Yangi kimyoviy elementlar sintezidagi taraqqiyot. Yadro zaryadi o'zgargan reaksiyalar. Tezlashtiruvchilar va yangi elementlarni sintez qilish imkoniyatlari. Yangi elementlarning nomini kim o'ylab topadi?

Davriy jadvalga so'nggi qo'shimchalar 113 va 115 elementlar bo'lib, ular hali o'z nomlariga ega emas.

O'ta og'ir elementlarni tayyorlash 113 va 115 1. Kaltsiy-48 ionlari nuri (bittasi ko'rsatilgan) siklotronda yuqori tezlikka tezlashtiriladi va ameritsium-243 nishoniga yo'naltiriladi.

2. Maqsad atomi ameritsiy-243. Proton va neytronlardan tashkil topgan yadro va uni o'rab turgan loyqa elektron buluti

3. To'qnashuvdan oldin tezlashtirilgan kaltsiy-48 ioni va maqsadli atom (amerikiy-243)

4. To'qnashuv vaqtida 115 seriya raqamiga ega bo'lgan yangi o'ta og'ir element tug'iladi, u atigi 0,09 soniya yashaydi.

5. 115-element allaqachon 1,2 soniya yashaydigan 113-elementga, so'ngra taxminan 20 soniya davom etadigan to'rtta alfa-parchalanish zanjiri bo'ylab parchalanadi.

6. Alfa-parchalanish zanjiridagi oxirgi bo'g'inning o'z-o'zidan yemirilishi - 105-element (dubniy) boshqa ikkita atomga.

Ikki yetakchi Rossiya va Amerika yadroviy tadqiqot markazlari olimlari qurollanish poygasidan voz kechib, nihoyat biznesga kirishib, ikkita yangi elementni yaratdilar. Agar biron-bir mustaqil tadqiqotchi o'z natijalarini tasdiqlasa, yangi elementlar "ununtrium" va "ununpentium" deb nomlanadi. Butun dunyo kimyogarlari va fiziklari xunuk nomlarga e'tibor bermay, bu yutuqdan xursand bo'lishadi. Ken Mudi, Livermorda joylashgan Amerika jamoasi rahbari milliy laboratoriya Lourens shunday deydi: “Shunday qilib davriy jadval uchun yangi istiqbollar ochildi”.

Moody ta'kidlagan davriy jadval - bu bir vaqtning o'zida ikkitadan ortiq kimyogarlar uchrashishi mumkin bo'lgan har qanday xonaning devorlarini bezab turgan taniqli plakat. Biz hammamiz uni o'rta maktab yoki universitetning kichik yillarida kimyo darslarida o'rganganmiz. Ushbu jadval nima uchun turli elementlarning bir tarzda emas, balki boshqa tarzda birlashishini tushuntirish uchun yaratilgan. Unda kimyoviy elementlar atom og'irligi va kimyoviy xossalariga qat'iy muvofiq joylashtiriladi. Elementning nisbiy joylashuvi uning boshqa elementlar bilan aloqalarini bashorat qilishga yordam beradi. 113 va 115-chi yaratilganidan keyin umumiy soni fanga ma'lum elementlar 116 ga yetdi (117, seriya raqami 118 bo'lgan elementni hisoblasak, sintezi 2002 yilda Dubnada allaqachon kuzatilgan, ammo bu kashfiyot hali rasman tasdiqlanmagan. - PM muharrirlari).

Davriy sistemaning yaratilish tarixi 1863 yilda boshlangan (ammo bundan oldin qoʻrqoq urinishlar boʻlgan: 1817 yilda I.V. Döbereyner elementlarni triadalarga birlashtirishga harakat qilgan, 1843 yilda L. Gmelin bu tasnifni tetradalar va pentadlar bilan kengaytirishga harakat qilgan. - "PM" tahririyati), yosh frantsuz geologi Aleksandr-Emil Beguyer de Shankurtua o'sha paytda ma'lum bo'lgan barcha elementlarni atom og'irligiga qarab zanjirda joylashtirganida. Keyin u silindrni bu ro'yxat bilan lenta bilan o'rab oldi va ma'lum bo'ldiki, kimyoviy jihatdan o'xshash elementlar ustunlar bilan tizilgan. Sinov va xato usuli bilan solishtirganda - yagona tadqiqot yondashuvi, bu o'sha davrning kimyogarlari tomonidan qo'llanilgan - lentali bu hiyla jiddiy amaliy natijalarga olib kelmagan bo'lsa-da, oldinga siljish kabi ko'rinardi.

