեց p-տարրեր եւ տասը դ- տարրեր. Ստուգեք այս պարզ օրինակը աղյուսակում ( դ-տարրերն առաջին անգամ հայտնվում են միայն 4-րդ շրջանում):

Դուք, հավանաբար, նկատել եք, որ հնարավոր ուղեծրերի քանակը, երբ գնալով s-Դեպի p-Եվ դ-ուղեծրերը պարզ օրինաչափություն ունեն. Սա կենտ թվերի շարք է՝ 1, 3, 5։ Ձեր կարծիքով քանի՞ հնարավոր թիվ կա։ զ- ուղեծրեր? Տրամաբանությունը թելադրում է յոթ. Սա ճիշտ է, և նրանք կարող են տեղավորել առավելագույնը 14 էլեկտրոն: Նշանակում է, զ-տարրերը մեկ ժամանակաշրջանում կարող են լինել միայն 14: Սա հենց լանթանիդների թիվն է աղյուսակում: Ակտինոիդներ նույնպես զ-տարրեր, և դրանք նույնպես 14-ն են։Հիմա հիմնական հարցը՝ քանիսը կարող են լինել է- ուղեծրեր? Եկեք մտովի երկարացնենք թվերի շարքը՝ 1, 3, 5, 7։ Հետևաբար. է- ուղեծրերը ինը են, իսկ հնարավորների թիվը է-տարրեր – 18.

Այսպիսով, մենք պատասխանել ենք վերը նշված հարցին. Այս ամենը փորձնականորեն կարելի է հաստատել միայն հեռավոր ապագայում։ Ո՞րն է լինելու հենց առաջինի թիվը։ է-տարր? Դեռևս հնարավոր չէ միանշանակ պատասխանել, քանի որ էլեկտրոնային մակարդակների լրացման հերթականությունը կարող է չհամընկնել աղյուսակի վերևի մասում։ Համեմատությամբ այն պահի, երբ նրանք հայտնվում են զ-տարրեր, կարելի է ենթադրել, որ սա կլինի թիվ 122 տարրը։

Փորձենք լուծել մեկ այլ հարց. Քանի՞ տարր կլինի 8-րդ շրջանում: Քանի որ յուրաքանչյուր էլեկտրոնի ավելացումը համապատասխանում է նոր տարրի տեսքին, դուք պարզապես պետք է գումարեք առավելագույն թվով էլեկտրոններ բոլոր ուղեծրերում: սնախքան է 2 + 6 + 10 + 14 + 18 = 50: Երկար ժամանակ դա ենթադրվում էր, բայց համակարգչային հաշվարկները ցույց են տալիս, որ 8-րդ շրջանում կլինի ոչ թե 50, այլ 46 տարր:

Այսպիսով, 8-րդ շրջանը, որը, ինչպես կարծում ենք, կսկսի լրացնել 21-րդ դարում, կտարածվի թիվ 119 տարրից մինչև թիվ 164։ Սակայն նոր տարրի հայտնաբերումը սպասելի բան է, բայց ոչ միշտ՝ կանխատեսելի։ , և, հետևաբար, պետք է պատրաստ լինել այն բանին, որ թիվ 119 տարրը կստացվի մինչև այս հոդվածը ընթերցողի ձեռքն ընկնելը, որն էլ ավելի մեծ հանդիսավորություն կհաղորդի նոր դարի գալուստի պահին։

Պարբերական աղյուսակի մանրակրկիտ ուսումնասիրությունը թույլ է տալիս նշել ևս մեկ պարզ օրինաչափություն. Ռ- Տարրերն առաջին անգամ հայտնվում են 2-րդ շրջանում, դ-տարրեր – 4-րդում, զ-տարրեր – 6-րդում: Արդյունքում ստացվում է զույգ թվերի շարք՝ 2, 4, 6։ Այս օրինաչափությունը որոշվում է էլեկտրոնային թաղանթների լրացման կանոններով։ Այժմ դուք պետք է հասկանաք, թե ինչու է-տարրերը կհայտնվեն, ինչպես վերը նշվեց, 8-րդ շրջանում։ Զույգ թվերի շարքի պարզ շարունակություն: Կան ավելի երկարաժամկետ կանխատեսումներ, բայց դրանք հիմնված են բավականին բարդ հաշվարկների վրա։ Օրինակ, ցույց է տրված, որ 9-րդ շրջանում կլինի ընդամենը 8 տարր, ինչպես 2-րդում և 3-ում, ինչը որոշ չափով անսպասելի է։

Շատ հետաքրքիր է, տեսականորեն կա՞ պարբերական համակարգի վերջին տարրը: Ժամանակակից հաշվարկները դեռ չեն կարող պատասխանել այս հարցին, ուստի այն դեռևս չի լուծվել գիտության կողմից:

Մենք բավականին հեռու ենք գնացել մեր կանխատեսումներով, գուցե նույնիսկ 22-րդ դար, ինչը, սակայն, միանգամայն հասկանալի է։ Հեռավոր ապագային հայացք նետելու փորձը յուրաքանչյուր մարդու համար միանգամայն բնական ցանկություն է, հատկապես այն պահին, երբ փոխվում է ոչ միայն դարը, այլև հազարամյակը։

Մ.Մ.Լևիցկի

Պարբերական աղյուսակի վերջին լրացումները 113 և 115 տարրերն են, որոնք դեռ չունեն իրենց անունները

Գերծանր տարրերի պատրաստում 113 և 115 1. Կալցիում-48 իոնների ճառագայթը (նկարում ներկայացված է մեկը) ցիկլոտրոնում արագացվում է մեծ արագությամբ և ուղղված է ամերիցիում-243 թիրախին:

2. Թիրախային ատոմը ամերիցիում-243 է: Պրոտոններից և նեյտրոններից կազմված միջուկ և այն շրջապատող անորոշ էլեկտրոնային ամպ

