Progresi në sintezën e elementeve të reja kimike. Reaksionet në të cilat ngarkesa bërthamore ndryshon. Përshpejtuesit dhe mundësitë për sintetizimin e elementeve të rinj. Kush e nxjerr emrin për elementët e rinj?
Shtesat më të fundit në tabelën periodike janë elementet 113 dhe 115, të cilët nuk kanë ende emrat e tyre
Përgatitja e elementeve tepër të rënda 113 dhe 115 1. Një rreze jonesh kalciumi-48 (një e paraqitur) përshpejtohet në shpejtësi të lartë në një ciklotron dhe drejtohet në një objektiv americium-243.
2. Atomi i synuar është americium-243. Një bërthamë e përbërë nga protone dhe neutrone dhe një re elektronike e paqartë që e rrethon
3. Joni i përshpejtuar i kalciumit-48 dhe atomi i synuar (americium-243) menjëherë para përplasjes
4. Në momentin e përplasjes lind një element i ri super i rëndë me numër serial 115, i cili jeton vetëm rreth 0.09 sekonda.
5. Elementi 115 zbërthehet në elementin 113, i cili tashmë jeton për 1.2 sekonda, dhe më pas përgjatë një zinxhiri prej katër kalbëzimi alfa, që zgjat rreth 20 sekonda
6. Prishja spontane e hallkës përfundimtare në zinxhirin e zbërthimit alfa - elementi 105 (dubnium) në dy atome të tjera
Shkencëtarët nga dy qendra kryesore kërkimore bërthamore ruse dhe amerikane braktisën garën e armatimeve dhe, më në fund iu futën biznesit, krijuan dy elementë të rinj. Nëse ndonjë studiues i pavarur konfirmon rezultatet e tyre, elementët e rinj do të quhen "ununtrium" dhe "ununpentium". Kimistë dhe fizikantë në mbarë botën, duke mos u kushtuar vëmendje emrave të shëmtuar, shprehin kënaqësinë për këtë arritje. Ken Moody, kreu i ekipit amerikan me qendër në Livermore laborator kombëtar Lawrence, thotë: "Kështu hapen perspektiva të reja për tabelën periodike."
Tabela periodike të cilës i referohet Moody është një poster i njohur që zbukuron muret e çdo dhome ku mund të takohen më shumë se dy kimistë në të njëjtën kohë. Të gjithë e kemi studiuar në mësimet e kimisë në shkollën e mesme ose në vitet e para të universitetit. Kjo tabelë u krijua për të shpjeguar pse elementë të ndryshëm kombinohen në një mënyrë dhe jo në një tjetër. Elementet kimike vendosen në të në përputhje të rreptë me peshën atomike dhe vetitë kimike. Pozicioni relativ i një elementi ndihmon në parashikimin e marrëdhënieve që do të hyjë me elementët e tjerë. Pas krijimit të 113 dhe 115 numri total të njohura për shkencën elementët arritën në 116 (117, po të llogarisim elementin me numër rendor 118, sinteza e të cilit ishte vërejtur tashmë në Dubna në vitin 2002, por ky zbulim ende nuk është konfirmuar zyrtarisht. - Redaktorët e PM).
Historia e krijimit të tabelës periodike filloi në 1863 (megjithatë, më parë u bënë përpjekje të ndrojtura: në 1817, I.V. Döbereiner u përpoq të kombinonte elementet në treshe, dhe në 1843, L. Gmelin u përpoq ta zgjeronte këtë klasifikim me tetrada dhe pentada. - Editoriali " PM"), kur gjeologu i ri francez Alexandre-Émile Beguyer de Chancourtois i renditi të gjithë elementët e njohur në atë kohë në një zinxhir në përputhje me peshën e tyre atomike. Më pas ai mbështilli një fjongo me këtë listë rreth cilindrit dhe doli që elementë kimikisht të ngjashëm u rreshtuan në kolona. Krahasuar me metodën e provës dhe gabimit - e vetmja qasje kërkimore, e cila u përdor nga kimistët e asaj kohe - ky truk me një fjongo dukej si një hap rrënjësor përpara, megjithëse nuk solli rezultate serioze praktike.
Në të njëjtën kohë, kimisti i ri anglez John A.R. Newlands eksperimentoi në të njëjtën mënyrë me pozicioni relativ elementet. Ai vuri në dukje se grupet kimike përsëriten çdo tetë elementë (si shënimet, kjo është arsyeja pse autori e quajti zbulimin e tij "ligji i oktavave." - redaktorët e PM). Duke besuar se një zbulim i madh ishte përpara, ai me krenari i dha një mesazh Shoqërisë Kimike Britanike. Mjerisht! Anëtarët më të vjetër, më konservatorë të kësaj shoqërie e vranë këtë ide, duke e shpallur absurde dhe për shumë vite u la në harresë. (Nuk duhet të fajësoni shumë shkencëtarët konservatorë - "ligji i oktavave" parashikoi saktë vetitë e vetëm shtatëmbëdhjetë elementëve të parë. - redaktorët e PM).
Ringjallja ruse
Në shekullin e 19-të, shkëmbimi i informacionit shkencor nuk ishte aq aktiv sa është tani. Prandaj, nuk është për t'u habitur që kaluan pesë vjet të tjerë para ringjalljes së idesë së harruar. Këtë herë njohuria erdhi tek kimisti rus Dmitry Ivanovich Mendeleev dhe kolegu i tij gjerman Julius Lothar Meyer. Duke punuar të pavarur nga njëri-tjetri, ata dolën me idenë e renditjes së elementeve kimike në shtatë kolona. Pozicioni i secilit element përcaktohej nga vetitë e tij kimike dhe fizike. Dhe këtu, siç kishin vënë re më parë de Chancourtois dhe Newlands, elementët u kombinuan spontanisht në grupe që mund të quheshin "familje kimike".
Mendeleev arriti të shikonte më thellë në kuptimin e asaj që po ndodhte. Rezultati ishte një tabelë me qeliza boshe që tregonte saktësisht se ku të kërkoheshin elementë që nuk ishin zbuluar ende. Kjo pasqyrë duket edhe më fantastike nëse kujtojmë se në atë kohë shkencëtarët nuk kishin asnjë ide për strukturën e atomeve.
Gjatë shekullit të ardhshëm, tabela periodike u bë gjithnjë e më informuese. Nga diagrami i thjeshtë i paraqitur këtu, ai është rritur në një fletë të madhe, duke përfshirë gravitetin specifik, vetitë magnetike, pikat e shkrirjes dhe vlimit. Ju gjithashtu mund të shtoni informacione rreth ndërtesës këtu. shtresë elektronike atom, si dhe një listë të peshave atomike të izotopeve, domethënë binjakëve më të rëndë ose më të lehtë që kanë shumë elementë.
Elemente artificiale
Ndoshta lajmi më i rëndësishëm që versionet e para të tabelës periodike u sollën kimistëve ishte një tregues se ku ndodheshin elementët ende të pazbuluar.