Taxminan bir vaqtning o'zida yosh ingliz kimyogari Jon A.R. Nyulandlar xuddi shu tarzda tajriba o'tkazdilar nisbiy pozitsiya elementlar. U kimyoviy guruhlar har sakkiz elementda takrorlanishini ta'kidladi (masalan, eslatmalar, shuning uchun muallif o'z kashfiyotini "oktavalar qonuni" deb atagan. - PM muharrirlari). Oldinda buyuk kashfiyot borligiga ishonib, u g'urur bilan Britaniya kimyo jamiyatiga xabar etkazdi. Voy! Ushbu jamiyatning yoshi kattaroq, konservativ a'zolari bu g'oyani o'ldirishdi va uni bema'ni deb e'lon qilishdi va ko'p yillar davomida u unutilib ketishdi. (Konservativ olimlarni ortiqcha ayblamaslik kerak - "oktavalar qonuni" faqat birinchi o'n etti elementning xususiyatlarini to'g'ri bashorat qilgan. - PM muharrirlari).

Rossiyaning tiklanishi

19-asrda ilmiy axborot almashinuvi hozirgidek faol emas edi. Shunday ekan, unutilgan g‘oyaning qayta tiklanishiga yana besh yil o‘tgan bo‘lsa, ajabmas. Bu safargi tushuncha rus kimyogari Dmitriy Ivanovich Mendeleev va uning nemis hamkasbi Yuliy Lotar Meyerga keldi. Bir-biridan mustaqil ishlagan holda, ular kimyoviy elementlarni ettita ustunga joylashtirish g'oyasini ilgari surdilar. Har bir elementning joylashuvi uning kimyoviy va fizik xususiyatlari bilan belgilanadi. Bu erda, de Shankurtua va Nyulendlar ilgari payqaganidek, elementlar o'z-o'zidan "kimyoviy oilalar" deb atalishi mumkin bo'lgan guruhlarga birlashgan.

Mendeleev sodir bo'layotgan voqealarning ma'nosini chuqurroq o'rganishga muvaffaq bo'ldi. Natijada hali topilmagan elementlarni qaerdan qidirish kerakligini ko'rsatadigan bo'sh kataklari bo'lgan jadval paydo bo'ldi. Agar o'sha paytda olimlar atomlarning tuzilishi haqida hech qanday tasavvurga ega bo'lmaganini eslasak, bu tushuncha yanada ajoyib ko'rinadi.

Keyingi asrda davriy jadval tobora ko'proq ma'lumotga ega bo'ldi. Bu erda ko'rsatilgan oddiy diagrammadan u o'ziga xos tortishish, magnit xususiyatlar, erish va qaynash nuqtalarini o'z ichiga olgan ulkan varaqga aylandi. Bu yerda siz bino haqida ma'lumot ham qo'shishingiz mumkin. elektron qobiq atom, shuningdek izotoplarning atom og'irliklari ro'yxati, ya'ni ko'p elementlarga ega bo'lgan og'irroq yoki engilroq egizaklar.

Sun'iy elementlar

Ehtimol, davriy jadvalning birinchi versiyalari kimyogarlarga etkazilgan eng muhim yangilik hali ochilmagan elementlarning qayerda joylashganligining ko'rsatkichi edi.

20-asr boshlariga kelib, fiziklar orasida atomlarning umuman oʻylangandek tuzilmaganligiga shubha kuchaydi. Keling, bular umuman monolit to'plar emas, balki bo'sh joyga cho'zilgan hajmli tuzilmalar ekanligidan boshlaylik. Mikrodunyo haqidagi g'oyalar qanchalik aniq bo'lsa, bo'sh hujayralar tezroq to'ldiriladi.