3. Արագացված կալցիում-48 իոն և թիրախային ատոմ (ամերիցիում-243) անմիջապես բախումից առաջ

4. Բախման պահին ծնվում է 115 սերիական համարով նոր գերծանր տարր՝ ապրելով ընդամենը մոտ 0,09 վայրկյան։

5. 115-րդ տարրը քայքայվում է մինչև 113 տարր, որն արդեն ապրում է 1,2 վայրկյան, իսկ հետո չորս ալֆա քայքայվում է շղթայի երկայնքով, որը տևում է մոտ 20 վայրկյան:

6. Ալֆա քայքայման շղթայի վերջնական օղակի ինքնաբուխ քայքայումը՝ տարր 105 (դուբնիում) երկու այլ ատոմների։

Ռուսական և ամերիկյան երկու առաջատար միջուկային հետազոտությունների կենտրոնների գիտնականները հրաժարվեցին սպառազինությունների մրցավազքից և վերջապես գործի անցնելով՝ ստեղծեցին երկու նոր տարր։ Եթե ​​որևէ անկախ հետազոտող հաստատի իր արդյունքները, ապա նոր տարրերը կկոչվեն «ununtrium» և «ununpentium»: Աշխարհի քիմիկոսներն ու ֆիզիկոսները, ուշադրություն չդարձնելով տգեղ անուններին, ուրախություն են հայտնում այս նվաճման համար։ Քեն Մուդին՝ Լիվերմորում տեղակայված ամերիկյան թիմի ղեկավար ազգային լաբորատորիաԼոուրենսն ասում է. «Այսպիսով նոր հեռանկարներ են բացվում պարբերական աղյուսակի համար»։

Պարբերական աղյուսակը, որին հղում է անում Մուդին, ծանոթ պաստառ է, որը զարդարում է ցանկացած սենյակի պատերը, որտեղ կարող են միաժամանակ հանդիպել ավելի քան երկու քիմիկոս: Մենք բոլորս այն սովորել ենք ավագ դպրոցի կամ բուհի կրտսեր տարիներին քիմիայի դասերին: Այս աղյուսակը ստեղծվել է բացատրելու, թե ինչու են տարբեր տարրեր միավորվում մեկ ձևով, և ոչ՝ մեկ այլ կերպ: Քիմիական տարրերը տեղադրվում են դրա մեջ ատոմային քաշին խիստ համապատասխան և քիմիական հատկություններ. Տարրի հարաբերական դիրքն օգնում է կանխատեսել այն հարաբերությունները, որոնք նա կմտնի այլ տարրերի հետ: 113-րդ և 115-րդի ստեղծումից հետո ընդհանուր թիվը գիտությանը հայտնիտարրերը հասել են 116-ի (117, եթե հաշվենք 118 սերիական համարով տարրը, որի սինթեզն արդեն նկատվել է Դուբնայում 2002 թվականին, սակայն այս բացահայտումը դեռ պաշտոնապես չի հաստատվել. - PM խմբագիրներ)։

Պարբերական աղյուսակի ստեղծման պատմությունը սկսվել է 1863 թվականին (սակայն, նախկինում ամաչկոտ փորձեր են արվել. 1817 թվականին Ի.Վ. Դյոբերեյները փորձել է տարրերը միավորել եռյակների, իսկ 1843 թվականին Լ. Գմելինը փորձել է ընդլայնել այս դասակարգումը քառյակներով և հնգյակներով։ - Խմբագրական «ՊՄ»), երբ ֆրանսիացի երիտասարդ երկրաբան Ալեքսանդր-Էմիլ Բեգյե դը Շանկուրտուան ​​շղթայի մեջ դասավորեց այն ժամանակ հայտնի բոլոր տարրերը՝ իրենց ատոմային քաշին համապատասխան։ Այնուհետև նա այս ցուցակով ժապավենը փաթաթեց մխոցի շուրջ, և պարզվեց, որ քիմիապես նման տարրերը շարված են սյուների մեջ: Փորձարկման և սխալի մեթոդի համեմատ՝ միակը հետազոտական ​​մոտեցում, որը կիրառում էին այն ժամանակվա քիմիկոսները՝ ժապավենով այս հնարքը արմատական ​​քայլ էր թվում, թեև գործնական լուրջ արդյունքներ չբերեց։

Մոտավորապես նույն ժամանակահատվածում երիտասարդ անգլիացի քիմիկոս Ջոն Ա. Նյուլենդսը նույն կերպ է փորձարկել հարաբերական դիրքտարրեր. Նա նշեց, որ քիմիական խմբերը կրկնվում են յուրաքանչյուր ութ տարրը (ինչպես նշումները, այդ իսկ պատճառով հեղինակն իր հայտնագործությունն անվանել է «օկտավաների օրենք»: - PM խմբագիրներ): Հավատալով, որ մեծ հայտնագործություն է սպասվում, նա հպարտորեն ուղերձ է հղել Բրիտանական քիմիական ընկերությանը. Ավա՜ղ։ Այս հասարակության ավելի հին, պահպանողական անդամները սպանեցին այս գաղափարը՝ այն անվանելով անհեթեթ, և երկար տարիներ այն մոռացության մատնվեց։ (Պահպանողական գիտնականներին պետք չէ շատ մեղադրել. «օկտավաների օրենքը» ճիշտ է կանխատեսել միայն առաջին տասնյոթ տարրերի հատկությունները: - PM խմբագիրներ):

