Yeni kimyasal elementlerin sentezinde ilerleme. Nükleer yükün değiştiği reaksiyonlar. Yeni unsurların sentezlenmesi için hızlandırıcılar ve olanaklar. Yeni elementlerin adını kim buldu?

Periyodik tabloya en son eklenenler henüz kendi isimleri olmayan 113 ve 115 numaralı elementlerdir.

Süper ağır elementlerin hazırlanması 113 ve 115 1. Bir kalsiyum-48 iyonu demeti (gösterilen) bir siklotronda yüksek hızlara hızlandırılır ve bir amerikyum-243 hedefine yönlendirilir.

2. Hedef atom amerikanyum-243'tür. Proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ve onu çevreleyen bulanık bir elektron bulutu

3. Çarpışmadan hemen önce hızlandırılmış kalsiyum-48 iyonu ve hedef atom (amerikyum-243)

4. Çarpışma anında seri numarası 115 olan yeni bir süper ağır element doğar ve yalnızca 0,09 saniye kadar yaşar.

5. Element 115, element 113'e bozunur, bu zaten 1,2 saniye sürer ve ardından yaklaşık 20 saniye süren dört alfa bozunumu zinciri boyunca gerçekleşir.

6. Alfa bozunumları zincirindeki son halkanın - 105. elementin (dubnium) diğer iki atoma kendiliğinden bozunması

Önde gelen iki Rus ve Amerikan nükleer araştırma merkezinden bilim adamları silahlanma yarışını terk ettiler ve sonunda işe koyulduktan sonra iki yeni unsur yarattılar. Bağımsız araştırmacıların sonuçları onaylaması halinde yeni elementlere "ununtrium" ve "ununpentium" adı verilecek. Dünyanın dört bir yanındaki kimyagerler ve fizikçiler, çirkin isimlere aldırış etmeden bu başarıdan duydukları memnuniyeti dile getiriyorlar. Ken Moody, Livermore merkezli Amerikan ekibinin başkanı ulusal laboratuvar Lawrence şöyle diyor: "Böylece periyodik tablo için yeni perspektifler açılıyor."

Moody'nin bahsettiği periyodik tablo, ikiden fazla kimyagerin aynı anda buluşabileceği her odanın duvarlarını süsleyen tanıdık bir posterdir. Hepimiz lisede ya da üniversitenin ilk yıllarında kimya derslerinde çalışmıştık. Bu tablo, çeşitli öğelerin neden bir şekilde birleşip başka bir şekilde birleşmediğini açıklamak için oluşturulmuştur. Kimyasal elementler atom ağırlığına ve kimyasal özelliklerine tam olarak uygun olarak yerleştirilir. Bir öğenin göreceli konumu, diğer öğelerle gireceği ilişkilerin tahmin edilmesine yardımcı olur. 113. ve 115.'nin yaratılışından sonra toplam sayı bilim tarafından bilinen elementlerin sayısı 116'ya ulaştı (sentezi 2002'de Dubna'da gözlemlenen, ancak bu keşif henüz resmi olarak onaylanmayan 118 seri numaralı elementi sayarsak 117, - PM editörleri).

Periyodik tablonun yaratılış tarihi 1863'te başladı (ancak daha önce çekingen girişimlerde bulunulmuştu: 1817'de I.V. Döbereiner elementleri üçlüler halinde birleştirmeye çalıştı ve 1843'te L. Gmelin bu sınıflandırmayı dörtlü ve beşlilerle genişletmeye çalıştı. - Editör " PM"), genç Fransız jeolog Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois, o dönemde bilinen tüm elementleri atom ağırlıklarına göre bir zincir halinde düzenlediğinde. Daha sonra silindirin etrafına bu listeyi içeren bir şerit sardı ve kimyasal olarak benzer elementlerin sütunlar halinde dizildiği ortaya çıktı. Deneme yanılma yöntemiyle karşılaştırıldığında - tek araştırma yaklaşımı O zamanın kimyagerleri tarafından kullanılan bu kurdeleli numara, ciddi pratik sonuçlar getirmese de ileriye doğru radikal bir adım gibi görünüyordu.

Aynı sıralarda genç İngiliz kimyager John A.R. Newlands da aynı şekilde deneyler yaptı göreceli konum unsurlar. Kimyasal grupların her sekiz elementte bir tekrarlandığını belirtti (notlar gibi, bu nedenle yazar keşfini "oktav kanunu" olarak adlandırdı - PM editörleri). Büyük bir keşfin ileride olduğuna inanarak İngiliz Kimya Derneği'ne gururla bir mesaj iletti. Ne yazık ki! Bu toplumun daha yaşlı, daha muhafazakar üyeleri bu fikri saçma ilan ederek öldürdüler ve bu fikir yıllarca unutulmaya mahkum edildi. (Muhafazakar bilim adamlarını çok fazla suçlamamalısınız - "oktav yasası" yalnızca ilk on yedi elementin özelliklerini doğru bir şekilde öngördü. - PM editörleri).

Rusya'nın canlanması

19. yüzyılda mübadele bilimsel bilgişimdiki kadar aktif değildi. Bu nedenle unutulan fikrin yeniden canlanmasının üzerinden beş yıl daha geçmesi şaşırtıcı değil. Bu sefer bu fikir Rus kimyager Dmitry Ivanovich Mendeleev ve Alman meslektaşı Julius Lothar Meyer'e geldi. Birbirlerinden bağımsız çalışarak kimyasal elementleri yedi sütun halinde düzenleme fikrini ortaya attılar. Her elementin konumu kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre belirlendi. Ve burada, de Chancourtois ve Newlands'in daha önce fark ettiği gibi, elementler kendiliğinden "kimyasal aileler" olarak adlandırılabilecek gruplar halinde birleşti.

Mendeleev olup bitenlerin anlamına daha derinlemesine bakmayı başardı. Sonuç, henüz keşfedilmemiş öğelerin tam olarak nerede aranacağını gösteren boş hücrelerin bulunduğu bir tabloydu. O zamanlar bilim adamlarının atomun yapısı hakkında hiçbir fikrinin olmadığını hatırlarsak, bu anlayış daha da fantastik görünüyor.

Sonraki yüzyılda periyodik tablo giderek daha bilgilendirici hale geldi. Burada gösterilen basit diyagramdan, özgül ağırlığı, manyetik özellikleri, erime ve kaynama noktalarını içeren devasa bir tabakaya dönüşmüştür. Buraya bina hakkında bilgi de ekleyebilirsiniz. elektron kabuğu atomun yanı sıra izotopların atom ağırlıklarının bir listesi, yani birçok elementin sahip olduğu daha ağır veya daha hafif ikizler.

Yapay unsurlar

Periyodik tablonun ilk versiyonlarının kimyacılara getirdiği belki de en önemli haber, henüz keşfedilmemiş elementlerin nerede bulunduğunun belirtilmesiydi.