Jadvaldagi bo'shliqlarning bevosita ko'rsatkichlari hali kashf etilmagan, ammo tabiatda mavjud bo'lgan elementlarni izlashni tubdan tezlashtirdi. Ammo atom yadrosining tuzilishini etarli darajada tavsiflovchi aniq nazariya shakllanganida, yangi yondashuv davriy jadvalni "to'ldirish" uchun. Mavjud metallarni yuqori energiyali elementar zarrachalar oqimi bilan nurlantirish orqali "sun'iy" yoki "sintetik" elementlarni yaratish texnikasi yaratildi va sinovdan o'tkazildi.

Agar siz yadroga elektr zaryadsiz neytronlarni qo'shsangiz, element og'irlashadi, lekin uning kimyoviy harakati o'zgarmaydi. Ammo atom og'irligi oshishi bilan elementlar tobora beqaror bo'lib, o'z-o'zidan parchalanish qobiliyatiga ega bo'ladi. Bu sodir bo'lganda, ba'zi erkin neytronlar va boshqa zarralar atrofdagi kosmosga tarqaladi, lekin protonlar, neytronlar va elektronlarning ko'pchiligi o'z o'rnida qoladi va engilroq elementlar shaklida qayta joylashadi.

Stolga yangi kelganlar

Joriy fevral oyida LLNL (Lorens Livermor milliy laboratoriyasi) va Rossiya Qoʻshma yadroviy tadqiqotlar instituti (JINR) tadqiqotchilari yuqorida tavsiflangan atom bombardimon qilish texnikasidan foydalangan holda ikkita mutlaqo yangi elementni qoʻlga kiritishdi.

Ulardan birinchisi, 115-element, ameritsiyni radioaktiv kaltsiy izotopi bilan bombardimon qilingandan so'ng olingan. (Ma’lumot uchun, ameritsiy, kundalik hayotda tez-tez uchramaydigan metall, oddiy yong‘in signalizatsiyasining tutun detektorlarida qo‘llaniladi.) Bombardman natijasida 115-elementning to‘rtta atomi hosil bo‘ldi, biroq 90 millisekunddan keyin ular parchalanib, boshqa yangi tug‘ilgan – 113-elementni yaratdi. to'rt atom deyarli bir yarim soniya yashab, ulardan fanga ma'lum bo'lgan engilroq elementlar hosil bo'ldi. Sun'iy elementlar kamdan-kam hollarda uzoq umr ko'radi - ularning o'ziga xos beqarorligi ularning yadrolarida proton va neytronlarning haddan tashqari ko'pligi oqibatidir.

Va endi - ularning noqulay ismlari haqida. Bir necha yil oldin, shtab-kvartirasi Research Triangle Park, N.C.da joylashgan Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqi (IUPAC). yangi kimyoviy elementlarga madaniy jihatdan neytral nomlar berish to'g'risida qaror qabul qildi. Agar davriy jadvalda ushbu elementning seriya raqamining lotincha talaffuzidan foydalansangiz, bunday betaraflikka erishish mumkin. Shunday qilib, 1, 1, 5 raqamlari "un, un, pent" deb o'qiladi va lingvistik uyg'unlik uchun "ium" oxiri qo'shiladi. (Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqi uning yakuniy nomini tasdiqlamagunga qadar elementga neytral lotin nomi va mos keladigan uch harfli belgi vaqtincha beriladi. Tashkilotning 2002-yilda nashr etilgan koʻrsatmalariga koʻra, kashfiyotchilar ushbu element nomini taklif qilishda ustuvor ahamiyatga ega. yangi element , an'anaga ko'ra elementlar mifologik voqealar yoki belgilar (shu jumladan samoviy jismlar), minerallar, geografik hududlar, elementning xossalari, mashhur olimlar. - "PM" tahririyati).

Agar bu yangi elementlar unchalik uzoq umr ko‘rmasa va laboratoriyalar devoridan tashqarida topilmasa ham, ularning yaratilishi shunchaki bo‘sh hujayralarni to‘ldirish va fanga ma’lum bo‘lgan elementlarning umumiy sonini ko‘paytirishdan ko‘proq narsani anglatadi. "Ushbu kashfiyot bizga kimyoning asosiy tamoyillarini qo'llash imkoniyatlarini kengaytirish imkonini beradi, - deydi Livermor boshlig'i Mudi, "kimyodagi yangi yutuqlar esa yangi materiallarning yaratilishiga va yangi texnologiyalarning rivojlanishiga olib keladi".