Nga fillimi i shekullit të 20-të, dyshimi filloi të rritet në mesin e fizikantëve se atomet nuk janë fare të strukturuara siç mendohej zakonisht. Le të fillojmë me faktin se këto nuk janë fare topa monolitikë, por më tepër struktura vëllimore të shtrira në hapësirën boshe. Sa më të qarta bëheshin idetë për mikrobotën, aq më shpejt mbusheshin qelizat boshe.
Tregimet e drejtpërdrejta të boshllëqeve në tabelë përshpejtuan rrënjësisht kërkimin e elementeve që nuk ishin zbuluar ende, por ishin në të vërtetë të pranishëm në natyrë. Por kur u formua një teori e saktë që përshkruante në mënyrë adekuate strukturën e bërthamës atomike, qasje e re për “plotësimin” e tabelës periodike. U krijua dhe u testua një teknikë për krijimin e elementeve "artificiale" ose "sintetike" duke rrezatuar metalet ekzistuese me rryma të grimcave elementare me energji të lartë.
Nëse i shtoni bërthamës neutrone të pangarkuara elektrike, elementi bëhet më i rëndë, por sjellja e tij kimike nuk ndryshon. Por ndërsa pesha atomike rritet, elementët bëhen gjithnjë e më të paqëndrueshëm dhe fitojnë aftësinë për t'u prishur spontanisht. Kur kjo ndodh, disa neutrone të lira dhe grimca të tjera shpërndahen në hapësirën përreth, por shumica e protoneve, neutroneve dhe elektroneve mbeten në vend dhe riorganizohen në formën e elementeve më të lehta.
Të sapoardhurit në tryezë
Këtë shkurt, studiuesit nga LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) dhe Instituti i Përbashkët Rus për Kërkime Bërthamore (JINR), duke përdorur teknikën e bombardimit atomik të përshkruar më sipër, morën dy elementë krejtësisht të rinj.
E para prej tyre, elementi 115, u mor pasi americium u bombardua me një izotop radioaktiv të kalciumit. (Për referencë, americium, një metal që nuk gjendet shpesh në jetën e përditshme, përdoret në detektorët e tymit të alarmeve të zakonshme të zjarrit.) Bombardimi prodhoi katër atome të elementit 115, por pas 90 milisekondash ata u shpërbënë për të krijuar një tjetër të porsalindur - elementin 113. Këto katër atome jetuan për gati një sekondë e gjysmë përpara se prej tyre të formoheshin elemente më të lehta tashmë të njohura për shkencën. Elementet artificiale rrallë kanë jetëgjatësi - paqëndrueshmëria e tyre e natyrshme është pasojë e numrit të tepërt të protoneve dhe neutroneve në bërthamat e tyre.
Dhe tani - në lidhje me emrat e tyre të vështirë. Disa vite më parë, Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAC), me seli në Research Triangle Park, N.C. dekretoi që elementëve të rinj kimikë t'u jepeshin emra kulturalisht neutralë. Një neutralitet i tillë mund të arrihet nëse përdorni shqiptimin latin të numrit serial të këtij elementi në tabelën periodike. Kështu, numrat 1, 1, 5 do të lexohen "un, un, pent" dhe mbaresa "ium" shtohet për arsye koherence gjuhësore. (Një emër latin neutral dhe simboli përkatës me tre shkronja i jepen elementit përkohësisht derisa Bashkimi Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar të miratojë emrin e tij përfundimtar. Udhëzimet e organizatës, botuar në 2002, janë që zbuluesit kanë përparësi në propozimin e një emri për një element i ri, sipas traditës elementët mund të emërtohen sipas ngjarjeve ose personazheve mitologjike (përfshirë trupat qiellorë), minerale, rajonet gjeografike, vetitë e elementit, shkencëtarë të famshëm. - Redaksia "PM").
Edhe nëse këta elementë të rinj nuk jetojnë shumë dhe nuk gjenden jashtë mureve të laboratorëve, krijimi i tyre do të thotë akoma më shumë sesa thjesht mbushja e qelizave boshe dhe rritja e numrit total të elementeve të njohura për shkencën. "Ky zbulim na lejon të zgjerojmë zbatueshmërinë e parimeve themelore të kimisë," thotë Livermore Shefi Moody, "dhe përparimet e reja në kimi po çojnë në krijimin e materialeve të reja dhe zhvillimin e teknologjive të reja."
Në shekullin XX, elementet e nëngrupeve kryesore Tabelë periodike ishin më pak të njohura se ato të vendosura në nëngrupet dytësore. Litiumi, bor dhe germani e gjetën veten nën hijen e fqinjëve të tyre të shtrenjtë - ari, paladiumi, rodiumi dhe platini. Natyrisht, duhet pranuar se vetitë kimike klasike të elementeve të nëngrupeve kryesore nuk mund të krahasohen me proceset e shpejta dhe elegante në të cilat marrin pjesë komplekset e metaleve në tranzicion (për zbulimin e këtyre reaksioneve janë dhënë më shumë se një çmim). Çmimi Nobël). Në fillim të viteve 1970, në përgjithësi ekzistonte një mendim midis kimistëve se elementët e nëngrupeve kryesore kishin zbuluar tashmë të gjitha sekretet e tyre dhe studimi i tyre ishte në fakt një humbje kohe.
Revolucioni kimik i fshehur
Kur autori i këtij artikulli ishte student (ai mori një diplomë nga Universiteti Kazan në 1992), ai dhe shumë nga shokët e tij të klasës studionin kiminë fq-elementet dukeshin seksioni më i mërzitshëm. (Mos harroni se s-, fq- Dhe d-elementet janë ato elektronet e valencës së të cilëve janë të zëna përkatësisht s-, fq- Dhe d-orbitalet.) Na u tha se në çfarë forme ekzistojnë këto elemente kores së tokës, mësoi metoda për izolimin e tyre, vetitë fizike, gjendjet tipike të oksidimit, vetitë kimike dhe aplikimet praktike. Ishte dyfish e mërzitshme për ata që kaluan nëpër olimpiada kimike dhe mësuan të gjithë këtë informacion të dobishëm si nxënës. Ndoshta kjo është arsyeja pse në kohën tonë departamenti nuk është kimia organike nuk ishte shumë popullor kur zgjedhim një specializim - të gjithë u përpoqëm të futeshim në specialistë të organikës ose elementëve organikë, ku ata folën për epokën e metaleve në tranzicion që kishin ardhur në kimi, duke katalizuar të gjitha transformimet e imagjinueshme dhe të pakonceptueshme të substancave.
Asokohe nuk kishte kompjuterë apo internet, të gjithë informacionin e merrnim vetëm nga revista abstrakte të kimisë dhe disa revista të huaja ku biblioteka jonë ishte abonuar. As ne dhe as mësuesit tanë nuk e dinim se në fund të viteve 1980 ishin bërë të dukshme shenjat e para të një rilindjeje në kiminë e elementeve të nëngrupeve kryesore. Ishte atëherë që ata zbuluan se ishte e mundur të merreshin forma ekzotike fq-elementet - silic dhe fosfor në gjendje të ulët të koordinuar dhe të oksiduar të ulët, por në të njëjtën kohë të aftë për të formuar komponime që janë mjaft të qëndrueshme në temperaturën e dhomës. Edhe pse rreth tyre aplikim praktik në atë moment nuk u fol, shembujt e parë të suksesshëm të sintezës së këtyre substancave treguan se kimia e elementeve të nëngrupeve kryesore ishte paksa e nënvlerësuar dhe, ndoshta, do të vinte koha kur fq-elementet do të mund të dalin nga hijet d- dhe madje f-elementet. Në fund, kjo është ajo që ndodhi.