20. yüzyılın başlarında fizikçiler arasında atomların genel olarak düşünüldüğü gibi bir yapıya sahip olmadığı yönündeki şüpheler artmaya başladı. Bunların kesinlikle yekpare toplar olmadığı, daha ziyade boş uzaya uzanan hacimsel yapılar olduğu gerçeğiyle başlayalım. Mikro dünya hakkındaki fikirler ne kadar netleşirse, boş hücreler de o kadar hızlı doluyor.

Tablodaki boşlukların doğrudan gösterilmesi, henüz keşfedilmemiş ancak doğada gerçekten mevcut olan elementlerin araştırılmasını kökten hızlandırdı. Ancak atom çekirdeğinin yapısını yeterince tanımlayan doğru bir teori oluşturulduğunda, yeni yaklaşım Periyodik tabloyu "tamamlamak" için. Mevcut metalleri yüksek enerjili temel parçacık akışlarıyla ışınlayarak "yapay" veya "sentetik" elementler oluşturmak için bir teknik oluşturuldu ve test edildi.

Çekirdeğe elektriksel olarak yüksüz nötronlar eklerseniz element ağırlaşır ancak kimyasal davranışı değişmez. Ancak atom ağırlığı arttıkça elementler giderek daha kararsız hale gelir ve kendiliğinden bozunma yeteneği kazanır. Bu gerçekleştiğinde, bazı serbest nötronlar ve diğer parçacıklar çevredeki boşluğa dağılır, ancak protonların, nötronların ve elektronların çoğu yerinde kalır ve daha hafif elementler biçiminde yeniden düzenlenir.

Masaya yeni gelenler

Bu Şubat ayında, LLNL (Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı) ve Rusya Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nden (JINR) araştırmacılar, yukarıda açıklanan atom bombardımanı tekniğini kullanarak tamamen yeni iki element elde ettiler.

Bunlardan ilki, element 115, amerikanyumun radyoaktif kalsiyum izotopuyla bombardıman edilmesinden sonra elde edildi. (Referans olarak, günlük yaşamda yaygın olarak bulunmayan bir metal olan amerikyum, yaygın yangın alarmlarının duman dedektörlerinde kullanılır.) Bombardıman, 115 numaralı elementin dört atomunu üretti, ancak 90 milisaniye sonra bunlar parçalanarak başka bir yeni doğan element 113'ü yarattı. Bunlar Dört atom, bilimin zaten bildiği daha hafif elementlerin oluşmasından önce neredeyse bir buçuk saniye yaşadı. Yapay elementler nadiren uzun ömürlüdür; doğal istikrarsızlıkları, çekirdeklerindeki aşırı proton ve nötron sayısının bir sonucudur.

Ve şimdi - tuhaf isimlerine gelince. Birkaç yıl önce, merkezi Research Triangle Park, N.C.'de bulunan Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) yeni kimyasal elementlere kültürel açıdan tarafsız isimler verilmesi gerektiğine karar verdi. Periyodik tablodaki bu elementin seri numarasının Latince telaffuzunu kullanırsanız böyle bir tarafsızlık elde edilebilir. Böylece 1, 1, 5 sayıları “un, un, pent” olarak okunacak ve dilsel tutarlılık sağlamak amacıyla “ium” sonuna eklenecektir. (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği nihai adını onaylayana kadar elemente geçici olarak tarafsız bir Latince isim ve buna karşılık gelen üç harfli bir sembol verilir. Kuruluşun 2002'de yayınlanan yönergesi, kaşiflerin bir element için isim önermede önceliğe sahip olduğu yönündedir. Yeni öğe, geleneğe göre, öğeler mitolojik olaylar veya karakterlerden sonra adlandırılabilir (dahil gök cisimleri), mineraller, coğrafi bölgeler, elementin özellikleri, ünlü bilim adamları. - Yayın Kurulu "PM").

Bu yeni elementler çok uzun yaşamasa ve laboratuvarların duvarları dışında bulunmasa bile, bunların yaratılması, boş hücreleri doldurmaktan ve bilim tarafından bilinen toplam element sayısını arttırmaktan daha fazlası anlamına geliyor. Livermore Şefi Moody şöyle diyor: "Bu keşif, kimyanın temel prensiplerinin uygulanabilirliğini genişletmemize olanak tanıyor ve kimyadaki yeni ilerlemeler, yeni malzemelerin yaratılmasına ve yeni teknolojilerin geliştirilmesine yol açıyor."

Yirminci yüzyılda Periyodik Tablonun ana alt gruplarının unsurları, alt alt gruplarda yer alan unsurlara göre daha az popülerdi. Lityum, bor ve germanyum kendilerini pahalı komşularının (altın, paladyum, rodyum ve platinin) gölgesinde buldu. Elbette, ana alt gruplara ait elementlerin klasik kimyasal özelliklerinin, geçiş metali komplekslerinin katıldığı hızlı ve zarif süreçlerle karşılaştırılamayacağını kabul etmek gerekir (bu reaksiyonların keşfi için birden fazla ödül verilmiştir). Nobel Ödülü). 1970'lerin başında kimyacılar arasında genel olarak ana alt gruplara ait elementlerin zaten tüm sırlarını açığa çıkardığı ve bunların çalışmalarının aslında zaman kaybı olduğu yönünde bir görüş vardı.

Gizli kimyasal devrim

Bu makalenin yazarı öğrenciyken (1992'de Kazan Üniversitesi'nden diploma aldı), kendisi ve sınıf arkadaşlarının çoğu kimya okudu. P-elemanlar en sıkıcı bölüm gibi görünüyordu. (Unutma ki S-, P- Ve D-elementler sırasıyla değerlik elektronları dolu olan elementlerdir S-, P- Ve D-orbitaller.) Bize bu elementlerin hangi biçimde bulunduğu söylendi. yer kabuğu, izolasyonları için yöntemler öğrettiler, fiziksel özellikler, tipik oksidasyon durumları, kimyasal özellikler ve pratik uygulamalar. Kimya olimpiyatlarına katılan ve tüm bu yararlı bilgileri okul çocuğu olarak öğrenenler için bu iki kat sıkıcıydı. Belki de bu yüzden bizim zamanımızda bölüm değil organik kimya Bir uzmanlık seçerken pek popüler değildi - hepimiz, maddelerin akla gelebilecek ve akıl almaz tüm dönüşümlerini katalize eden, kimyaya gelen geçiş metalleri çağından bahsettikleri organik veya organoelement uzmanlarına ulaşmaya çalıştık.

O zamanlar bilgisayar ya da internet yoktu; tüm bilgileri yalnızca kimya konulu soyut dergilerden ve kütüphanemizin abone olduğu bazı yabancı dergilerden alıyorduk. Ne biz ne de öğretmenlerimiz, 1980'lerin sonunda ana alt grupların elementlerinin kimyasında bir yeniden doğuşun ilk işaretlerinin zaten fark edilir hale geldiğini bilmiyorduk. O zaman egzotik formlar elde etmenin mümkün olduğunu keşfettiler P-elementler - düşük koordineli ve düşük oksitlenmiş hallerde silikon ve fosfor, ancak aynı zamanda oda sıcaklığında oldukça stabil olan bileşikler oluşturma yeteneğine sahiptir. Her ne kadar onlar hakkında pratik uygulama o anda hiçbir konuşma yapılmadı, bu maddelerin sentezinin ilk başarılı örnekleri, ana alt grupların elementlerinin kimyasının biraz hafife alındığını ve belki de zamanın geleceğini gösterdi. P-elementler gölgelerden ortaya çıkabilecek D- ve hatta F-elementler. Sonunda olan buydu.