Yigirmanchi asrda asosiy kichik guruhlarning elementlari Davriy jadval ikkinchi darajali kichik guruhlarda joylashganlarga qaraganda kamroq mashhur edi. Litiy, bor va germaniy qimmatbaho qo'shnilari - oltin, palladiy, rodiy va platina soyasida topildi. Albatta, tan olish kerakki, asosiy kichik guruhlar elementlarining klassik kimyoviy xossalarini o'tish metall komplekslari ishtirok etadigan tez va oqlangan jarayonlar bilan taqqoslab bo'lmaydi (bu reaktsiyalarni kashf qilish uchun bir nechta mukofotlar berilgan). Nobel mukofoti). 1970-yillarning boshlarida, kimyogarlar orasida, odatda, asosiy kichik guruhlarning elementlari allaqachon barcha sirlarini ochib bergan va ularni o'rganish vaqtni behuda sarflash degan fikr mavjud edi.

Yashirin kimyoviy inqilob

Ushbu maqola muallifi talaba bo'lganida (u 1992 yilda Qozon universitetining diplomini olgan), u va uning ko'plab sinfdoshlari kimyo fanini o'rganishgan. p-elementlar eng zerikarli bo'lim bo'lib tuyuldi. (Buni unutmang s-, p- Va d-valentlik elektronlari mos ravishda egallagan elementlar s-, p- Va d-orbitallar.) Bizga bu elementlar qanday shaklda mavjudligini aytishdi er qobig'i, ularni izolyatsiya qilish usullarini o'rgatdi, jismoniy xususiyatlar, tipik oksidlanish holatlari, kimyoviy xossalari va amaliy qo'llanilishi. Kimyoviy olimpiadalardan o'tgan va bu foydali ma'lumotlarni maktab o'quvchisi sifatida o'rganganlar uchun bu ikki baravar zerikarli edi. Ehtimol, shuning uchun bizning davrimizda kafedra mavjud emas organik kimyo ixtisoslikni tanlashda unchalik mashhur emas edi - biz hammamiz organik yoki organoelement bo'yicha mutaxassislarga kirishga harakat qildik, u erda ular kimyoda paydo bo'lgan, moddalarning barcha mumkin bo'lgan va aql bovar qilmaydigan o'zgarishlarini katalizlovchi o'tish metallari davri haqida gapirdilar.

O'sha paytda kompyuterlar ham, internet ham yo'q edi, biz barcha ma'lumotlarni faqat kimyo bo'yicha abstrakt jurnallar va kutubxonamiz obuna bo'lgan ba'zi xorijiy jurnallardan olganmiz. 1980-yillarning oxirida asosiy kichik guruhlar elementlari kimyosida uyg'onishning dastlabki belgilari allaqachon sezilarli bo'lganini biz ham, o'qituvchilarimiz ham bilmasdik. Aynan o'sha paytda ular ekzotik shakllarni olish mumkinligini aniqladilar p-elementlar - kremniy va fosfor past muvofiqlashtirilgan va past oksidlangan holatda, lekin ayni paytda xona haroratida ancha barqaror bo'lgan birikmalar hosil qilishga qodir. Garchi ular haqida amaliy qo'llash o'sha paytda hech qanday gap yo'q edi, bu moddalar sintezining birinchi muvaffaqiyatli misollari asosiy kichik guruhlar elementlarining kimyosi biroz kam baholanganligini va, ehtimol, vaqt kelishini ko'rsatdi. p-elementlar soyadan chiqa oladi d- va hatto f-elementlar. Oxir-oqibat, shunday bo'ldi.