Viti 1981 mund të konsiderohet si pikënisja e kthesës drejt elementeve të nëngrupeve kryesore. Në atë kohë, u botuan rreth tre vepra duke hedhur poshtë idenë se një lidhje e qëndrueshme e dyfishtë ose e trefishtë mund të krijohet vetëm nëse njëri nga partnerët e kësaj lidhjeje kimike (ose më mirë akoma, të dy) është një element i periudhës së dytë. Ky "rregull i lidhjeve të dyfishta" u hodh poshtë për herë të parë nga Robert West nga Universiteti i Wisconsin, në grupin e të cilit ata ishin të parët që sintetizuan silenin e qëndrueshëm, një përbërje me një lidhje të dyfishtë silikon-silikon, një analog më i rëndë i alkeneve, i njohur për të gjithë. nga kimia organike ( Shkenca, 1981, 214, 4527, 1343–1344, doi: 10.1126/science.214.4527.1343). Menjëherë pas kësaj, studiuesit në Universitetin e Tokios, duke punuar nën drejtimin e Masaaki Yoshifuji, raportuan sintezën e një përbërjeje me një lidhje të dyfishtë fosfor-fosfor ( , 1981, 103, 15, 4587-4589; doi:10.1021/ja00405a054). Në të njëjtin vit, Gerd Becker nga Universiteti i Shtutgartit ishte në gjendje të merrte një fosfaalkinë të qëndrueshme, një përbërje me një lidhje të trefishtë fosfor-karbon, e cila mund të konsiderohet si një analog që përmban fosfor të nitrileve të acidit karboksilik ( Zeitschrift für Naturforschung B, 1981, 36, 16).
Fosfori dhe silikoni janë elementë të periudhës së tretë, kështu që askush nuk priste aftësi të tilla prej tyre. Në përbërjen e fundit, atomi i fosforit është i pangopur në mënyrë koordinative dhe kjo dha shpresë se ai ose analogët e tij do të gjenin përdorim si katalizator. Arsyeja e shpresës ishte se detyra kryesore e katalizatorit është të kontaktojë molekulën e substratit që duhet të aktivizohet; vetëm ato molekula që reagjenti mund t'i afrohet lehtësisht janë të afta për këtë, dhe në fosfatet e njohura për shumicën e kimistëve, atomi i fosforit. , i rrethuar nga katër grupe, në asnjë mënyrë nuk mund ta quajmë atë një qendër të aksesueshme.
Gjëja kryesore është mjedisi vëllimor
Të tre sintezat, të botuara në 1981, patën sukses sepse zëvendësuesit që rrethonin elementët kryesorë të nëngrupit në përbërjet e tyre të reja ekzotike u zgjodhën saktë (në kiminë e metaleve në tranzicion, zëvendësuesit quheshin ligandë). Derivatet e rinj të marrë nga West, Yoshifuji dhe Becker kishin një gjë të përbashkët - ligandët e rëndë të lidhur me elementët e nëngrupeve kryesore stabilizuan silikonin ose fosforin në një gjendje të koordinuar të ulët që nuk do të ishte e qëndrueshme në rrethana të tjera. Zëvendësuesit në masë mbrojnë silikonin dhe fosforin nga oksigjeni dhe uji në ajër, dhe gjithashtu i parandalojnë ata të hyjnë në një reaksion disproporcional dhe të marrin gjendjet e tyre tipike të oksidimit (+4 dhe +5 për silikonin dhe fosforin, përkatësisht) dhe numrat e koordinimit (katër për të dy elementët). Kështu, sileni u stabilizua nga katër grupe të mëdha mezitil (mesiti është 1,3,5-trimetilbenzen), dhe fosfaalkini nga një zëvendësues i rëndë tert-butil.
Pasi u bë e qartë se ligandët e rëndë stabilizojnë përbërjet në të cilat fq-elementet nuk janë në shkallë të lartë oksidimi dhe/ose me një numër të ulët koordinimi, shkencëtarë të tjerë filluan të bashkohen në prodhimin e derivateve të rinj, të pazakontë të elementeve të nëngrupeve kryesore. Që nga vitet 2000, pothuajse në çdo numër Shkenca(dhe që nga shfaqja e revistës në 2009 Kimia e Natyrës- pothuajse në çdo numër) raportohet një kombinim ekzotik me një element të nëngrupeve kryesore.
Kështu, deri vonë, askush nuk mund të kishte menduar se do të ishte e mundur të përftoheshin dhe karakterizoheshin sililenet e qëndrueshme - ekuivalente karbene që përmbajnë silikon.
Karbenet janë specie shumë reaktive në të cilat atomi i karbonit dyvalent dhe i koordinuar dyfish ka ose një palë elektrone (një karbene më të qëndrueshme të vetme) ose dy elektrone të veçantë të paçiftuar (një karbene trefishe më reaktive). Në vitin 2012, Cameron Jones nga Universiteti Monash i Australisë dhe kolegët e tij nga Oksfordi dhe Kolegji Universitar i Londrës përshkruan silikonin e parë të vetëm - silikoni dyvalent në të është stabilizuar nga një ligand bor i rëndë ( Gazeta e Shoqërisë Kimike Amerikane, 2012, 134, 15, 6500–6503, doi: 10.1021/ja301042u). Silyeni mund të izolohet në gjendje kristalore dhe vlen të përmendet se mbetet i qëndrueshëm në temperatura deri në 130°C. Por në tretësirë, analogi i silikonit i karbenit dimerizohet për të formuar silen ose përfshihet në Lidhjet C-H alkanet, duke riprodhuar vetitë kimike të analogëve të tyre karbene.
Kimistët vazhdojnë të marrin komponime të reja organike që përmbajnë elementë të nëngrupeve kryesore. Në veçanti, ata po përpiqen të zëvendësojnë një element të periudhës së dytë në një strukturë të njohur me një element të ngjashëm të një periudhe më të vjetër (ky numër i Chemoscope flet për përgatitjen e një analoge që përmban fosfor të një prej organeve të para të sintetizuara substancave). Një drejtim tjetër i ngjan pak mbledhjes së pullave të rralla, vetëm se në vend të pullave ka struktura kimike. Për shembull, në vitin 2016, Alexander Hinz nga Oksfordi u përpoq të merrte një cikël që përmban atome të katër pniktogjenëve të ndryshëm (elementë të grupit të 5-të të nëngrupit kryesor nga azoti në bismut). Ai nuk arriti ta zgjidhte plotësisht problemin - molekula me një strukturë lineare nuk u mbyll në një cikël. Megjithatë, molekula me një zinxhir unik Sb-N-As = P, duke përfshirë katër nga pesë, është gjithashtu mbresëlënëse. fq-elementet e nëngrupit të azotit ( Kimia. Një gazetë evropiane, 2016, 22, 35, 12266–12269, doi: 10.1002/kim.201601916).