Ռուսական վերածնունդ

19-րդ դարում գիտական ​​տեղեկատվության փոխանակումն այնքան ակտիվ չէր, որքան հիմա։ Ուստի զարմանալի չէ, որ մոռացված գաղափարի վերածնումից առաջ անցավ ևս հինգ տարի։ Այս անգամ խորաթափանցությունը հասավ ռուս քիմիկոս Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևին և նրա գերմանացի գործընկեր Յուլիուս Լոթար Մեյերին: Աշխատելով միմյանցից անկախ՝ նրանց մոտ առաջացավ քիմիական տարրերը յոթ սյունակներում դասավորելու գաղափարը։ Յուրաքանչյուր տարրի դիրքը որոշվում էր նրա քիմիական և ֆիզիկական հատկություններ. Եվ ահա, ինչպես նախապես նկատել էին դը Շանկուրտուան ​​և Նյուլանդը, տարրերը ինքնաբերաբար միավորվեցին խմբերի մեջ, որոնք կարելի է անվանել «քիմիական ընտանիքներ»։

Մենդելեևին հաջողվեց ավելի խորը նայել տեղի ունեցողի իմաստին։ Արդյունքը եղավ դատարկ բջիջներով աղյուսակ, որը ցույց էր տալիս, թե որտեղ պետք է փնտրել դեռևս չհայտնաբերված տարրեր: Այս պատկերացումն էլ ավելի ֆանտաստիկ է թվում, եթե հիշենք, որ այն ժամանակ գիտնականները գաղափար չունեին ատոմների կառուցվածքի մասին։

Հաջորդ դարի ընթացքում պարբերական աղյուսակը դառնում է ավելի ու ավելի տեղեկատվական: Այստեղ ցուցադրված պարզ դիագրամից այն վերածվել է հսկայական թերթիկի՝ ներառյալ տեսակարար կշիռը, մագնիսական հատկությունները, հալման և եռման կետերը: Այստեղ կարող եք նաև տեղեկություններ ավելացնել շենքի մասին։ էլեկտրոնային թաղանթատոմ, ինչպես նաև իզոտոպների ատոմային կշիռների ցանկ, այսինքն՝ ավելի ծանր կամ թեթև երկվորյակներ, որոնք ունեն շատ տարրեր։

Արհեստական ​​տարրեր

Թերևս ամենակարևոր նորությունը, որ պարբերական աղյուսակի առաջին տարբերակները բերեցին քիմիկոսներին, ցույց էր տալիս, թե որտեղ են գտնվում դեռևս չբացահայտված տարրերը:

20-րդ դարի սկզբին ֆիզիկոսների շրջանում սկսեց աճել կասկածն այն մասին, որ ատոմներն ընդհանրապես կառուցվածք չունեն, ինչպես սովորաբար կարծվում էր: Սկսենք նրանից, որ դրանք ամենևին էլ միաձույլ գնդիկներ չեն, այլ դատարկ տարածության մեջ ձգված ծավալային կառուցվածքներ։ Որքան պարզ էին դառնում միկրոաշխարհի մասին պատկերացումները, այնքան ավելի արագ էին լցվում դատարկ բջիջները:

Աղյուսակի բացերի ուղղակի ցուցումները արմատապես արագացրին այն տարրերի որոնումը, որոնք դեռ չեն հայտնաբերվել, բայց իրականում առկա էին բնության մեջ: Բայց երբ ձևավորվեց ճշգրիտ տեսություն, որը պատշաճ կերպով նկարագրում էր ատոմային միջուկի կառուցվածքը, նոր մոտեցումպարբերական աղյուսակը «լրացնելու». Ստեղծվել և փորձարկվել է «արհեստական» կամ «սինթետիկ» տարրեր ստեղծելու տեխնիկա՝ գոյություն ունեցող մետաղները բարձր էներգիայի տարրական մասնիկների հոսքերով ճառագայթելով:

Եթե ​​միջուկին ավելացնեք էլեկտրականորեն չլիցքավորված նեյտրոններ, տարրը դառնում է ավելի ծանր, բայց նրա քիմիական վարքը չի փոխվում։ Բայց քանի որ ատոմային զանգվածը մեծանում է, տարրերը դառնում են ավելի ու ավելի անկայուն և ձեռք են բերում ինքնաբերաբար քայքայվելու ունակություն: Երբ դա տեղի է ունենում, որոշ ազատ նեյտրոններ և այլ մասնիկներ ցրվում են շրջակա տարածություն, բայց պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների մեծ մասը մնում է տեղում և վերադասավորվում է ավելի թեթև տարրերի տեսքով:

Սեղանի նորեկները

Այս փետրվարին LLNL-ի (Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիա) և Միջուկային հետազոտությունների ռուսական միացյալ ինստիտուտի (JINR) հետազոտողները, օգտագործելով վերը նկարագրված ատոմային ռմբակոծման տեխնիկան, ստացան երկու բոլորովին նոր տարր:

Դրանցից առաջինը՝ 115 տարրը, ստացվել է այն բանից հետո, երբ ամերիցիումը ռմբակոծվել է կալցիումի ռադիոակտիվ իզոտոպով։ (Հիման համար, ամերիցիումը, մետաղը, որը հաճախ չի հանդիպում առօրյա կյանքում, օգտագործվում է սովորական հրդեհային ազդանշանների ծխի դետեկտորներում:) Ռմբակոծության արդյունքում ստացվեց 115 տարրի չորս ատոմ, սակայն 90 միլիվայրկյան անց դրանք քայքայվեցին՝ ստեղծելով մեկ այլ նորածին` 113 տարրը: չորս ատոմներ ապրել են գրեթե մեկուկես վայրկյան, մինչև դրանցից ավելի թեթև տարրեր ստեղծվեին արդեն գիտությանը: Արհեստական ​​տարրերը հազվադեպ են երկարակեցություն ունենում. նրանց բնորոշ անկայունությունը դրանց միջուկներում պրոտոնների և նեյտրոնների չափազանց մեծ քանակի հետևանք է:

Իսկ հիմա՝ կապված նրանց անհարմար անունների հետ։ Մի քանի տարի առաջ Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միությունը (IUPAC), որի կենտրոնակայանը գտնվում է Research Triangle Park-ում, N.C. որոշեց նոր քիմիական տարրերին մշակութային առումով չեզոք անուններ տալ: Նման չեզոքության կարելի է հասնել, եթե օգտագործեք այս տարրի սերիական համարի լատիներեն արտասանությունը պարբերական աղյուսակ. Այսպիսով, 1, 1, 5 թվերը կկարդան «un, un, pent», իսկ «ium» վերջավորությունը լեզվական համերաշխության նկատառումներով ավելացվում է։ (Չեզոք լատիներեն անվանումը և համապատասխան եռատառ նշանը տարրին տրվում է ժամանակավորապես, մինչև Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միությունը հաստատի դրա վերջնական անվանումը: Կազմակերպության ուղեցույցները, հրապարակված 2002 թվականին, այն են, որ հայտնաբերողները առաջնահերթություն ունեն անուն առաջարկելու հարցում: նոր տարր, ըստ ավանդույթի տարրերը կարող են անվանվել առասպելական իրադարձությունների կամ կերպարների (այդ թվում երկնային մարմիններ), օգտակար հանածոներ, աշխարհագրական շրջաններ, տարրի հատկությունները, հայտնի գիտնականներ. - «ՊՄ» խմբագրություն):

Նույնիսկ եթե այս նոր տարրերը երկար չեն ապրում և չեն հայտնաբերվել լաբորատորիաների պատերից դուրս, դրանց ստեղծումը դեռևս ավելին է նշանակում, քան դատարկ բջիջները լցնելը և գիտությանը հայտնի տարրերի ընդհանուր թիվը ավելացնելը: «Այս հայտնագործությունը թույլ է տալիս մեզ ընդլայնել քիմիայի հիմնարար սկզբունքների կիրառելիությունը,- ասում է Լիվերմոր գլխավոր Մուդին,- և քիմիայի նոր առաջընթացները հանգեցնում են նոր նյութերի ստեղծմանը և նոր տեխնոլոգիաների զարգացմանը»:

Մի քանի ՄէՎ նեյտրոններով միջուկային ռեակտորում կարող են տեղի ունենալ ռեակցիաներ (n,p) և(n, a) . Այս կերպ, չորս ամենակարևոր ռադիոակտիվ իզոտոպները՝ 14 C, 32 P, 35 S և 3 H, ձևավորվում են ռեակցիաներով.

14 N(n,p) 14 C; 32 S(n,p) 32 P; 35 Cl(n,a) 35 S; 6 Li(n,a) 3 Հ

Այս բոլոր դեպքերում թիրախային տարրից ձևավորվում է մեկ այլ քիմիական տարրի ռադիոակտիվ իզոտոպ, և այդպիսով հնարավոր է դառնում մեկուսացնել այդ իզոտոպները: առանց կրիչի կամ հատուկ ռադիոակտիվությամբ.

Ռադիոնուկլիդներ ստանալու համար, բացի միջուկային ռեակտորներից, լայնորեն օգտագործվում են ռմբակոծող մասնիկների և գամմա քվանտաների այլ աղբյուրներ, որոնց գործունեությունը հիմնված է տարբեր միջուկային ռեակցիաների առաջացման վրա: Լիցքավորված մասնիկների հզոր հոսքեր են ստացվում՝ օգտագործելով արագացուցիչներ(էլեկտրաստատիկ, գծային և ցիկլոտրոններ և այլն), որոնցում լիցքավորված մասնիկները արագանում են հաստատուն կամ փոփոխական դաշտերի ազդեցությամբ։ Էլեկտրաստատիկ և գծային արագացուցիչներում մասնիկները արագանում են մեկ էլեկտրական դաշտով, իսկ ցիկլոտրոններում մագնիսական դաշտը գործում է նաև էլեկտրականի հետ միաժամանակ։

Բրինձ. Սինխրոֆազոտրոն

Բարձր էներգիայի նեյտրոններ արտադրելու համար օգտագործվում են նեյտրոնային գեներատորներ, որոնք օգտագործում են միջուկային ռեակցիաներ լիցքավորված մասնիկների, առավել հաճախ՝ դեյտրոնների ազդեցության տակ։ (d, n)կամ պրոտոններ (p, n):

Օգտագործելով արագացուցիչներ հիմնականում ստանալ ռադիոնուկլիդներ տարբեր Զ.

Խթանիչներովառաջընթացի հետ կապված վերջին տարիներին նոր քիմիական տարրերի սինթեզում. Այսպիսով, ճառագայթման միջոցով ցիկլոտրոնում ալֆա մասնիկներով 41 ՄէՎ էներգիայով և 6 × 10 12 մասնիկ/վրկ ճառագայթի խտությամբ էյնշտեյնիաստացվել են առաջին 17 ատոմները mendelevium:

Հետագայում սա խթան հաղորդեց բազմակի լիցքավորված իոնների արագացման մեթոդի ինտենսիվ զարգացմանը։ Ածխածնի իոններով ցիկլոտրոնում ուրան-238 ռմբակոծելով՝ ստացվել է կալիֆորնիում.

U(C6+,6n)Cf

Այնուամենայնիվ, թեթև արկերը՝ ածխածնի կամ թթվածնի իոնները, հնարավորություն տվեցին առաջ շարժվել միայն մինչև 104-10 տարրերը։ Ժամանակի ընթացքում ավելի ծանր միջուկներ սինթեզելու համար ստացվել են 106 և 107 սերիական համարներով իզոտոպներ՝ կապարի և բիսմութի կայուն իզոտոպները քրոմի իոններով ճառագայթելով.

Pb(Cr,3n)Sg

209 83 B(Cr,2n)Bh

1985 թվականին Դուբնայում ստացվել է ալֆա-ակտիվ տարրը՝ 108-hassium (Hs):ճառագայթում Cf neon-22-ով:

Cf(Ne+4n)Hs

Նույն թվականին Գ.Սիբորգի լաբորատորիայում սինթեզել են 109 և 110տարրեր ուրանի-235-ի ճառագայթման միջոցով արգոնի միջուկներով 40.