1981 yılı ana alt grupların unsurlarına dönüşün başlangıç ​​noktası olarak değerlendirilebilir. O zamanlar, kararlı bir ikili veya üçlü bağın ancak bu kimyasal bağın ortaklarından birinin (veya daha iyisi her ikisinin de) ikinci periyodun bir unsuru olması durumunda oluşabileceği fikrini çürüten üç kadar makale yayınlandı. Bu "çift bağ kuralı" ilk olarak Wisconsin Üniversitesi'nden Robert West tarafından çürütüldü; bu grupta, herkesin bildiği, daha ağır bir alken analoğu olan, silikon-silikon çift bağına sahip bir bileşik olan stabil sileni sentezleyen ilk kişi oldular. organik kimyadan ( Bilim, 1981, 214, 4527, 1343–1344, doi: 10.1126/science.214.4527.1343). Kısa bir süre sonra, Masaaki Yoshifuji'nin yönetimi altında çalışan Tokyo Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, fosfor-fosfor çift bağına sahip bir bileşiğin sentezini bildirdiler ( , 1981, 103, 15, 4587–4589; doi:10.1021/ja00405a054). Aynı yıl, Stuttgart Üniversitesi'nden Gerd Becker, karboksilik asit nitrillerin fosfor içeren bir analoğu olarak kabul edilebilecek, fosfor-karbon üçlü bağına sahip bir bileşik olan stabil bir fosfaalkin elde etmeyi başardı ( Zeitschrift für Naturforschung B, 1981, 36, 16).

Fosfor ve silikon üçüncü periyodun elementleridir, dolayısıyla kimse onlardan böyle bir yetenek beklemiyordu. İkinci bileşikte fosfor atomu koordinatif olarak doymamıştır ve bu onun veya analoglarının katalizör olarak kullanım alanı bulacağını ummamıza olanak sağlamıştır. Umudun nedeni, katalizörün asıl görevinin aktive edilmesi gereken substrat molekülüyle temasa geçmek olmasıydı; bunu yalnızca reaktifin kolayca yaklaşabileceği moleküller yapabilir ve çoğu kimyacının aşina olduğu fosfatlarda fosfor bulunur. Etrafı dört grupla çevrelenmiş bir atomun erişilebilir bir merkez olarak adlandırılması hiçbir şekilde mümkün değildir.

Önemli olan hacimsel ortamdır

1981'de yayınlanan üç sentezin tümü başarılı oldu çünkü yeni, egzotik bileşiklerindeki ana alt grup elementlerini çevreleyen ikame ediciler doğru seçilmişti (geçiş metali kimyasında ikame edicilere ligandlar adı verildi). West, Yoshifuji ve Becker tarafından elde edilen yeni türevlerin ortak bir yanı vardı: ana alt grupların elementleriyle ilişkili hacimli ligandlar, başka koşullar altında stabil olmayacak, düşük koordineli bir durumda stabilize edilmiş silikon veya fosfor. Toplu ikame ediciler, silikon ve fosforu havadaki oksijen ve sudan korur ve aynı zamanda bunların orantısızlık reaksiyonuna girmesini ve tipik oksidasyon durumlarını (silikon ve fosfor için sırasıyla +4 ve +5) ve koordinasyon sayılarını (dört adet) almasını önler. her iki öğe). Böylece silen, dört büyük mesitil grubu (mesitil 1,3,5-trimetilbenzendir) ve fosfaalkin, büyük bir tert-bütil ikame edicisi ile stabilize edildi.

Hacimli ligandların aşağıdaki bileşikleri oluşturduğu netleştikten sonra P-elementler yok yüksek derece oksidasyon ve/veya düşük koordinasyon sayısı nedeniyle, diğer bilim adamları ana alt grupların elementlerinin yeni, olağandışı türevlerini elde etme çalışmalarına dahil olmaya başladılar. 2000’li yıllardan bu yana hemen hemen her sayıda Bilim(ve derginin 2009'da ortaya çıkışından bu yana Doğa Kimyası- hemen hemen her sayıda) ana alt grupların bir unsuruyla bazı egzotik kombinasyonlar rapor edilmektedir.

Bu nedenle, yakın zamana kadar hiç kimse, karbenlerin silikon içeren eşdeğerleri olan stabil sililenlerin elde edilmesinin ve karakterize edilmesinin mümkün olacağını düşünemezdi.

Karbenler, iki değerlikli ve çift koordineli karbon atomunun ya bir çift elektrona (daha kararlı bir tekli karben) ya da iki ayrı eşleşmemiş elektrona (daha reaktif bir üçlü karben) sahip olduğu oldukça reaktif türlerdir. 2012 yılında, Avustralya'nın Monash Üniversitesi'nden Cameron Jones ve Oxford ve University College London'dan meslektaşları ilk tekli silileni tanımladılar; içindeki iki değerlikli silikon, hacimli bir bor ligandı ile stabilize edilmiştir ( Amerikan Kimya Derneği Dergisi, 2012, 134, 15, 6500–6503, doi: 10.1021/ja301042u). Sililen kristal halde izole edilebilir ve 130°C'ye kadar sıcaklıklarda stabil kalması dikkat çekicidir. Ancak çözeltide, karbenin silikon analoğu, sileni oluşturmak üzere dimerize olur veya silen ile birleştirilir. C-H bağlantıları karben analoglarının kimyasal özelliklerini yeniden üreten alkanlar.

Kimyacılar ana alt grupların elementlerini içeren yeni organik bileşikler elde etmeye devam ediyor. Özellikle, iyi bilinen bir yapıdaki ikinci döneme ait bir elementi, daha eski bir döneme ait benzer bir elementle değiştirmeye çalışıyorlar (Chemscope'un bu sayısı, ilk sentezlenen organik maddelerden birinin fosfor içeren bir analogunun hazırlanmasından bahsediyor) maddeler). Diğer bir yön ise biraz nadir pul toplamaya benziyor, sadece pulların yerine kimyasal yapılar var. Örneğin, 2016 yılında Oxford'dan Alexander Hinz, dört farklı piktojenin (grup 5 elementleri) atomlarını içeren bir döngü elde etmeye çalıştı. ana alt grup nitrojenden bizmut'a). Sorunu tam olarak çözemedi; doğrusal yapıya sahip molekül bir döngüye kapanmadı. Bununla birlikte, beşten dördünü içeren benzersiz Sb-N-As = P zincirine sahip molekül de etkileyicidir. P- nitrojen alt grubunun elemanları ( Kimya. Bir Avrupa Dergisi, 2016, 22, 35, 12266–12269, doi: 10.1002/chem.201601916).