Sigurisht, është e pamundur të flasim për sintezën e derivateve ekzotike të elementeve të nëngrupeve kryesore vetëm si "mbledhje kimike", pasi prodhimi i analogëve të njohur. komponimet organike, që përmban elementë të periudhave më të vjetra, është sigurisht e rëndësishme për sqarimin e teorive të strukturës së lidhjeve kimike. Natyrisht, kjo nuk është e vetmja arsye e interesimit të kimistëve. Dëshira për të gjetur zona në të cilat këto substanca mund të përdoren në praktikë është pikërisht arsyeja e rilindjes në kiminë e elementeve të nëngrupeve kryesore.
Në vitet 1980, pas sintezës së substancave të para në të cilat u vu re koordinim i ulët. fq-elemente, kimistët shpresonin se komponime të tilla të pangopura në mënyrë koordinative do të ishin në gjendje të katalizonin shumë reaksione në të njëjtën mënyrë si komplekset e metaleve në tranzicion. Do të ishte shumë joshëse për të shkëmbyer komponimet e shtrenjta të platinit dhe paladiumit për molekula që përmbajnë vetëm elementë të nëngrupeve kryesore. Informacion në lidhje me vetitë e përbërjeve të pazakonta që u shfaqën tashmë në këtë mijëvjeçar fq-elementet e konfirmuara parashikimet teorike. Doli se shumë prej tyre aktivizojnë hidrokarburet, hidrogjenin molekular dhe dioksidin e karbonit.
Pse metalet në tranzicion janë të këqija?
Duket, pse të zhvillohen katalizatorë të rinj për proceset që prej kohësh janë përshpejtuar në mënyrë të përkryer nga derivatet e metaleve në tranzicion? Për më tepër, kimia organometrike e elementeve të tranzicionit nuk qëndron ende - aspekte të reja po hapen gjatë gjithë kohës reaktiviteti d-elementet. Por metalet fisnike të tranzicionit kanë të metat e tyre. Para së gjithash, çmimi: katalizatorët më efektivë për transformimin e përbërjeve organike dhe organoelementare janë komplekset e rodiumit, platinit dhe paladiumit. Vështirësia e dytë është shterimi i rezervave natyrore të platinit dhe paladiumit. Së fundi, një problem tjetër me katalizatorët e platinit ose paladiumit është toksiciteti i lartë. Kjo është veçanërisht e vërtetë kur merren medikamente, pasi çmimi i tyre rritet ndjeshëm nga kostoja e pastrimit të një substance edhe nga sasitë e vogla të metaleve në tranzicion. Kalimi në katalizatorë të rinj të paktën do të zvogëlojë ndjeshëm koston e substancës së drogës dhe ndoshta do të thjeshtojë pastrimin e produktit të reaksionit të synuar.
Ka avantazhe shtesë që mund të ofrojë përdorimi i katalizatorëve të bazuar në elementë të nëngrupeve kryesore. Kështu, është e mundur që disa reagime të njohura të ndodhin në kushte më të buta, që do të thotë se do të jetë e mundur të kurseni energji. Për shembull, në vitin 1981, në punën e tij mbi sintezën dhe vetitë e silenit të parë, Jones tregoi se një përbërës me një lidhje të dyfishtë silikon-silikon mund të aktivizojë hidrogjenin në temperatura edhe më të ulëta se temperatura e dhomës, ndërsa proceset ekzistuese të hidrogjenizimit industrial kërkojnë përdorimi i temperaturave të larta.
Një nga proceset e rëndësishme kimike të zbuluara në mijëvjeçarin e ri është aktivizimi i hidrogjenit molekular me ndihmën e digerminës, një analog i alkineve që përmban germanium. Gazeta e Shoqërisë Kimike Amerikane, 2005, 127, 12232–12233, doi: 10.1021/ja053247a). Ky proces, i cili mund të duket i zakonshëm, është interesant për dy arsye. Së pari, pavarësisht nga analogjia në strukturën e alkineve dhe germinave, hidrogjeni reagon me këto të fundit jo sipas skenarit karakteristik të hidrokarbureve me një lidhje trefishe karbon-karbon (hidrogjeni ngjitet në secilin prej atomeve të lidhjes së trefishtë, dhe germina shndërrohet në germene), por sipas një mekanizmi tipik për atomet e metaleve në tranzicion. Ky mekanizëm, si rezultat i të cilit një molekulë hidrogjeni ngjitet në një element dhe formohen dy lidhje të reja E-H (në rastin e përshkruar, Ge-H), quhet shtim oksidativ dhe është një fazë kyçe në shumë procese katalitike që përfshijnë metale në tranzicion. Së dyti, megjithëse H2 mund të duket si molekula më e thjeshtë dhe më e drejtpërdrejtë, lidhje kimike në të - më e forta nga të gjitha që mund të lindë midis dy elementëve identikë, prandaj prishja e kësaj lidhjeje dhe, në përputhje me rrethanat, aktivizimi i hidrogjenit në proceset e hidrogjenizimit katalitik është larg. detyrë e thjeshtë nga pikëpamja e teknologjisë kimike.
A është e mundur që një pranues të bëhet dhurues?
Në mënyrë që një element t'i nënshtrohet shtimit oksidativ të hidrogjenit (pavarësisht se ku ndodhet në tabelën periodike), ai duhet të ketë karakteristika të caktuara. strukturë elektronike. Procesi E + H 2 = N-E-N do të shkojë vetëm nëse elementi është koordinativisht i pangopur dhe orbitali i tij i lirë mund të pranojë elektrone nga hidrogjeni molekular. Për më tepër, energjia e kësaj orbitale të lirë duhet të jetë afër energjisë së orbitalës molekulare të hidrogjenit, e cila përmban elektrone. Progresi në fushën e katalizës së komplekseve homogjene metalike shpjegohet kryesisht me faktin se kimistët, duke ndryshuar strukturën e ligandëve të lidhur me një metal, mund të ndryshojnë energjinë e orbitaleve të tij dhe kështu t'i "përshtatin" ato me substanca të përcaktuara rreptësisht që marrin pjesë në reaksion. . Për një kohë të gjatë besohej se një rregullim kaq i butë i energjisë së orbitaleve është i mundur vetëm për d-elemente, megjithatë, në dekadën e fundit doli se për fq-Elementet gjithashtu. Studiuesit i lidhin shpresat e tyre më të mëdha në komplekset që përmbajnë azot, në të cilat ligandët, si kthetrat, kapin qendrën e koordinimit (ata quhen ligandë chelating, nga latinishtja c. hela, kthetra), si dhe me një klasë relativisht të re ligandësh - N-karbenet heterociklike.