1981 yilni asosiy kichik guruhlar elementlariga burilishning boshlang'ich nuqtasi deb hisoblash mumkin. O'sha paytda, agar ushbu kimyoviy bog'lanishning sheriklaridan biri (yaxshisi, ikkalasi ham) ikkinchi davr elementi bo'lsa, barqaror qo'sh yoki uchlik bog'lanish hosil bo'lishi mumkin degan fikrni rad etuvchi uchta asar nashr etilgan. Ushbu "qo'sh bog'lanish qoidasi" birinchi bo'lib Viskonsin universitetidan Robert Uest tomonidan rad etilgan, uning guruhida ular birinchi bo'lib hammaga tanish bo'lgan kremniy-kremniy qo'sh bog'li birikma, alkenlarning og'irroq analogi bo'lgan barqaror silenni sintez qilishgan. organik kimyodan ( Fan, 1981, 214, 4527, 1343–1344, doi: 10.1126/science.214.4527.1343). Ko'p o'tmay, Tokio universiteti tadqiqotchilari Masaaki Yoshifuji rahbarligida fosfor-fosfor qo'sh aloqasi bo'lgan birikma sintezi haqida xabar berishdi ( , 1981, 103, 15, 4587–4589; doi: 10.1021/ja00405a054). O'sha yili Shtutgart universitetidan Gerd Bekker barqaror fosfaalkinni, fosfor-uglerod uch aloqasi bo'lgan birikmani olishga muvaffaq bo'ldi, uni karboksilik kislota nitrillarining fosforli analogi deb hisoblash mumkin ( Zeitschrift für Naturforschung B, 1981, 36, 16).

Fosfor va kremniy uchinchi davrning elementlari, shuning uchun hech kim ulardan bunday imkoniyatlarni kutmagan. Oxirgi birikmada fosfor atomi koordinativ ravishda to'yinmagan va bu u yoki uning analoglari katalizator sifatida foydalanishga umid qildi. Umid qilishning sababi shundaki, katalizatorning asosiy vazifasi faollashtirilishi kerak bo'lgan substrat molekulasi bilan aloqa qilishdir; faqat reagent osongina yaqinlasha oladigan molekulalar bunga qodir va ko'pchilik kimyogarlarga tanish bo'lgan fosfatlarda fosfor atomi. , to'rtta guruh bilan o'ralgan, hech qanday tarzda uni kirish mumkin bo'lgan markaz deb atash mumkin emas.

Asosiysi, volumetrik muhit

1981 yilda nashr etilgan uchta sintez ham muvaffaqiyatga erishdi, chunki ularning yangi, ekzotik birikmalarida asosiy kichik guruh elementlarini o'rab turgan o'rinbosarlar to'g'ri tanlangan (o'tish metallari kimyosida o'rinbosarlar ligandlar deb atalar edi). Vest, Yoshifuji va Bekker tomonidan olingan yangi hosilalar umumiy xususiyatga ega edi - asosiy kichik guruhlarning elementlari bilan bog'langan katta hajmli ligandlar boshqa sharoitlarda barqaror bo'lmagan past muvofiqlashtirilgan holatda kremniy yoki fosforni barqarorlashtirdi. Ommaviy o'rinbosarlar kremniy va fosforni kislorod va havodagi suvdan himoya qiladi, shuningdek, ularning nomutanosiblik reaktsiyasiga kirishishidan va o'zlarining odatiy oksidlanish darajalarini (mos ravishda kremniy va fosfor uchun +4 va +5) va koordinatsion raqamlarni (to'rtta uchun) olishdan saqlaydi. ikkala element). Shunday qilib, silen to'rtta katta hajmli mezitil guruhi (mesitil 1,3,5-trimetilbenzol), fosfaalkin esa katta hajmli tert-butil o'rnini bosuvchi tomonidan barqarorlashtirildi.

Bir marta ma'lum bo'ldiki, katta hajmli ligandlar tarkibida birikmalar hosil qiladi p- elementlar mavjud emas yuqori daraja Oksidlanish va/yoki muvofiqlashtirish soni past bo'lgan boshqa olimlar asosiy kichik guruhlar elementlarining yangi, g'ayrioddiy hosilalarini ishlab chiqarishga qo'shila boshladilar. 2000-yillardan boshlab, deyarli har bir nashrda Fan(2009 yilda jurnal paydo bo'lganidan beri Tabiat kimyosi- deyarli har bir nashrda) asosiy kichik guruhlarning elementi bilan qandaydir ekzotik kombinatsiya haqida xabar berilgan.

Shunday qilib, yaqin vaqtgacha hech kim barqaror sililenlarni - karbenlarning kremniy ekvivalentlarini olish va tavsiflash mumkin deb o'ylamagan edi.