Elbette, ana alt grupların elementlerinin egzotik türevlerinin sentezinden sadece “kimyasal toplama” olarak bahsetmek imkansızdır, çünkü iyi bilinen analogların üretimi organik bileşikler Daha eski dönemlere ait unsurları içeren bu elementler, kimyasal bağların yapısına ilişkin teorilerin açıklığa kavuşturulması açısından kesinlikle önemlidir. Kimyagerlerin ilgisinin tek nedeni elbette bu değil. Bu maddelerin pratikte kullanılabileceği alanları bulma arzusu, ana alt grupların elementlerinin kimyasındaki rönesansın tam da nedenidir.

1980'li yıllarda düşük koordinasyonun gözlendiği ilk maddelerin sentezinden sonra P Kimyacılar bu tür koordinatif olarak doymamış bileşiklerin birçok reaksiyonu geçiş metali kompleksleriyle aynı şekilde katalize edebileceğini umuyorlardı. Pahalı platin ve paladyum bileşiklerini yalnızca ana alt grupların elemanlarını içeren moleküllerle değiştirmek çok cazip olacaktır. Bu bin yılda zaten ortaya çıkan olağandışı bileşiklerin özellikleri hakkında bilgi P-elementler teorik tahminleri doğruladı. Birçoğunun hidrokarbonları, moleküler hidrojeni ve karbondioksiti aktive ettiği ortaya çıktı.

Geçiş metalleri neden kötüdür?

Öyle görünüyor ki, geçiş metali türevleri tarafından uzun süredir mükemmel şekilde hızlandırılan işlemler için neden yeni katalizörler geliştirilsin? Ayrıca geçiş elementlerinin organometalik kimyası da yerinde durmuyor; sürekli yeni yönler açılıyor tepkime D-elementler. Ancak asil geçiş metallerinin dezavantajları vardır. Her şeyden önce fiyat: Organik ve organoelement bileşiklerinin dönüşümü için en etkili katalizörler rodyum, platin ve paladyum kompleksleridir. İkinci zorluk ise doğal platin ve paladyum rezervlerinin tükenmesidir. Son olarak platin veya paladyum katalizörleriyle ilgili bir başka sorun da yüksek toksisitedir. Bu özellikle ilaç elde edilirken geçerlidir, çünkü bunların fiyatları, bir maddenin eser miktardaki geçiş metallerinden bile saflaştırılmasının maliyeti nedeniyle önemli ölçüde artmaktadır. Yeni katalizörlere geçiş, ilaç maddesinin maliyetini en azından önemli ölçüde azaltacak ve muhtemelen hedef reaksiyon ürününün saflaştırılmasını basitleştirecektir.

Ana alt grupların elementlerine dayanan katalizörlerin kullanımının sağlayabileceği ek avantajlar vardır. Böylece bilinen bazı reaksiyonların daha ılıman şartlarda gerçekleşmesi mümkündür, bu da enerji tasarrufu sağlanması anlamına gelmektedir. Örneğin, 1981 yılında, ilk silenin sentezi ve özellikleri üzerine yaptığı çalışmada Jones, silikon-silisyum çift bağına sahip bir bileşiğin hidrojeni oda sıcaklığından bile daha düşük sıcaklıklarda aktive edebildiğini, oysa mevcut endüstriyel hidrojenasyon işlemlerinin yüksek sıcaklıkların kullanımı.

Yeni milenyumda keşfedilen önemli kimyasal işlemlerden biri, germanyum içeren bir alkin analoğu olan digermin yardımıyla moleküler hidrojenin aktivasyonudur ( Amerikan Kimya Derneği Dergisi, 2005, 127, 12232–12233, doi: 10.1021/ja053247a). Sıradan gibi görünen bu süreç iki nedenden dolayı ilgi çekicidir. İlk olarak, alkinlerin ve germinlerin yapısındaki benzerliğe rağmen, hidrojen, karbon-karbon üçlü bağına sahip hidrokarbonların senaryo karakteristiğine göre değil (üçlü bağın atomlarının her birine hidrojen bağlanır ve germin, germinlere dönüşür) ikincisiyle reaksiyona girer. germene), ancak geçiş metali atomları için tipik bir mekanizmaya göre. Bir hidrojen molekülünün bir elemente bağlanması ve iki yeni E-H bağının (açıklanan durumda Ge-H) oluşması sonucu oluşan bu mekanizmaya oksidatif katılma adı verilir ve geçiş metallerini içeren birçok katalitik işlemde anahtar bir aşamadır. İkincisi, H2 en basit ve en basit molekül gibi görünse de, kimyasal bağ içinde - iki özdeş element arasında ortaya çıkabilecek en güçlüsü, bu nedenle bu bağın kırılması ve buna bağlı olarak katalitik hidrojenasyon işlemlerinde hidrojenin aktivasyonu çok uzaktır. basit görev Kimyasal teknoloji açısından.

Alıcıyı bağışçı yapmak mümkün mü?

Bir elementin oksidatif hidrojen ilavesine uğraması için (Periyodik Tabloda nerede bulunduğuna bakılmaksızın) belirli özelliklere sahip olması gerekir. elektronik yapı. Proses E + H 2 = N-E-N gidecek yalnızca element koordinatif olarak doymamışsa ve boş yörüngesi moleküler hidrojenden elektronları kabul edebiliyorsa. Üstelik bu serbest yörüngenin enerjisi, hidrojenin elektron içeren moleküler yörüngesinin enerjisine yakın olmalıdır. Homojen metal kompleksi katalizi alanındaki ilerleme, esas olarak kimyagerlerin, bir metalle ilişkili ligandların yapısını değiştirerek, yörüngelerinin enerjisini değiştirebilmeleri ve böylece onları reaksiyona katılan kesin olarak tanımlanmış maddelere "ayarlayabilmeleri" ile açıklanmaktadır. . Uzun zamandır yörüngelerin enerjisinin bu kadar yumuşak bir şekilde ayarlanmasının yalnızca D-elementler, ancak son on yılda ortaya çıktı ki P-elementler de. Araştırmacılar en büyük umutlarını ligandların pençe gibi koordinasyon merkezini kavradığı nitrojen içeren komplekslere bağlıyorlar (bunlara Latince "şelatlayıcı ligandlar" deniyor). merhaba, pençe) ve nispeten yeni bir ligand sınıfıyla - N-heterosiklik karbenler.