Një shembull i suksesshëm i kësaj të fundit është puna e Guy Bertrand nga Universiteti i Kalifornisë në San Diego, në të cilin këta ligandë stabilizojnë atomin e borit ( Shkenca, 2011, 33, 6042, 610–613, doi: 10.1126/science.1207573). Në mënyrë tipike, derivatet e borit, të cilët përmbajnë vetëm tre elektrone në shtresën e tyre të jashtme, veprojnë si një pranues klasik i elektroneve (acidi Lewis). Fakti është se borit i duhen pesë elektrone të tjera për të arritur një shtresë të qëndrueshme me tetë elektrone, pra tre lidhje kovalente ai mund të formojë tre nga elektronet e tij dhe tre elektrone të palës së tretë, por ai duhet të marrë dy elektrone të tjera duke pranuar çiftin elektronik të dikujt tjetër në qelizat e tij elektronike boshe. Megjithatë N-karbenet heterociklike janë dhurues aq të fortë elektronesh saqë bor i lidhur me ta pushon së qeni një pranues - ai bëhet aq "i pasur me elektrone" saqë ndryshon nga një acid Lewis në një bazë Lewis. Deri kohët e fundit, kimistët nuk mund të parashikonin as një ndryshim kaq të rëndësishëm në vetitë e të njohurve fq-element. Dhe megjithëse puna e Bertrand është ende interesante vetëm nga pikëpamja teorike, kalimi nga teoria në praktikë në kohën tonë po ndodh mjaft shpejt.
Sa larg është deri në katalizim?
Pra, derivatet e sintetizuara së fundmi të elementeve të nëngrupeve kryesore mund të hyjnë në reaksione kyçe që katalizojnë komplekset e metaleve në tranzicion. Fatkeqësisht, edhe shtimi oksidativ i sipërpërmendur i hidrogjenit molekular në një atom silikoni ose bor është vetëm hapi i parë në sekuencën e reaksioneve që duhet të zhvillohen për një cikël të plotë katalitik. Për shembull, nëse po flasim për hidrogjenizimin në prani të komponimeve të nëngrupeve kryesore, mekanizmi i të cilave riprodhon mekanizmin e shtimit të hidrogjenit në prani të katalizatorit Wilkinson, atëherë pas ndërveprimit me hidrogjenin fq-elementi duhet të formojë një kompleks me alkenin, pastaj duhet të ndodhë transferimi dhe kompleksimi i hidridit... dhe të gjithë hapat e tjerë që përfundimisht do të çojnë në formimin e produktit përfundimtar dhe rigjenerimin e specieve aktive katalitike. Vetëm atëherë një grimcë katalizatore do të prodhojë dhjetëra, qindra apo edhe mijëra molekula të produktit të synuar. Por që një cikël i tillë katalitik të funksionojë, duhet të zgjidhen shumë probleme të tjera - lidhja element-hidrogjen e formuar si rezultat i shtimit oksidativ nuk duhet të jetë shumë e fortë (përndryshe transferimi i hidridit nuk do të ndodhë), elementi që ka shtuar hidrogjeni duhet të mbajë një gjendje të koordinuar të ulët për ndërveprim me një alken etj. Nëse humbisni një moment, katalizatori do të zhduket fq-elementi nuk do të funksionojë, pavarësisht ngjashmërisë së sjelljes së tij me d-elemente në disa procese.
Mund të duket se kalimi nga katalizimi i komplekseve metalike në katalizë nga komponimet e elementeve të nëngrupeve kryesore është një detyrë shumë e vështirë dhe është shumë larg përfundimit. Megjithatë, interesi për kiminë fq-elementet dhe dëshira e kimistëve sintetikë për të zëvendësuar katalizatorët e platinit ose paladiumit me diçka tjetër sigurisht që do të sigurojë një përparim në këtë drejtim. Ekziston mundësia që brenda dekadës së ardhshme të dëgjojmë për katalizatorët e bazuar në elementë të pangopur koordinativisht të nëngrupeve kryesore.
Fizikanët nga Laboratori Kombëtar i Livermore në Shtetet e Bashkuara në janar 2016 raportuan përparim në shkrirjen termonukleare të kontrolluar inerciale. Duke përdorur teknologjinë e re, shkencëtarët ishin në gjendje të katërfishonin efikasitetin e instalimeve të tilla. Rezultatet e hulumtimit u publikuan në revistën Nature Physics, dhe u raportuan shkurtimisht nga Laboratori Kombëtar i Livermore dhe Universiteti i Kalifornisë në San Diego. Lenta.ru flet për arritje të reja.
Njerëzit kanë kohë që po përpiqen të gjejnë një alternativë ndaj burimeve të energjisë hidrokarbure (qymyri, nafta dhe gazi). Djegia e karburantit ndot mjedisi. Rezervat e saj po pakësohen me shpejtësi. Rruga për të dalë nga situata - varësia nga burimet ujore, si dhe klima dhe moti - është krijimi i termocentraleve termonukleare. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të arrihet kontrollueshmëria e reaksioneve të shkrirjes termonukleare, të cilat çlirojnë energjinë e nevojshme për njerëzit.
Në reaktorët termonuklearë, elementët e rëndë sintetizohen nga ato të lehta (formimi i heliumit si rezultat i shkrirjes së deuteriumit dhe tritiumit). Reaktorët konvencionalë (bërthamorë), përkundrazi, punojnë në zbërthimin e bërthamave të rënda në ato më të lehta. Por për shkrirjen është e nevojshme të ngrohni plazmën e hidrogjenit në temperatura termonukleare (përafërsisht të njëjta si në bërthamën e Diellit - njëqind milionë gradë Celsius ose më shumë) dhe ta mbani atë në një gjendje ekuilibri derisa të ndodhë një reagim vetë-qëndrueshëm.
Puna po kryhet në dy fusha premtuese. E para shoqërohet me mundësinë e kufizimit të përdorimit të plazmës së nxehtë fushë magnetike. Reaktorët e këtij lloji përfshijnë një tokamak (një dhomë toroidale me mbështjellje magnetike) dhe një yjor. Në një tokamak, një rrymë elektrike kalon përmes një plazme në formën e një kordoni toroidal; në një yjor, një fushë magnetike nxitet nga mbështjelljet e jashtme.
ITER (Reaktori Eksperimental Ndërkombëtar Termonuklear) në ndërtim e sipër në Francë është një tokamak, dhe Wendelstein 7-X, i lëshuar në dhjetor 2015 në Gjermani, është një yjor.
Drejtimi i dytë premtues i shkrirjes termonukleare të kontrolluar lidhet me lazerët. Fizikanët propozojnë përdorimin e rrezatimit lazer për të ngrohur dhe kompresuar me shpejtësi lëndën në temperaturat dhe dendësinë e kërkuar, në mënyrë që, duke qenë në gjendjen e plazmës së mbyllur inercialisht, të sigurojë shfaqjen e një reaksioni termonuklear.
Shkrirja termonukleare e kontrolluar inerciale përfshin përdorimin e dy metodave kryesore të ndezjes së një objektivi të para-ngjeshur: ndikimi - duke përdorur një valë goditëse të fokusuar dhe shpërthimi i shpejtë (shpërthimi nga brenda) i një shtrese hidrogjeni sferike brenda objektivit. Secila prej tyre (në teori) duhet të sigurojë shndërrimin optimal të energjisë lazer në energji pulsuese dhe transmetimin e saj të mëvonshëm në një objektiv termonuklear sferik të ngjeshur.