Հետագա տարրերի սինթեզն իրականացվել է U, curium-248, Es-ի ռմբակոծմամբ Ca միջուկներով։

114 տարրի սինթեզն իրականացվել է 1999 թվականին Դուբնայում՝ կալցիում-48-ի և պլուտոնիում-244 միջուկների միաձուլմամբ։ Նոր գերծանր միջուկը սառչում է՝ արտանետելով 3-4 նեյտրոն, իսկ հետո քայքայվում՝ ալֆա մասնիկներ արձակելով 110 տարր։

116 տարրը սինթեզելու համար միաձուլման ռեակցիա է իրականացվել կուրիում-248-ի և կալցիում-48-ի միջև: 2000 թվականին 116 տարրի ձևավորումն ու քայքայումը գրանցվել է երեք անգամ։ Այնուհետև, մոտ 0,05 վրկ հետո, 116 տարրի միջուկը քայքայվում է մինչև 114, որին հաջորդում է ալֆայի շղթան մինչև 110 տարր, որն ինքնաբերաբար քայքայվում է:

Սինթեզված ինքնաբերաբար քայքայվող նոր տարրերի կես կյանքը մի քանի միկրովայրկյան էր: Թվում է, թե ավելի ծանր տարրերի սինթեզը շարունակելն անիմաստ է դառնում, քանի որ նրանց կյանքի ժամկետը և բերքատվությունը չափազանց կարճ են։ Միևնույն ժամանակ, այս տարրերի հայտնաբերված կիսամյակը սպասվածից շատ ավելի երկար է ստացվել։ Հետևաբար, կարելի է ենթադրել, որ պրոտոնների և նեյտրոնների որոշակի համադրությամբ պետք է ձեռք բերվեն կայուն միջուկներ՝ բազմահազար տարվա կիսատ կյանքով։

Եվ այսպես, բնության մեջ չգտնվող իզոտոպներ ստանալը զուտ տեխնիկական խնդիր է, քանի որ տեսականորեն հարցը պարզ է։ Պետք է թիրախ վերցնել, ռմբակոծող մասնիկների հոսքով համապատասխան էներգիայով ճառագայթել այն և արագ մեկուսացնել ցանկալի իզոտոպը։ Սակայն հարմար թիրախ ընտրելը և մասնիկները ռմբակոծելը այնքան էլ հեշտ չէ։

ԱՄՆ-ի Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոսները 2016 թվականի հունվարին զեկուցել են իներցիալ կառավարվող ջերմամիջուկային միաձուլման առաջընթացի մասին: Օգտագործելով նոր տեխնոլոգիաներ՝ գիտնականներին հաջողվել է քառապատկել նման կայանքների արդյունավետությունը։ Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Nature Physics ամսագրում և համառոտ զեկուցվել են Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի և Սան Դիեգոյի Կալիֆորնիայի համալսարանի կողմից: Lenta.ru-ն պատմում է նոր ձեռքբերումների մասին։

Մարդիկ վաղուց են փորձում այլընտրանք գտնել ածխաջրածնային էներգիայի աղբյուրներին (ածուխ, նավթ և գազ): Վառելիքի այրումը աղտոտում է շրջակա միջավայրը. Նրա պաշարները արագորեն նվազում են։ Իրավիճակից ելքը՝ կախվածությունը ջրային ռեսուրսներից, ինչպես նաև կլիմայից ու եղանակից, ջերմամիջուկային էլեկտրակայանների ստեղծումն է։ Դրա համար անհրաժեշտ է հասնել ջերմամիջուկային միաձուլման ռեակցիաների կառավարելիության, որոնք ազատում են մարդկանց համար անհրաժեշտ էներգիան։

Ջերմամիջուկային ռեակտորներում ծանր տարրերը սինթեզվում են թեթևներից (հելիումի առաջացումը դեյտերիումի և տրիտիումի միաձուլման արդյունքում)։ Սովորական (միջուկային) ռեակտորները, ընդհակառակը, աշխատում են ծանր միջուկների քայքայման վրա ավելի թեթև միջուկների: Բայց միաձուլման համար անհրաժեշտ է ջեռուցել ջրածնի պլազման ջերմամիջուկային ջերմաստիճանի (մոտավորապես նույնն է, ինչ Արեգակի միջուկում՝ հարյուր միլիոն աստիճան Ցելսիուս կամ ավելի) և պահել այն հավասարակշռության վիճակում, մինչև տեղի ունենա ինքնապահպանվող ռեակցիա։

Աշխատանքներ են տարվում երկու հեռանկարային ոլորտներում. Առաջինը կապված է ջեռուցվող պլազմայի օգտագործման հնարավորության հետ մագնիսական դաշտը. Այս տիպի ռեակտորները ներառում են տոկամակ (մագնիսական պարույրներով տորոիդային խցիկ) և աստղագուշակ։ Տոկամակում էլեկտրական հոսանքը պլազմայի միջով անցնում է պտույտային լարերի տեսքով, աստղայինում մագնիսական դաշտը առաջանում է արտաքին կծիկներով։

Ֆրանսիայում կառուցվող ITER-ը (Միջազգային ջերմամիջուկային փորձարարական ռեակտորը) տոկամակ է, իսկ Wendelstein 7-X-ը, որը գործարկվել է 2015 թվականի դեկտեմբերին Գերմանիայում, աստղային է։

Կառավարվող ջերմամիջուկային միաձուլման երկրորդ խոստումնալից ուղղությունը կապված է լազերների հետ։ Ֆիզիկոսներն առաջարկում են օգտագործել լազերային ճառագայթում նյութը արագ տաքացնելու և սեղմելու համար անհրաժեշտ ջերմաստիճաններին և խտություններին, որպեսզի, գտնվելով իներցիոն սահմանափակված պլազմայի վիճակում, ապահովի ջերմամիջուկային ռեակցիայի առաջացումը։