İkincisinin başarılı bir örneği, San Diego'daki Kaliforniya Üniversitesi'nden Guy Bertrand'ın bu ligandların bor atomunu stabilize ettiği çalışmasıdır ( Bilim, 2011, 33, 6042, 610–613, doi: 10.1126/science.1207573). Tipik olarak dış katmanlarında yalnızca üç elektron içeren bor türevleri klasik elektron alıcısı (Lewis asidi) görevi görür. Gerçek şu ki bor, kararlı bir sekiz elektronlu kabuğa ulaşmak için beş elektrona daha ihtiyaç duyar, dolayısıyla kendi üçü ve üç üçüncü taraf elektronundan üç kovalent bağ oluşturabilir, ancak başka birinin elektronunu kabul ederek iki elektron daha alması gerekir. boş elektron hücrelerine eşleşir. Fakat N-heterosiklik karbenler o kadar güçlü elektron donörleridir ki onlarla ilişkili bor, alıcı olmaktan çıkar - o kadar "elektron açısından zengin" hale gelir ki bir Lewis asidinden bir Lewis bazına dönüşür. Yakın zamana kadar kimyagerler, iyi bilinen maddelerin özelliklerinde bu kadar önemli bir değişikliği tahmin bile edemiyorlardı. P-element. Bertrand'ın çalışmaları yalnızca teorik açıdan hala ilginç olsa da, günümüzde teoriden pratiğe geçiş oldukça hızlı gerçekleşiyor.

Kataliz ne kadar uzakta?

Yani sentezlendi son zamanlarda ana alt grupların elementlerinin türevleri, geçiş metali komplekslerini katalize eden anahtar reaksiyonlara girebilir. Ne yazık ki, yukarıda bahsedilen moleküler hidrojenin bir silikon veya bor atomuna oksidatif eklenmesi bile, tam bir katalitik döngü için geliştirilmesi gereken reaksiyonlar dizisinin yalnızca ilk adımıdır. Örneğin, mekanizması Wilkinson katalizörü varlığında hidrojen ekleme mekanizmasını yeniden üreten ana alt grupların bileşiklerinin varlığında hidrojenasyondan bahsediyorsak, o zaman hidrojen ile etkileşimden sonra P-element alken ile bir kompleks oluşturmalı, ardından hidrit transferi ve kompleksleşme meydana gelmeli... ve sonuçta nihai ürünün oluşumuna ve katalitik olarak aktif türlerin yenilenmesine yol açacak tüm diğer adımlar gerçekleşmelidir. Ancak o zaman bir katalizör parçacığı hedef ürünün onlarca, yüzlerce ve hatta binlerce molekülünü üretecektir. Ancak böyle bir katalitik döngünün çalışabilmesi için daha birçok sorunun çözülmesi gerekir - oksidatif ekleme sonucu oluşan element-hidrojen bağı çok güçlü olmamalıdır (aksi takdirde hidrit transferi meydana gelmez), eklenen element hidrojenin bir alken vb. ile etkileşimi için düşük koordineli bir durumu koruması gerekir. Bir anı kaçırırsanız katalizör ortadan kaybolacaktır P- davranışının benzerliğine rağmen eleman çalışmayacaktır. D-Bazı süreçlerdeki unsurlar.

Ana alt grupların elementlerinin bileşiklerinin metal kompleksi katalizinden katalize geçişinin çok zor bir iş olduğu ve tamamlanmaktan çok uzak olduğu görülebilir. Ancak kimyaya ilgi P-elementler ve sentetik kimyagerlerin platin veya paladyum katalizörlerini başka bir şeyle değiştirme arzusu, kesinlikle bu yönde bir atılım sağlayacaktır. Önümüzdeki on yıl içinde ana alt grupların koordinatif olarak doymamış elementlerine dayalı katalizörlerin varlığından haberdar olma ihtimalimiz var.

Ocak 2016'da Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan fizikçiler, eylemsiz kontrollü termonükleer füzyonda ilerleme bildirdiler. yardımıyla yeni teknoloji Bilim adamları bu tür tesislerin verimliliğini dört katına çıkarmayı başardılar. Araştırma sonuçları Nature Physics dergisinde yayınlandı ve Livermore Ulusal Laboratuvarı ve San Diego'daki California Üniversitesi tarafından kısaca rapor edildi. Lenta.ru yeni başarılardan bahsediyor.

İnsanlar uzun zamandır hidrokarbon enerji kaynaklarına (kömür, petrol ve gaz) alternatif bulmaya çalışıyorlar. Yanan yakıt çevreyi kirletiyor çevre. Rezervleri hızla azalıyor. Bu durumdan çıkış yolu bağımlılıktır su kaynakları iklim ve havanın yanı sıra termonükleer enerji santrallerinin oluşturulması. Bunu yapabilmek için insanlar için gerekli enerjiyi açığa çıkaran termonükleer füzyon reaksiyonlarının kontrol edilebilirliğini sağlamak gerekir.

Termonükleer reaktörlerde hafif elementlerden ağır elementler sentezlenir (döteryum ve trityumun füzyonu sonucu helyum oluşumu). Geleneksel (nükleer) reaktörler ise tam tersine, ağır çekirdeklerin daha hafif olanlara bozunması üzerinde çalışır. Ancak füzyon için hidrojen plazmasını termonükleer sıcaklıklara (Güneş'in çekirdeğindekiyle yaklaşık olarak aynı - yüz milyon santigrat derece veya daha fazla) ısıtmak ve kendi kendini idame ettiren bir reaksiyon oluşana kadar onu denge durumunda tutmak gerekir.

Gelecek vaat eden iki alanda çalışmalar yürütülüyor. Birincisi ısıtılmış plazmanın sınırlandırılması olasılığı ile ilişkilidir. manyetik alan. Bu tip reaktörler arasında bir tokamak (manyetik bobinli toroidal bir oda) ve bir yıldızlaştırıcı bulunur. Tokamak'ta, bir yıldızlaştırıcıda, toroidal bir kordon şeklindeki bir plazmadan bir elektrik akımı geçirilir, harici bobinler tarafından bir manyetik alan indüklenir.

Fransa'da yapım aşamasında olan ITER (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör) bir tokamaktır ve Aralık 2015'te Almanya'da fırlatılan Wendelstein 7-X bir yıldızdır.

Kontrollü termonükleer füzyonun ikinci umut verici yönü lazerlerle ilişkilidir. Fizikçiler, maddeyi hızlı bir şekilde gerekli sıcaklık ve yoğunluklara ısıtmak ve sıkıştırmak için lazer radyasyonunun kullanılmasını önermektedir, böylece eylemsiz olarak sınırlandırılmış plazma durumunda termonükleer bir reaksiyonun oluşmasını sağlar.

Atalet kontrollü termonükleer füzyon, önceden sıkıştırılmış bir hedefi ateşlemek için iki ana yöntemin kullanılmasını içerir: odaklanmış bir şok dalgası kullanarak darbe ve hedefin içindeki küresel bir hidrojen katmanının hızlı patlaması (içe doğru patlama). Bunların her biri (teoride), lazer enerjisinin darbeli enerjiye optimal dönüşümünü ve ardından sıkıştırılmış küresel termonükleer hedefe aktarılmasını sağlamalıdır.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Ulusal Lazer Füzyon Tesisindeki kurulumda, sıkıştırma ve ısıtma aşamalarının ayrılmasını içeren ikinci yaklaşım kullanılmaktadır. Bilim adamlarına göre bu, yakıtın yoğunluğunu (veya kütlesini) azaltmayı ve daha yüksek kazanç faktörleri sağlamayı mümkün kılıyor. Isıtma, petawatt'lık bir lazerin kısa darbesiyle üretilir: yoğun bir elektron ışını enerjisini hedefe aktarır. Son çalışmada bildirilen deneyler, New York City'deki Rochester Üniversitesi Lazer Enerji Laboratuvarı'ndaki OMEGA-60 tesisinde, toplam 18 kilojoule enerjiye sahip 54 lazer içeren gerçekleştirildi.