Instalimi në Qendrën Kombëtare të Fusionit me Laser në Shtetet e Bashkuara përdor qasjen e dytë, e cila përfshin ndarjen e fazave të ngjeshjes dhe ngrohjes. Kjo, sipas shkencëtarëve, bën të mundur uljen e densitetit të karburantit (ose masës së tij) dhe sigurimin e faktorëve më të lartë të fitimit. Ngrohja gjenerohet nga një impuls i shkurtër i një lazeri petawatt: një rreze elektronike intensive e transferon energjinë e saj në objektiv. Eksperimentet e raportuara në studimin e fundit u kryen në qytetin e Nju Jorkut në objektin OMEGA-60 në Laboratorin e Energjisë Laserike të Universitetit të Rochester, i cili përfshin 54 lazer me një energji totale prej 18 kiloxhaulësh.
Sistemi i studiuar nga shkencëtarët është i strukturuar si më poshtë. Objektivi është një kapsulë plastike me një shtresë të hollë deuterium-tritium të aplikuar në murin e brendshëm. Kur kapsula rrezatohet me lazer, ajo zgjerohet dhe detyron hidrogjenin që ndodhet brenda saj të tkurret (gjatë fazës së parë), i cili nxehet (gjatë fazës së dytë) në plazmë. Plazma nga deuterium dhe tritium jep rrezatimi me rreze x dhe shtyp mbi kapsulë. Kjo skemë lejon që sistemi të mos avullojë pas rrezatimit nga një lazer dhe siguron ngrohje më uniforme të plazmës.
Në eksperimentet e tyre, shkencëtarët futën bakër në guaskën plastike. Kur një rreze lazer drejtohet në kapsulë, ajo lëshon elektrone të shpejta, të cilat godasin treguesit e bakrit dhe i bëjnë ato të emetojnë rrezet X. Për herë të parë, shkencëtarët ishin në gjendje të paraqisnin një teknikë për vizualizimin e elektroneve të guaskës K, e cila u lejon atyre të gjurmojnë transferimin e energjisë nga elektronet brenda kapsulës dhe, si rezultat, të llogarisin më saktë parametrat e sistemit. Rëndësia e kësaj pune është si më poshtë.
Arritja e një shkalle të lartë të ngjeshjes pengohet nga elektronet e shpejta, energjia e të cilave shndërrohet në një pjesë të madhe të rrezatimit të përthithur nga objektivi. Rruga e lirë e grimcave të tilla përkon me diametrin e objektivit, si rezultat i së cilës mbinxehet para kohe dhe nuk ka kohë të ngjesh në densitetin e kërkuar. Studimi bëri të mundur shikimin brenda objektivit dhe gjurmimin e proceseve që ndodhin atje, duke siguruar informacion të ri në lidhje me parametrat lazer të nevojshëm për rrezatimin optimal të objektivit.
Përveç Shteteve të Bashkuara, puna në lidhje me shkrirjen termonukleare inerciale po kryhet edhe në Japoni, Francë dhe Rusi. Në qytetin Sarov, rajoni i Nizhny Novgorod, në bazë të Institutit Kërkimor Shkencor Gjith-Rus të Fizikës Eksperimentale, në vitin 2020 është planifikuar të vihet në funksion instalimi lazer me qëllime të dyfishta UFL-2M, i cili, ndër detyrat e tjera, duhet të përdoret për të studiuar kushtet e ndezjes dhe djegies së karburantit termonuklear.
Efikasiteti i një reaksioni termonuklear përcaktohet si raporti i energjisë së çliruar në reaksionin e shkrirjes ndaj energji totale shpenzuar për ngrohjen e sistemit në temperaturat e kërkuara. Nëse kjo vlerë është më e madhe se një (njëqind për qind), reaktori i shkrirjes lazer mund të konsiderohet i suksesshëm. Në eksperimente, fizikanët arritën të transferojnë deri në shtatë përqind të energjisë së rrezatimit lazer në karburant. Ky është katër herë efikasiteti i sistemeve të ndezjes së shpejtë të arritur më parë. Modelimi kompjuterik ju lejon të parashikoni një rritje të efikasitetit deri në 15 përqind.
Rezultatet e publikuara rrisin shanset që Kongresi i SHBA-së do të zgjerojë fondet për objektet megaxhaule të tilla si Fabrika Kombëtare e Fusionit me Laser në Livermore, e cila kushton më shumë se 4 miliardë dollarë për t'u ndërtuar dhe mirëmbajtur. Pavarësisht nga skepticizmi që shoqëron kërkimin e shkrirjes, ai ngadalë por me siguri po ecën përpara. Në këtë fushë, shkencëtarët përballen me sfida jo thelbësore, por teknologjike që kërkojnë bashkëpunim ndërkombëtar dhe financim adekuat.
Baza moderne materiale dhe teknike e prodhimit është afërsisht 90% e përbërë nga vetëm dy lloje materialesh: metale dhe qeramika. Rreth 600 milion ton metal prodhohen çdo vit në botë - mbi 150 kg. për çdo banor të planetit. Pothuajse e njëjta sasi qeramike prodhohet së bashku me tullat. Prodhimi i metalit kushton qindra e mijëra herë më shumë, prodhimi i qeramikës është shumë më i lehtë teknikisht dhe ekonomikisht dhe, më e rëndësishmja, qeramika në shumë raste rezulton të jetë një material strukturor më i përshtatshëm në krahasim me metalin.
Duke përdorur elementë të rinj kimikë - zirkon, titan, bor, germanium, krom, molibden, tungsten, etj. Kohët e fundit, janë sintetizuar qeramika rezistente ndaj zjarrit, rezistente ndaj nxehtësisë, kimike, me fortësi të lartë, si dhe qeramika me një sërë vetive elektrofizike të specifikuara.
Materiali super i fortë - hexaniti-R, si një nga varietetet kristalore të nitridit të borit, me pikë shkrirjeje mbi 3200 0 C dhe fortësi afër fortësisë së diamantit, ka një viskozitet të lartë rekord, pra nuk është aq i brishtë si të gjithë. materiale të tjera qeramike. Kështu, një nga problemet më të vështira shkencore dhe teknike të shekullit është zgjidhur: deri më tani, e gjithë qeramika strukturore kishte një pengesë të përbashkët - brishtësinë, por tani është bërë një hap për ta tejkaluar atë.
Avantazhi i madh i qeramikës teknike të përbërjes së re është se pjesët e makinerive bëhen prej saj duke shtypur pluhurat për të marrë produkte të gatshme të formave dhe madhësive të dhëna.
Sot mund të përmendim një tjetër veti unike të qeramikës - superpërçueshmëri në temperatura mbi pikën e vlimit të azotit; kjo veti hap hapësirë të paparë për përparimin shkencor dhe teknologjik, për krijimin e motorëve super të fuqishëm dhe gjeneratorëve elektrikë, krijimin e transportit të levitacionit magnetik. , zhvillimi i përshpejtuesve elektromagnetikë super të fuqishëm për lëshimin e ngarkesave në hapësirë, etj.