Իներցիալ կառավարվող ջերմամիջուկային միաձուլումը ներառում է նախապես սեղմված թիրախի բռնկման երկու հիմնական մեթոդի կիրառում. հարված՝ կենտրոնացված հարվածային ալիքի միջոցով և արագ՝ թիրախի ներսում գնդաձև ջրածնի շերտի պայթյուն (պայթյուն դեպի ներս): Նրանցից յուրաքանչյուրը (տեսականորեն) պետք է ապահովի լազերային էներգիայի օպտիմալ փոխակերպումը իմպուլսային էներգիայի և դրա հետագա փոխանցումը սեղմված գնդաձև ջերմամիջուկային թիրախ:

Միացյալ Նահանգների National Laser Fusion Facility-ում տեղադրումը օգտագործում է երկրորդ մոտեցումը, որը ներառում է սեղմման և տաքացման փուլերի տարանջատում: Սա, ըստ գիտնականների, հնարավորություն է տալիս նվազեցնել վառելիքի խտությունը (կամ դրա զանգվածը) և ապահովել ավելի բարձր շահույթի գործակիցներ։ Ջեռուցումն առաջանում է պետավատ լազերի կարճ իմպուլսի միջոցով. ինտենսիվ էլեկտրոնային ճառագայթն իր էներգիան փոխանցում է թիրախին: Վերջին ուսումնասիրության մեջ հաղորդված փորձերն անցկացվել են Նյու Յորքում, Ռոչեսթերի համալսարանի լազերային էներգիայի լաբորատորիայի OMEGA-60 հաստատությունում, որը ներառում է 54 լազեր՝ 18 կիլոգրամ ընդհանուր էներգիայով:

Գիտնականների կողմից ուսումնասիրված համակարգը կառուցված է հետևյալ կերպ. Թիրախը պլաստմասե պարկուճ է՝ ներքին պատին քսված դեյտերիում-տրիտումի բարակ շերտով: Երբ պարկուճը ճառագայթվում է լազերներով, այն ընդլայնվում է և ստիպում է դրա ներսում գտնվող ջրածինը կծկվել (առաջին փուլում), որը տաքացվում է (երկրորդ փուլում) մինչև պլազմա։ Դեյտերիումից և տրիտից պլազման տալիս է ռենտգեն ճառագայթումև սեղմում է պարկուճի վրա: Այս սխեման թույլ է տալիս համակարգին չգոլորշիանալ լազերային ճառագայթումից հետո և ապահովում է պլազմայի ավելի միասնական տաքացում:

Իրենց փորձերի ժամանակ գիտնականները պղինձ են մտցրել պլաստիկ պատյանի մեջ: Երբ լազերային ճառագայթն ուղղված է պարկուճին, այն արագ էլեկտրոններ է արձակում, որոնք հարվածում են պղնձի ցուցիչներին և առաջացնում նրանց արտանետում: ռենտգենյան ճառագայթներ. Առաջին անգամ գիտնականները կարողացան ներկայացնել K-shell էլեկտրոնների պատկերացման տեխնիկա, որը թույլ է տալիս հետևել էլեկտրոնների կողմից էներգիայի փոխանցմանը պարկուճի ներսում և արդյունքում ավելի ճշգրիտ հաշվարկել համակարգի պարամետրերը: Այս աշխատանքի կարևորությունը հետևյալն է.

Ձեռքբերում բարձր աստիճանՍեղմմանը խոչընդոտում են արագ էլեկտրոնները, որոնց էներգիան վերածվում է թիրախի կողմից կլանված ճառագայթման մեծ մասի։ Նման մասնիկների ազատ ուղին հերթականությամբ համընկնում է թիրախի տրամագծին, ինչի արդյունքում այն ​​ժամանակից շուտ գերտաքանում է և չի հասցնում սեղմվել անհրաժեշտ խտություններին։ Ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել դիտել թիրախի ներսը և հետևել այնտեղ տեղի ունեցող գործընթացներին՝ նոր տեղեկություններ տալով թիրախի օպտիմալ ճառագայթման համար անհրաժեշտ լազերային պարամետրերի մասին։

Բացի ԱՄՆ-ից, իներցիոն ջերմամիջուկային միաձուլման հետ կապված աշխատանքներ են տարվում Ճապոնիայում, Ֆրանսիայում և Ռուսաստանում։ Նիժնի Նովգորոդի մարզի Սարով քաղաքում, Փորձարարական ֆիզիկայի համառուսաստանյան գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի հիման վրա, 2020 թվականին նախատեսվում է շահագործման հանձնել UFL-2M երկակի նշանակության լազերային տեղադրումը, որը, ի թիվս այլ խնդիրների. պետք է օգտագործվի ջերմամիջուկային վառելիքի բռնկման և այրման պայմաններն ուսումնասիրելու համար։

Ջերմամիջուկային ռեակցիայի արդյունավետությունը սահմանվում է որպես միաձուլման ռեակցիայի ժամանակ թողարկվող էներգիայի հարաբերակցությունը դեպի ընդհանուր էներգիածախսվել է համակարգի ջեռուցման պահանջվող ջերմաստիճանների վրա: Եթե ​​այս արժեքը մեկից մեծ է (հարյուր տոկոս), ապա լազերային միաձուլման ռեակտորը կարելի է համարել հաջողված: Փորձերի ընթացքում ֆիզիկոսներին հաջողվել է լազերային ճառագայթման էներգիայի մինչև յոթ տոկոսը փոխանցել վառելիք: Սա չորս անգամ գերազանցում է նախկինում ձեռք բերված արագ բռնկման համակարգերի արդյունավետությունը: Համակարգչային մոդելավորումթույլ է տալիս կանխատեսել արդյունավետության բարձրացում մինչև 15 տոկոս:

Հրապարակված արդյունքները մեծացնում են հավանականությունը, որ ԱՄՆ Կոնգրեսը կերկարաձգի ֆինանսավորումը մեգաջուլի օբյեկտների համար, ինչպիսին է Լիվերմորի Ազգային լազերային միաձուլման հաստատությունը, որի կառուցումն ու պահպանումն արժեցել է ավելի քան 4 միլիարդ դոլար: Չնայած միաձուլման հետազոտություններին ուղեկցող թերահավատությանը, այն դանդաղ, բայց հաստատ առաջ է շարժվում: Այս ոլորտում գիտնականները բախվում են ոչ թե հիմնարար, այլ տեխնոլոգիական մարտահրավերների, որոնք պահանջում են միջազգային համագործակցություն և համապատասխան ֆինանսավորում։

Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միությունը (IUPAC) հայտարարել է, թե որ անուններն է ամենահարմար համարում պարբերական աղյուսակի չորս նոր տարրերը։ Դրանցից մեկը խորհուրդ է տրվում անվանել ռուս ֆիզիկոս, ակադեմիկոս Յուրի Օգանեսյանի պատվին։ Քիչ առաջ KSh-ի թղթակիցը հանդիպել է Յուրի Ցոլակովիչի հետ և երկար հարցազրույց արել նրա հետ։ Սակայն IUPAC-ը գիտնականներին խնդրում է մեկնաբանություններ չանել մինչև նոյեմբերի 8-ը, երբ պաշտոնապես կհայտարարվեն նոր անունները: Անկախ նրանից, թե ում անունը կհայտնվի պարբերական աղյուսակում, կարող ենք փաստել. Ռուսաստանը դարձել է տրանսուրանի մրցավազքի առաջատարներից մեկը, որը շարունակվում է ավելի քան կես դար։

Յուրի Օգանեսյան.Միջուկային ֆիզիկայի բնագավառի մասնագետ, ՌԴ ԳԱ ակադեմիկոս, JINR-ի միջուկային ռեակցիաների լաբորատորիայի գիտական ​​ղեկավար, Դուբնայի համալսարանի միջուկային ֆիզիկայի ամբիոնի վարիչ։ Որպես Գեորգի Ֆլերովի աշակերտ՝ մասնակցել է ռուտերֆորդիումի, դուբնիումի, ծովաբորգիումի, բորիումի և այլնի սինթեզին, համաշխարհային մակարդակի հայտնագործություններից է, այսպես կոչված,. սառը միաձուլումմիջուկներ, որոնք չափազանց օգտակար գործիք են դարձել նոր տարրեր ստեղծելու համար։

Պարբերական աղյուսակի ստորին տողերում դուք հեշտությամբ կարող եք գտնել ուրան, նրա ատոմային թիվը 92 է: Բոլոր հետագա տարրերն այժմ գոյություն չունեն բնության մեջ և հայտնաբերվել են շատ բարդ փորձերի արդյունքում:
Ամերիկացի ֆիզիկոսներ Գլեն Սիբորգը և Էդվին ՄակՄիլանը առաջինն էին, ովքեր ստեղծեցին նոր տարր: Ահա թե ինչպես է 1940 թվականին ծնվել պլուտոնիումը։ Հետագայում, այլ գիտնականների հետ միասին, Սիբորգը սինթեզեց ամերիցիում, կուրիում, բերկելիում... Պարբերական համակարգի տեխնածին ընդլայնման փաստն ինչ-որ առումով համեմատելի է դեպի տիեզերք թռիչքի հետ։

Աշխարհի առաջատար երկրները մտել են գերծանր միջուկներ ստեղծելու մրցավազքի մեջ (ցանկության դեպքում կարելի էր անալոգիա անել լուսնային մրցավազքի հետ, բայց այստեղ մեր երկիրը հաղթելու հավանականությունն ավելի մեծ է): ԽՍՀՄ-ում առաջին տրանսուրանի տարրը սինթեզվել է 1964 թվականին Մոսկվայի մարզի Դուբնա քաղաքի Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտի (JINR) գիտնականների կողմից։ Դա 104-րդ տարրն էր, որը կոչվում էր ռուտերֆորդիում: Նախագիծը ղեկավարում էր JINR-ի հիմնադիրներից մեկը՝ Գեորգի Ֆլերովը։ Աղյուսակում ներառված է նաև նրա անունը՝ ֆլերովիում, 114. Իսկ 105-րդ տարրը կոչվում էր դուբնիում։

Յուրի Օգանեսյանը եղել է Ֆլերովի աշակերտը և մասնակցել ռուտերֆորդիումի, այնուհետև դուբնիումի, ծովաբորգիումի, բորիումի սինթեզին... Մեր ֆիզիկոսների հաջողությունները Ռուսաստանին դարձրին տրանսուրանի մրցավազքի առաջատար՝ ԱՄՆ-ի, Գերմանիայի, Ճապոնիայի հետ միասին առաջինը հավասարների մեջ):

Քննարկվող նոր տարրերը՝ 113, 115, 117, 118, սինթեզվել են 2002–2009 թվականներին JINR-ում U-400 ցիկլոտրոնում։ Այս տեսակի արագացուցիչներում ծանր լիցքավորված մասնիկների՝ պրոտոնների և իոնների ճառագայթները արագանում են բարձր հաճախականությամբ էլեկտրական դաշտ, որպեսզի այնուհետև դրանք բախվեն միմյանց կամ թիրախի հետ և ուսումնասիրեն դրանց քայքայման արգասիքները։

Բոլոր փորձերն իրականացվել են միջազգային համագործակցության միջոցով գրեթե միաժամանակ տարբեր երկրներ. Օրինակ, ճապոնական RIKEN ինստիտուտի գիտնականները սինթեզել են 113-րդ տարրը մյուսներից անկախ։ Արդյունքում բացման առաջնահերթությունը տրվել է նրանց։