Bilim adamlarının incelediği sistem şu şekilde yapılandırılmıştır. Hedef, iç duvara uygulanan ince bir döteryum-trityum tabakasına sahip plastik bir kapsüldür. Kapsül lazerlerle ışınlandığında genişler ve içinde bulunan hidrojeni (ilk aşamada) büzülmeye zorlar, bu da ısıtılarak (ikinci aşamada) plazmaya dönüşür. Döteryum ve trityumdan elde edilen plazma x-ışını radyasyonu ve kapsüle bastırır. Bu şema, sistemin bir lazer tarafından ışınlandıktan sonra buharlaşmamasına izin verir ve plazmanın daha eşit bir şekilde ısıtılmasını sağlar.

Bilim insanları deneylerinde plastik kabuğa bakır eklediler. Bir lazer ışını kapsüle yönlendirildiğinde, hızlı elektronlar salar ve bunlar bakır göstergelere çarparak bunların yayılmasına neden olur. röntgen. Bilim adamları ilk kez, K-kabuğu elektronlarını görselleştirmek için, kapsül içindeki elektronların enerji aktarımını izlemelerine ve bunun sonucunda sistemin parametrelerini daha doğru bir şekilde hesaplamalarına olanak tanıyan bir teknik sunabildiler. Bu çalışmanın önemi şu şekildedir.

Enerjisi hedef tarafından emilen radyasyonun büyük bir kısmına dönüştürülen hızlı elektronlar, yüksek derecede sıkıştırmanın sağlanmasını engeller. Bu tür parçacıkların serbest yolu, hedefin çapına göre çakışır, bunun sonucunda erken aşırı ısınır ve gerekli yoğunluğa sıkıştırmak için zamanı yoktur. Çalışma, hedefin içine bakmayı ve orada meydana gelen süreçleri takip etmeyi mümkün kıldı ve hedefin optimum radyasyonu için gerekli lazer parametreleri hakkında yeni bilgiler sağladı.

Ataletsel termonükleer füzyonla ilgili çalışmalar ABD'nin yanı sıra Japonya, Fransa ve Rusya'da da yürütülüyor. Nizhny Novgorod bölgesinin Sarov şehrinde, Tüm Rusya Deneysel Fizik Bilimsel Araştırma Enstitüsü temelinde, 2020 yılında diğer görevlerin yanı sıra UFL-2M çift amaçlı lazer kurulumunun faaliyete geçirilmesi planlanıyor. termonükleer yakıtın tutuşma ve yanma koşullarını incelemek için kullanılmalıdır.

Bir termonükleer reaksiyonun verimliliği, füzyon reaksiyonunda açığa çıkan enerjinin enerjiye oranı olarak tanımlanır. toplam enerji sistemi gerekli sıcaklıklara ısıtmak için harcanır. Bu değer birden (yüzde yüz) büyükse lazer füzyon reaktörünün başarılı olduğu düşünülebilir. Deneylerde fizikçiler, lazer radyasyonu enerjisinin yüzde yedisine kadar yakıta aktarmayı başardılar. Bu, daha önce elde edilen hızlı ateşleme sistemlerinin verimliliğinin dört katıdır. Bilgisayar simülasyonu verimlilikte yüzde 15'e kadar bir artış öngörmenizi sağlar.

Yayınlanan sonuçlar, ABD Kongresi'nin, inşası ve bakımı 4 milyar dolardan fazlaya mal olan Livermore'daki Ulusal Lazer Füzyon Tesisi gibi megajoule tesislerine fon sağlama olasılığını artırıyor. Füzyon araştırmasına eşlik eden şüpheciliğe rağmen yavaş ama emin adımlarla ilerliyor. Bu alanda bilim insanları temel zorluklarla değil, uluslararası işbirliği ve yeterli finansman gerektiren teknolojik zorluklarla karşı karşıyadır.

Modern malzeme ve üretimin teknik temeli yaklaşık% 90'ı yalnızca iki tür malzemeden oluşur: metaller ve seramikler. Dünyada yılda yaklaşık 600 milyon ton, yani 150 kg'ın üzerinde metal üretiliyor. gezegenin her sakini için. Tuğlayla birlikte yaklaşık aynı miktarda seramik de üretiliyor. Metal üretimi yüzlerce, binlerce kat daha pahalıdır, seramik üretimi teknik açıdan çok daha kolay ve ekonomik açıdan daha karlıdır ve en önemlisi seramik çoğu durumda metale göre daha uygun bir yapı malzemesi olarak ortaya çıkmaktadır.

Yeniyi kullanma kimyasal elementler- zirkonyum, titanyum, bor, germanyum, krom, molibden, tungsten vb. Son zamanlarda, yangına dayanıklı, ısıya dayanıklı, kimyasallara dayanıklı, yüksek sertlikte seramiklerin yanı sıra belirli elektrofiziksel özelliklere sahip seramikler sentezlendi.

Süper sert malzeme - heksanit-R, bor nitrürün kristalli çeşitlerinden biri olarak, 3200 0 C'nin üzerinde erime noktasına ve elmasın sertliğine yakın bir sertliğe sahip, rekor düzeyde yüksek bir viskoziteye sahiptir, yani. herkes kadar kırılgan değildir diğer seramik malzemeler. Böylece yüzyılın en zor bilimsel ve teknik sorunlarından biri çözüldü: Şimdiye kadar tüm yapısal seramiklerin ortak bir dezavantajı vardı: kırılganlık, ancak şimdi bunun üstesinden gelmek için bir adım atıldı.

Yeni bileşimdeki teknik seramiklerin en büyük avantajı, belirli şekil ve boyutlarda bitmiş ürünler elde etmek için tozların preslenmesiyle makine parçalarının bundan üretilmesidir.

Bugün seramiğin bir başka benzersiz özelliğini adlandırabiliriz - nitrojenin kaynama noktasının üzerindeki sıcaklıklarda süperiletkenlik; bu özellik, süper güçlü motorların ve elektrik jeneratörlerinin yaratılması, manyetik kaldırma taşımacılığının yaratılması için bilimsel ve teknolojik ilerleme için benzeri görülmemiş bir alan açar. , yüklerin uzaya fırlatılması için süper güçlü elektromanyetik hızlandırıcıların geliştirilmesi vb.