Kimia e përbërjeve organosilikonike ka bërë të mundur krijimin e prodhimit në shkallë të gjerë të një shumëllojshmërie të gjerë polimerësh me rezistent ndaj zjarrit, izolues ndaj ujit, izolim elektrik dhe veti të tjera të vlefshme. Këta polimerë janë të domosdoshëm në një sërë industrish të energjisë dhe aviacionit.
Fluorokarburet janë tetrafluorometan, heksafluoroetani dhe derivatet e tyre, ku atomi i karbonit mbart një ngarkesë të dobët pozitive, dhe atomi i fluorit me elektronegativitetin e natyrshëm në fluor ka një ngarkesë të dobët negative. Si rezultat, fluorokarburet kanë stabilitet të jashtëzakonshëm edhe në mjedise shumë agresive të acideve dhe alkaleve, aktivitet të veçantë sipërfaqësor dhe aftësi për të thithur oksigjen dhe perokside. Prandaj, ato përdoren si material për protezat e organeve të brendshme të njeriut.
Pyetja 57. Proceset kimike dhe proceset jetësore. Katalizatorët dhe enzimat.
Hulumtimet intensive të kohëve të fundit kanë synuar të sqarojnë si përbërjen materiale të indeve bimore dhe shtazore, ashtu edhe proceset kimike që ndodhin në trup. Ideja e rolit drejtues të enzimave, e propozuar për herë të parë nga natyralisti i madh francez Louis Pasteur (1822-1895), mbetet themelor edhe sot e kësaj dite. Në të njëjtën kohë, biokimia statike studion përbërjen molekulare dhe strukturën e indeve të organizmave të gjallë dhe jo të gjallë.
Biokimia dinamike lindi në kapërcyellin e shekujve 18 dhe 19, kur ata filluan të bëjnë dallimin midis proceseve të frymëmarrjes dhe fermentimit, asimilimit dhe disimilimit si transformime të caktuara të substancave.
Hulumtimi i fermentimit përbën temën kryesore fermentologji - dega thelbësore e njohurive për proceset e jetës. Gjatë një historie shumë të gjatë kërkimi, procesi i biokatalizës është konsideruar nga dy këndvështrime të ndryshme. Njëra prej tyre, e quajtur në mënyrë konvencionale kimike, iu përmbajt J. Liebig dhe M. Berthelot, dhe tjetra, biologjike, u aderua nga L. Pasteur.
Në konceptin kimik, e gjithë kataliza u reduktua në katalizën e zakonshme kimike. Pavarësisht qasjes së thjeshtuar, në kuadër të konceptit u vendosën dispozita të rëndësishme: një analogji midis biokatalizës dhe katalizës, midis enzimave dhe katalizatorëve; prania e dy komponentëve të pabarabartë në enzimat - qendrat aktive dhe transportuesit; përfundimi për rolin e rëndësishëm të joneve të metaleve kalimtare dhe qendrave aktive të shumë enzimave; përfundimi për shtrirjen e ligjeve të kinetikës kimike në biokatalizë; reduktimi në disa raste të biokatalizës në katalizim nga agjentët inorganikë.
Në fillim të zhvillimit të tij, koncepti biologjik nuk kishte prova kaq të gjera eksperimentale. Mbështetja kryesore e saj ishin veprat e L. Pasteur dhe, në veçanti, vëzhgimet e tij të drejtpërdrejta mbi aktivitetin e baktereve acid laktik, të cilat bënë të mundur identifikimin e fermentimit dhe aftësisë së mikroorganizmave për të marrë energjinë që u nevojitet për jetën përmes fermentimit. Nga vëzhgimet e tij, Pasteri arriti në përfundimin se enzimat kishin një nivel të veçantë organizimi material. Megjithatë, të gjitha argumentet e tij, nëse nuk u kundërshtuan, të paktën u zhvendosën në plan të dytë pas zbulimit të fermentimit jashtëqelizor, dhe pozicioni i Pasteur u shpall vitalist.
Megjithatë, me kalimin e kohës, koncepti i Pasteur fitoi. Premtimi i këtij koncepti dëshmohet nga kataliza moderne evolucionare dhe biologjia molekulare. Nga njëra anë, është vërtetuar se përbërja dhe struktura e molekulave biopolimere përfaqësojnë një grup të vetëm për të gjitha qeniet e gjalla, i cili është mjaft i arritshëm për studimin e vetive fizike dhe kimike - të njëjtat ligje fizike dhe kimike rregullojnë si proceset abiogjenike ashtu edhe proceset e jetës. Nga ana tjetër, është vërtetuar specifika e jashtëzakonshme e gjallesave, e shfaqur jo vetëm në nivelet më të larta të organizimit të qelizave, por edhe në sjelljen e fragmenteve të sistemeve të gjalla në nivel molekular, gjë që pasqyron modelet e niveleve të tjera. Specifikimi i nivelit molekular të gjallesave qëndron në ndryshimin e rëndësishëm në parimet e veprimit të katalizatorëve dhe enzimave, në ndryshimin në mekanizmat e formimit të polimereve dhe biopolimereve, struktura e të cilave përcaktohet vetëm nga kodi gjenetik, dhe , më në fund, në faktin e tij të pazakontë: shumë reaksione kimike të reduktimit të oksidimit në një qelizë të gjallë mund të ndodhin pa kontakt të drejtpërdrejtë midis molekulave që reagojnë. Kjo do të thotë se transformimet kimike mund të ndodhin në sistemet e gjalla që nuk janë zbuluar në botën e pajetë.
Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAC) ka njoftuar se cilët emra i konsideron më të përshtatshëm për katër elementët e rinj të tabelës periodike. Rekomandohet të emërtoni një prej tyre për nder të fizikanit rus, akademikut Yuri Oganesyan. Pak para kësaj, korrespondenti i KSh u takua me Yuri Tsolakovich dhe bëri një intervistë të gjatë me të. Por IUPAC po kërkon nga shkencëtarët që të mos komentojnë deri më 8 nëntor, kur do të shpallen zyrtarisht emrat e rinj. Pavarësisht se emri i kujt figuron në tabelën periodike, mund të themi: Rusia është bërë një nga liderët në garën e transuraniumit, e cila vazhdon për më shumë se gjysmë shekulli.
Yuri Oganesyan. Specialist në fushën e fizikës bërthamore, akademik i Akademisë së Shkencave Ruse, drejtor shkencor i Laboratorit të Reaksioneve Bërthamore në JINR, drejtues i Departamentit të Fizikës Bërthamore në Universitetin e Dubnës. Si nxënës i Georgy Flerov-it ka marrë pjesë në sintezën e ruterfordiumit, dubniumit, detargjiumit, bohriumit etj. Ndër zbulimet e nivelit botëror është i ashtuquajturi. shkrirje e ftohtë bërthama, të cilat doli të ishin një mjet jashtëzakonisht i dobishëm për krijimin e elementeve të rinj.
Në vijat e poshtme të tabelës periodike mund të gjeni lehtësisht uraniumin, numri i tij atomik është 92. Të gjithë elementët e mëvonshëm nuk ekzistojnë në natyrë tani dhe u zbuluan si rezultat i eksperimenteve shumë komplekse.