Նոր քիմիական տարրին սկզբում տրվում է ժամանակավոր անուն, որը բխում է լատիներեն թվից։ Օրինակ, ununoctium-ը «հարյուր տասնութերորդն է»: Այնուհետև գիտական ​​թիմը՝ հայտնագործության հեղինակը, իր առաջարկներն է ուղարկում IUPAC-ին։ Հանձնաժողովը քննարկում է կողմ և դեմ փաստարկները։ Մասնավորապես, նա խորհուրդ է տալիս պահպանել հետևյալ կանոնները. «Նոր հայտնաբերված տարրերը կարող են կոչվել. բ) հանքանյութի կամ համանման նյութի անվանմամբ. գ) տեղանքի կամ աշխարհագրական տարածքի անվանմամբ. դ) տարրի հատկություններին համապատասխան կամ ե) գիտնականի անունով...»:

Շատ լեզուներում անունները պետք է հեշտ արտասանվեն: հայտնի լեզուներև պարունակում է տեղեկատվություն, որը թույլ է տալիս տարրը միանշանակ դասակարգել: Օրինակ, բոլոր տրանսուրաններն ունեն երկտառ խորհրդանիշներ և վերջանում են «-iy»-ով, եթե դրանք մետաղներ են՝ ռուտերֆորդիում, դուբնիում, ծովաբորգիում, բոհրիում...

Երկու նոր տարրերը (115 և 118) կստանան «ռուսական» անուններ, պարզ կդառնա նոյեմբերին։ Բայց առջևում դեռ շատ փորձեր կան, քանի որ ըստ կայունության կղզիների վարկածի, կան ավելի ծանր տարրեր, որոնք կարող են գոյություն ունենալ համեմատաբար երկար ժամանակ։ Նրանք նույնիսկ փորձում են բնության մեջ գտնել նման տարրեր, բայց ավելի ճիշտ կլինի, եթե Օգանեսյանը դրանք սինթեզի արագացուցիչի մոտ։

Դոսյե նոր տարրերի վերաբերյալ

Սերիական համարը՝ 113

Ինչպես և ում կողմից է հայտնաբերվել.Ամերիցիում-243-ի թիրախը ռմբակոծվել է կալցիում-48 իոններով և ստացվել են անպենտիումի իզոտոպներ, որոնք քայքայվել են 113 տարրի իզոտոպների: Սինթեզվել է 2003 թ.

Բացման առաջնահերթություն.Ֆիզիկական և քիմիական հետազոտությունների ինստիտուտ (RIKEN), Ճապոնիա։

Ներկայիս անունը.անզուսպ.

Նախատեսված հատկություններ.ծանր դյուրահալ մետաղ.

Առաջարկվող անուն.նիհոնիում (Nh): Այս տարրն առաջինն էր, որ հայտնաբերվեց Ասիայում ընդհանրապես և Ճապոնիայում՝ մասնավորապես։ «Nihonii»-ն երկրի ինքնանվանման երկու տարբերակներից մեկն է: «Նիհոն» թարգմանաբար նշանակում է «ծագող արևի երկիր»:

Սերիական համարը՝ 115

Ինչպես և ում կողմից է հայտնաբերվել. americium-243 թիրախը ռմբակոծվել է կալցիում-48 իոններով: Սինթեզվել է 2003 թվականին: Հայտնաբերման առաջնահերթությունը. JINR (Ռուսաստան), Livermore National Laboratory (ԱՄՆ) և Oak Ridge National Laboratory (ԱՄՆ) կազմված համագործակցություն:

Ներկայիս անունը. ununpentium.

Նախատեսված հատկություններ.մետաղ, որը նման է բիսմութին:

Առաջարկվող անուն.մոսկովիում (Moscovium, Mc). IUPAC-ը հաստատել է «Մոսկվա» անվանումը՝ ի պատիվ Մոսկվայի շրջանի, որտեղ գտնվում են Դուբնան և JINR-ը: Այսպիսով, ռուսական այս քաղաքը կարող է երկրորդ անգամ թողնել իր հետքը պարբերական աղյուսակում. դուբնիումը վաղուց պաշտոնապես կոչվել է 105-րդ տարր:

Սերիական համարը՝ 117

Ինչպես և ում կողմից է հայտնաբերվել.Բերկելիում-249 թիրախը ռմբակոծվել է կալցիում-48 իոններով: Սինթեզվել է 2009 թ. Հայտնաբերման առաջնահերթություն՝ JINR, Livermore, Oak Ridge:

Ներկայիս անունը. ununseptium.

Նախատեսված հատկություններ.պաշտոնապես վերաբերում է հալոգեններին, ինչպիսիք են յոդը: Փաստացի գույքը դեռ պարզված չէ։ Ամենայն հավանականությամբ, այն համատեղում է մետաղի և ոչ մետաղի բնութագրերը:

Առաջարկվող անուն.Թենեսին (Ts). Ի ճանաչում ԱՄՆ-ի Թենեսի նահանգի, այդ թվում՝ Օք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի, Վանդերբիլտի համալսարանի և Թենեսիի համալսարանի ներդրումների տրանսուրանի սինթեզում:

Սերիական համարը՝ 118

Ինչպես և ում կողմից է հայտնաբերվել.Կալիֆորնիում-249 թիրախը ռմբակոծվել է կալցիում-48-ով: Սինթեզվել է 2002 թ. Բացահայտման առաջնահերթություն՝ JINR, Livermore:

Ներկայիս անունը. ununoctium.

Նախատեսված հատկություններ.Ըստ քիմիական բնութագրերըվերաբերում է իներտ գազերին.

Առաջարկվող անուն. oganesson (Oganesson, Og). Ի պատիվ գիտական ​​ղեկավար JINR-ի միջուկային ռեակցիաների լաբորատորիա Յուրի Օգանեսյանը, ով մեծ ներդրում է ունեցել գերծանր տարրերի ուսումնասիրության գործում։ Հնարավոր անունների հանրային քննարկումը կտևի մինչև նոյեմբերի 8-ը, որից հետո հանձնաժողովը վերջնական որոշում կկայացնի։

«Շրոդինգերի կատուն» թեմայով