Organosilikon bileşiklerinin kimyası, yangın geciktirici, su itici, elektrik yalıtımı ve diğer değerli özelliklere sahip çok çeşitli polimerlerin büyük ölçekli üretimini mümkün kılmıştır. Bu polimerler birçok enerji ve havacılık endüstrisinde vazgeçilmezdir.

Florokarbonlar, karbon atomunun zayıf bir pozitif yük taşıdığı ve florin doğasında bulunan elektronegatifliğe sahip flor atomunun zayıf bir negatif yüke sahip olduğu tetraflorometan, hekzafloroetan ve bunların türevleridir. Sonuç olarak florokarbonlar, çok agresif asit ve alkali ortamlarında bile olağanüstü stabiliteye, özel yüzey aktivitesine ve oksijen ve peroksitleri absorbe etme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle protez malzemesi olarak kullanılırlar. iç organlar kişi.

Soru 57. Kimyasal süreçler ve hayati süreçler. Katalizörler ve enzimler.

Son zamanlarda yapılan yoğun araştırmalar, hem bitki ve hayvan dokularının maddi bileşimini hem de vücutta meydana gelen kimyasal süreçleri aydınlatmayı amaçlamaktadır. İlk kez büyük Fransız doğa bilimci Louis Pasteur (1822-1895) tarafından öne sürülen enzimlerin öncü rolü fikri, günümüze kadar temel olmaya devam ediyor. Statik biyokimya aynı zamanda canlı ve cansız organizmaların dokularının moleküler bileşimini ve yapısını da inceler.

Dinamik biyokimya, 18. ve 19. yüzyılların başında, maddelerin belirli dönüşümleri olarak solunum ve fermantasyon, asimilasyon ve disimilasyon süreçlerini birbirinden ayırmaya başladıklarında doğdu.

Fermantasyon araştırması ana konuyu oluşturuyor fermentoloji - yaşam süreçlerine ilişkin temel bilgi dalıdır. Çok uzun bir araştırma tarihi boyunca biyokataliz süreci iki farklı bakış açısıyla ele alınmıştır. Geleneksel olarak kimyasal olarak adlandırılan bunlardan birine J. Liebig ve M. Berthelot, diğerine ise L. Pasteur biyolojik olarak bağlı kaldı.

Kimyasal konseptte, tüm katalizler sıradan kimyasal katalize indirgenmişti. Basitleştirilmiş yaklaşıma rağmen, konsept içerisinde önemli hükümler oluşturulmuştur: biyokataliz ile kataliz arasında, enzimler ile katalizörler arasında bir analoji; enzimlerde iki eşit olmayan bileşenin varlığı - aktif merkezler ve taşıyıcılar; geçiş metali iyonlarının ve birçok enzimin aktif merkezlerinin önemli rolü hakkında sonuç; kimyasal kinetik yasalarının biyokatalize genişletilmesine ilişkin sonuç; Bazı durumlarda biyokatalizin inorganik maddelerle katalize indirgenmesi.

Gelişiminin başlangıcında biyolojik kavram bu kadar kapsamlı deneysel kanıtlara sahip değildi. Ana desteği, L. Pasteur'un çalışmaları ve özellikle laktik asit bakterilerinin aktivitesine ilişkin doğrudan gözlemleriydi; bu, fermantasyonu ve mikroorganizmaların yaşam için ihtiyaç duydukları enerjiyi fermantasyon yoluyla elde etme yeteneklerini tanımlamayı mümkün kıldı. Pasteur, gözlemlerinden enzimlerin özel düzeyde bir materyal organizasyonuna sahip olduğu sonucuna vardı. Bununla birlikte, hücre dışı fermantasyonun keşfinden sonra, çürütülmese bile tüm argümanları en azından arka plana itildi ve Pasteur'ün konumu vitalist olarak ilan edildi.

Ancak zamanla Pasteur'ün konsepti galip geldi. Bu kavramın vaadi modern evrimsel kataliz ve moleküler biyoloji ile kanıtlanmıştır. Bir yandan, biyopolimer moleküllerinin bileşimi ve yapısının tüm canlılar için tek bir kümeyi temsil ettiği, bunun fiziksel ve kimyasal özellikleri incelemek için oldukça erişilebilir olduğu tespit edilmiştir - hem abiojenik süreçleri hem de yaşam süreçlerini aynı fiziksel ve kimyasal yasalar yönetir.Öte yandan, canlıların olağanüstü özgüllüğü kanıtlanmıştır; bu, yalnızca hücre organizasyonunun en yüksek seviyelerinde değil, aynı zamanda diğer seviyelerin kalıplarını yansıtan canlı sistem parçalarının moleküler seviyedeki davranışlarında da ortaya çıkar. Canlıların moleküler seviyesinin özgüllüğü, katalizörlerin ve enzimlerin etki prensiplerindeki önemli farklılıkta, yapısı yalnızca genetik kodla belirlenen polimer ve biyopolimerlerin oluşum mekanizmalarındaki farklılıkta yatmaktadır. Son olarak, olağandışı gerçeğiyle: Canlı bir hücredeki birçok kimyasal oksidasyon-indirgeme reaksiyonu, reaksiyona giren moleküller arasında doğrudan temas olmadan meydana gelebilir. Bu, cansız dünyada tespit edilemeyen kimyasal dönüşümlerin canlı sistemlerde meydana gelebileceği anlamına gelir.

Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), periyodik tablonun dört yeni elementi için en uygun olduğunu düşündüğü isimleri açıkladı. Bunlardan birine Rus fizikçi akademisyen Yuri Oganesyan'ın onuruna isim verilmesi tavsiye edilir. Bundan kısa bir süre önce KSh muhabiri Yuri Tsolakovich ile görüştü ve onunla uzun bir röportaj yaptı. Ancak IUPAC, bilim adamlarından yeni isimlerin resmi olarak açıklanacağı 8 Kasım'a kadar yorum yapmamalarını istiyor. Periyodik tabloda kimin adı yer alırsa alsın şunu söyleyebiliriz: Yarım asırdan fazla bir süredir devam eden uranyum ötesi yarışta Rusya liderlerden biri haline geldi.

Yuri Oganesyan. Alanında uzman nükleer fizik, Rusya Bilimler Akademisi Akademisyeni, JINR Nükleer Reaksiyonlar Laboratuvarı'nın bilimsel direktörü, Dubna Üniversitesi Nükleer Fizik Bölümü başkanı. Georgy Flerov'un öğrencisi olarak rutherfordium, dubnium, seaborgium, bohrium vb. sentezine katıldı. Birinci sınıf keşifler arasında, çekirdeklerin sözde soğuk füzyonu da var ve bu, yaratmak için son derece yararlı bir araç olduğu ortaya çıktı. yeni unsurlar.

Periyodik tablonun alt satırlarında uranyumu rahatlıkla bulabilirsiniz, atom numarası 92'dir. Ondan sonraki elementlerin hiçbiri artık doğada mevcut değildir ve çok karmaşık deneyler sonucunda keşfedilmiştir.
İlk yaratan yeni eleman Amerikalı fizikçiler Glenn Seaborg ve Edwin MacMillan. Plütonyum 1940'ta böyle doğdu. Daha sonra Seaborg, diğer bilim adamlarıyla birlikte americium, curium, berkelium'u sentezledi... Periyodik tablonun insan yapımı genişlemesi gerçeği bir bakıma uzaya uçuşla karşılaştırılabilir.