Karbenlar yuqori reaktiv turlar bo'lib, ularda ikki valentli va ikki tomonlama muvofiqlashtirilgan uglerod atomida bir juft elektron (barqaror yagona karben) yoki ikkita alohida juftlashtirilmagan elektron (ko'proq reaktiv triplet karben) mavjud. 2012 yilda Avstraliyaning Monash universitetidan Kemeron Jons va uning Oksford va London universitet kollejidagi hamkasblari birinchi singlet sililenni ta'rifladilar - undagi ikki valentli kremniy katta hajmli bor ligand bilan barqarorlashadi ( Amerika kimyo jamiyati jurnali, 2012, 134, 15, 6500–6503, doi: 10.1021/ja301042u). Sililenni kristall holatda ajratish mumkin va 130 ° S gacha bo'lgan haroratlarda barqarorligi e'tiborga loyiqdir. Ammo eritmada karbenning kremniy analogi silen hosil qilish uchun dimerlanadi yoki uning tarkibiga kiradi. C-H ulanishlari alkanlar, ularning karben analoglarining kimyoviy xossalarini takrorlaydi.

Kimyogarlar asosiy kichik guruhlarning elementlarini o'z ichiga olgan yangi organik birikmalarni olishni davom ettirmoqdalar. Xususan, ular taniqli tuzilishdagi ikkinchi davr elementini eski davrning o'xshash elementi bilan almashtirishga harakat qilmoqdalar (Chemoskopning ushbu soni birinchi sintezlangan organiklardan birining fosfor o'z ichiga olgan analogini tayyorlash haqida gapiradi). moddalar). Yana bir yo'nalish nodir markalarni yig'ishga o'xshaydi, faqat markalar o'rniga kimyoviy tuzilmalar mavjud. Masalan, 2016 yilda Oksfordlik Aleksandr Xints to'rt xil pniktojen atomlarini (azotdan vismutgacha bo'lgan asosiy kichik guruhning 5-guruh elementlari) o'z ichiga olgan tsiklni olishga harakat qildi. U muammoni to'liq hal qila olmadi - chiziqli tuzilishga ega bo'lgan molekula tsiklda yopilmadi. Shu bilan birga, noyob Sb-N-As = P zanjiriga ega bo'lgan molekula, jumladan, beshdan to'rttasi ham ta'sirli. p-azot kichik guruhining elementlari ( Kimyo. Yevropa jurnali, 2016, 22, 35, 12266–12269, doi: 10.1002/chem.201601916).

Albatta, asosiy kichik guruhlar elementlarining ekzotik hosilalarini sintez qilish haqida faqat "kimyoviy yig'ish" sifatida gapirish mumkin emas, chunki taniqli analoglar ishlab chiqarilgan. organik birikmalar, qadimgi davrlarning elementlarini o'z ichiga olgan, kimyoviy bog'lanishlar tuzilishi nazariyalarini oydinlashtirish uchun muhim ahamiyatga ega. Albatta, bu kimyogarlarning qiziqishining yagona sababi emas. Ushbu moddalarni amalda qo'llash mumkin bo'lgan sohalarni topish istagi asosiy kichik guruhlarning elementlari kimyosida uyg'onishning sababidir.

1980-yillarda, past koordinatsiya kuzatilgan birinchi moddalar sintezidan keyin p-elementlar, kimyogarlar bunday koordinativ to'yinmagan birikmalar o'tish metall komplekslari kabi ko'plab reaktsiyalarni katalizlashi mumkinligiga umid qilishgan. Qimmatbaho platina va palladiy birikmalarini faqat asosiy kichik guruhlarning elementlarini o'z ichiga olgan molekulalarga almashtirish juda jozibali bo'lar edi. Ushbu ming yillikda paydo bo'lgan noodatiy birikmalarning xususiyatlari haqida ma'lumot p-elementlar nazariy bashoratlarni tasdiqladi. Ma'lum bo'lishicha, ularning ko'pchiligi uglevodorodlar, molekulyar vodorod va karbonat angidridni faollashtiradi.

Nima uchun o'tish metallari yomon?