Fizikanët amerikanë Glenn Seaborg dhe Edwin MacMillan ishin të parët që krijuan një element të ri. Kështu lindi plutoniumi në vitin 1940. Më vonë, së bashku me shkencëtarë të tjerë, Seaborg sintetizoi americium, kurium, berkelium... Vetë fakti i zgjerimit të sistemit periodik nga njeriu është në një farë kuptimi i krahasueshëm me një fluturim në hapësirë.
Vendet kryesore të botës kanë hyrë në garë për të krijuar bërthama super të rënda (nëse dëshirohet, mund të bëhet një analogji me garën hënore, por këtu vendi ynë ka më shumë gjasa të fitojë). Në BRSS, elementi i parë i transuraniumit u sintetizua në vitin 1964 nga shkencëtarët nga Instituti i Përbashkët për Kërkime Bërthamore (JINR) në Dubna, Rajoni i Moskës. Ishte elementi i 104-të - i quajtur rutherfordium. Projekti u drejtua nga një nga themeluesit e JINR, Georgiy Flerov. Në tabelë është përfshirë edhe emri i tij: flerovium, 114. Dhe elementi i 105-të quhej dubnium.
Yuri Oganesyan ishte një student i Flerov dhe mori pjesë në sintezën e rutherfordiumit, dhe më pas dubniumit, seaborgiumit, bohriumit... Sukseset e fizikantëve tanë e bënë Rusinë lider në garën e transuraniumit së bashku me SHBA-të, Gjermaninë, Japoninë (dhe ndoshta i pari mes të barabartëve).
Elementët e rinj në fjalë - 113, 115, 117, 118 - u sintetizuan në 2002-2009 në JINR në ciklotron U-400. Në përshpejtuesit e këtij lloji, rrezet e grimcave të ngarkuara të rënda - protonet dhe jonet - përshpejtohen duke përdorur frekuencë të lartë fushe elektrike, për t'i përplasur më pas me njëri-tjetrin ose me një objektiv dhe për të studiuar produktet e kalbjes së tyre.
Të gjitha eksperimentet u kryen nga bashkëpunime ndërkombëtare pothuajse njëkohësisht në vende të ndryshme. Për shembull, shkencëtarët nga Instituti Japonez RIKEN sintetizuan elementin e 113-të në mënyrë të pavarur nga të tjerët. Si rezultat, atyre iu dha përparësia e hapjes.
Një elementi të ri kimik fillimisht i jepet një emër i përkohshëm, që rrjedh nga numri latin. Për shembull, ununoctium është "njëqind e tetëmbëdhjetë". Pastaj ekipi shkencor - autori i zbulimit - i dërgon propozimet e tij IUPAC. Komisioni po shqyrton argumentet pro dhe kundër. Në veçanti, ajo rekomandon respektimin e rregullave të mëposhtme: “Elementet e sapo zbuluara mund të emërtohen: (a) sipas një karakteri ose koncepti mitologjik (përfshirë një objekt astronomik); (b) me emrin e një minerali ose një substance të ngjashme; (c) me emrin e një lokaliteti ose zonës gjeografike; (d) në përputhje me vetitë e elementit ose (e) me emrin e shkencëtarit..."
Emrat duhet të jenë të lehtë për t'u shqiptuar në shumicën e gjuhëve. gjuhët e njohura dhe përmbajnë informacion që lejon një element të klasifikohet pa mëdyshje. Për shembull, të gjitha transuranët kanë simbole me dy shkronja dhe përfundojnë me "-iy" nëse janë metale: rutherfordium, dubnium, seaborgium, bohrium...
Nëse dy elementët e rinj (115 dhe 118) do të marrin emra "rusë", do të bëhet e qartë në nëntor. Por ka ende shumë eksperimente përpara, sepse sipas hipotezës së ishujve të stabilitetit, ka elementë më të rëndë që mund të ekzistojnë për një kohë relativisht të gjatë. Ata madje po përpiqen të gjejnë elementë të tillë në natyrë, por do të ishte më e saktë nëse Oganesyan i sintetizon ato në një përshpejtues.
Dosja mbi elementet e reja
Numri serial: 113
Si dhe nga kush u zbulua: një objektiv i americium-243 u bombardua me jone kalciumi-48 dhe u përftuan izotopë ununpentium, të cilët u zbërthyen në izotope të elementit 113. Sintetizuar në vitin 2003.
Prioriteti i hapjes: Instituti i Kërkimeve Fizike dhe Kimike (RIKEN), Japoni.
Emri aktual: i pangopur.
Pronat e synuara: metal i shkrirë i rëndë.
Emri i sugjeruar: nihonium (Nh). Ky element ishte i pari që u zbulua në Azi në përgjithësi dhe në Japoni në veçanti. "Nihonii" është një nga dy opsionet për vetë-emrin e vendit. "Nihon" përkthehet "toka e diellit në rritje".
Numri serial: 115
Si dhe nga kush u zbulua: Objektivi i americium-243 u bombardua me jone kalciumi-48. Sintetizuar në vitin 2003. Prioriteti në zbulim: bashkëpunimi i përbërë nga JINR (Rusi), Laboratori Kombëtar i Livermore (SHBA) dhe Laboratori Kombëtar Oak Ridge (SHBA).
Emri aktual: ununpentium.
Pronat e synuara: metal i ngjashëm me bismutin.
Emri i sugjeruar: moscovium (Moscovium, Mc). IUPAC miratoi emrin "Moska" për nder të rajonit të Moskës, ku ndodhen Dubna dhe JINR. Kështu, ky qytet rus mund të lërë gjurmën e tij në tabelën periodike për herë të dytë: dubnium prej kohësh është quajtur zyrtarisht elementi i 105-të.
Numri serial: 117
Si dhe nga kush u zbulua: një objektiv berkelium-249 u bombardua me jone kalcium-48. Sintetizuar në vitin 2009. Prioriteti për zbulim: JINR, Livermore, Oak Ridge.
Emri aktual: ununseptium.
Pronat e synuara: zyrtarisht i referohet halogjeneve si jodi. Pronat aktuale nuk janë përcaktuar ende. Me shumë mundësi, ai kombinon karakteristikat e një metali dhe një jometali.
Emri i sugjeruar: Tenesina (Ts). Në njohje të kontributit të shtetit të Tenesit, SHBA, duke përfshirë Laboratorin Kombëtar Oak Ridge, Universitetin Vanderbilt dhe Universitetin e Tenesit, në sintezën e transuraniumeve.
Numri serial: 118
Si dhe nga kush u zbulua: një objektiv Californium-249 u bombardua me kalcium-48. Sintetizuar në 2002. Prioriteti në zbulim: JINR, Livermore.
Emri aktual: ununoctium.
Pronat e synuara: Nga karakteristikat kimike i referohet gazeve inerte.
Emri i sugjeruar: oganesson (Oganesson, Og). Për nder të mbikëqyrës shkencor Laboratori i Reaksioneve Bërthamore të JINR Yuri Oganesyan, i cili dha një kontribut të madh në studimin e elementeve super të rëndë. Diskutimi publik për emrat e mundshëm do të zgjasë deri më 8 nëntor dhe më pas komisioni do të marrë një vendim përfundimtar.
në "Macja e Schrodingerit"
Po ngarkohet...