Dünyanın önde gelen ülkeleri süper ağır çekirdekler yaratma yarışına girdiler (istenirse ay yarışına benzetme yapılabilir ama burada ülkemizin kazanma ihtimali daha yüksek). SSCB'de ilk transuranyum elementi 1964 yılında Moskova Bölgesi Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nden (JINR) bilim adamları tarafından sentezlendi. Rutherfordium adı verilen 104. elementti. Proje JINR'nin kurucularından biri olan Georgiy Flerov tarafından yönetildi. Tabloda adı da yer alıyor: Flerovium, 114. Ve 105. elemente dubnium adı verildi.

Yuri Oganesyan, Flerov'un öğrencisiydi ve rutherfordium, ardından dubnium, seaborgium, bohrium sentezine katıldı... Fizikçilerimizin başarıları, Rusya'yı ABD, Almanya, Japonya (ve belki de Rusya) ile birlikte uranyum ötesi yarışta lider yaptı. eşitler arasında birinci).

Söz konusu yeni elementler - 113, 115, 117, 118 - 2002–2009'da JINR'de U-400 siklotronunda sentezlendi. Bu tür hızlandırıcılarda, ağır yüklü parçacıkların (protonlar ve iyonlar) ışınları, yüksek frekans kullanılarak hızlandırılır. elektrik alanı Daha sonra bunları birbirleriyle veya bir hedefle çarpışmak ve çürümelerinin ürünlerini incelemek için.

Tüm deneyler uluslararası işbirlikleriyle neredeyse eş zamanlı olarak gerçekleştirildi. farklı ülkeler. Örneğin Japon RIKEN Enstitüsü'nden bilim insanları 113. elementi diğerlerinden bağımsız olarak sentezlediler. Sonuç olarak açılış önceliği onlara verildi.

Yeni bir kimyasal elemente ilk önce Latin rakamından türetilen geçici bir isim verilir. Örneğin ununoctium "yüz on sekizinci"dir. Daha sonra keşfin yazarı olan bilimsel ekip önerilerini IUPAC'a gönderir. Komisyon, lehte ve aleyhteki iddiaları değerlendiriyor. Özellikle aşağıdaki kurallara uyulmasını tavsiye ediyor: “Yeni keşfedilen unsurlara şu şekilde ad verilebilir: (a) mitolojik bir karakter veya kavramdan sonra (astronomik bir nesne dahil); (b) bir mineral veya benzeri maddenin adı ile; (c) bir yerin veya coğrafi bölgenin adına göre; (d) elementin özelliklerine uygun olarak veya (e) bilim adamının adına göre..."

İsimlerin çoğu dilde telaffuzu kolay olmalıdır. bilinen diller ve bir öğenin açık bir şekilde sınıflandırılmasına izin veren bilgileri içerir. Örneğin tüm transuranların iki harfli sembolleri vardır ve eğer metallerse “-iy” ile biterler: rutherfordium, dubnium, seaborgium, bohrium...

İki yeni unsurun (115 ve 118) “Rus” isimleri alıp almayacağı Kasım ayında netleşecek. Ancak önümüzde hâlâ pek çok deney var çünkü kararlılık adaları hipotezine göre, nispeten uzun bir süre boyunca var olabilecek daha ağır elementler var. Hatta doğada bu tür elementleri bulmaya çalışıyorlar ama Oganesyan'ın bunları hızlandırıcıda sentezlemesi daha doğru olur.

Yeni unsurlara ilişkin dosya

Seri numarası: 113

Nasıl ve kim tarafından keşfedildi: amerikyum-243 hedefi kalsiyum-48 iyonları ile bombardıman edildi ve ununpentium izotopları elde edildi, bunlar element 113'ün izotoplarına bozundu. 2003 yılında sentezlendi.

Açılış önceliği: Fiziksel ve Kimyasal Araştırma Enstitüsü (RIKEN), Japonya.

Şu anki adı: gayretsiz.

Amaçlanan özellikler: ağır eriyebilir metal.

Önerilen ad: nihonyum (Nh). Bu element genel olarak Asya'da ve özel olarak Japonya'da keşfedilen ilk elementti. “Nihonii” ülkenin kendi ismi için iki seçenekten biridir. "Nihon", "doğan güneşin ülkesi" anlamına gelir.

Seri numarası: 115

Nasıl ve kim tarafından keşfedildi: americium-243 hedefi kalsiyum-48 iyonlarıyla bombardıman edildi. 2003 yılında sentezlendi. Keşifte öncelik: JINR (Rusya), Livermore Ulusal Laboratuvarı (ABD) ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndan (ABD) oluşan işbirliği.

Şu anki adı: ununpentiyum.

Amaçlanan özellikler: bizmut benzeri metal.

Önerilen ad: moscovium (Moscovium, Mc). IUPAC, Dubna ve JINR'nin bulunduğu Moskova bölgesinin onuruna "Moskova" adını onayladı. Böylece, bu Rus şehri ikinci kez periyodik tabloya damgasını vurabilir: Dubnium uzun süredir resmi olarak 105. element olarak adlandırılıyor.

Seri numarası: 117

Nasıl ve kim tarafından keşfedildi: bir berkelium-249 hedefi kalsiyum-48 iyonlarıyla bombardıman edildi. 2009'da sentezlendi. Keşif önceliği: JINR, Livermore, Oak Ridge.

Şu anki adı: ununseptiyum.

Amaçlanan özellikler: resmi olarak iyot gibi halojenleri ifade eder. Gerçek özellikleri henüz belirlenmedi. Büyük olasılıkla, bir metalin ve metal olmayanın özelliklerini birleştirir.

Önerilen ad: Tennessee (Ts). Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı, Vanderbilt Üniversitesi ve Tennessee Üniversitesi dahil olmak üzere ABD'nin Tennessee Eyaleti'nin uranyum ötesi sentezine katkıları nedeniyle.

Seri numarası: 118

Nasıl ve kim tarafından keşfedildi: bir kaliforniyum-249 hedefi kalsiyum-48 ile bombardıman edildi. 2002 yılında sentezlendi. Keşifte öncelik: JINR, Livermore.

Şu anki adı: ununoktiyum.

Amaçlanan özellikler:İle kimyasal özellikler inert gazları ifade eder.

Önerilen ad: oganesson (Oganesson, Og). onuruna bilimsel süpervizör Süper ağır elementlerin incelenmesine büyük katkı sağlayan JINR Yuri Oganesyan'ın Nükleer Reaksiyonlar Laboratuvarı. Olası isimlere ilişkin kamuoyu tartışması 8 Kasım'a kadar sürecek ve bu tarihten sonra komisyon nihai kararını verecek.

"Schrödinger'in Kedisi" konulu