Ko'rinib turibdiki, nega o'tish metallining hosilalari tomonidan uzoq vaqt davomida mukammal darajada tezlashtirilgan jarayonlar uchun yangi katalizatorlarni ishlab chiqish kerak? Bundan tashqari, o'tish elementlarining organometalik kimyosi to'xtamaydi - har doim yangi qirralar ochiladi. reaktivlik d-elementlar. Ammo olijanob o'tish metallarining kamchiliklari bor. Avvalo, narx: organik va organoelement birikmalarini o'zgartirish uchun eng samarali katalizatorlar rodyum, platina va palladiy komplekslaridir. Ikkinchi qiyinchilik - platina va palladiyning tabiiy zaxiralarining kamayishi. Va nihoyat, platina yoki palladiy katalizatorlari bilan bog'liq yana bir muammo yuqori toksiklikdir. Bu, ayniqsa, dori vositalarini olishda to'g'ri keladi, chunki ularning narxi hatto o'tish metallarining iz miqdoridan ham moddani tozalash narxiga sezilarli darajada oshadi. Yangi katalizatorlarga o'tish hech bo'lmaganda dori moddasining narxini sezilarli darajada kamaytiradi va, ehtimol, maqsadli reaktsiya mahsulotini tozalashni soddalashtiradi.

Asosiy kichik guruhlarning elementlariga asoslangan katalizatorlardan foydalanish ta'minlanishi mumkin bo'lgan qo'shimcha afzalliklar mavjud. Shunday qilib, ma'lum bo'lgan ba'zi reaktsiyalar yumshoqroq sharoitlarda sodir bo'lishi mumkin, ya'ni energiyani tejash mumkin bo'ladi. Masalan, 1981 yilda Jons o'zining birinchi silenning sintezi va xossalari bo'yicha ishida kremniy-kremniy qo'sh aloqasi bo'lgan birikma vodorodni xona haroratidan ham past haroratlarda faollashtirishi mumkinligini ko'rsatdi, holbuki mavjud sanoat gidrogenlash jarayonlari yuqori haroratdan foydalanish.

Yangi ming yillikda kashf etilgan muhim kimyoviy jarayonlardan biri alkinlarning germaniy o'z ichiga olgan analogi digermin yordamida molekulyar vodorodning faollashishi hisoblanadi ( Amerika kimyo jamiyati jurnali, 2005, 127, 12232–12233, doi: 10.1021/ja053247a). Oddiy tuyulishi mumkin bo'lgan bu jarayon ikki sababga ko'ra qiziq. Birinchidan, alkinlar va germinlarning tuzilishidagi o'xshashlikka qaramay, vodorod ikkinchisi bilan uglerod-uglerodli uch bog'lanishli uglevodorodlarga xos bo'lgan stsenariyga ko'ra reaksiyaga kirishadi (vodorod uch aloqa atomlarining har biriga birikadi va germinga aylanadi) germene), lekin o'tish metall atomlari uchun xos bo'lgan mexanizmga ko'ra. Vodorod molekulasining elementga biriktirilishi va ikkita yangi E-H bog'lanishi (ta'riflangan holda, Ge-H) hosil bo'lgan bu mexanizm oksidlovchi qo'shilish deb ataladi va o'tish metallari ishtirokidagi ko'plab katalitik jarayonlarning asosiy bosqichidir. Ikkinchidan, H 2 eng oddiy va eng oddiy molekuladek tuyulishi mumkin, kimyoviy bog'lanish unda - ikkita bir xil element o'rtasida paydo bo'lishi mumkin bo'lgan eng kuchlisi, shuning uchun bu bog'lanishning uzilishi va shunga mos ravishda vodorodning katalitik gidrogenlash jarayonlarida faollashishi uzoqdir. oddiy vazifa kimyoviy texnologiya nuqtai nazaridan.

Akseptorni donor qilish mumkinmi?

Element vodorodning oksidlovchi qoʻshilishidan oʻtishi uchun (davriy sistemaning qayerda joylashganidan qatʼiy nazar) u maʼlum xususiyatlarga ega boʻlishi kerak. elektron tuzilma. Jarayon E + H 2 = N-E-N ketadi faqat element koordinatali ravishda to'yinmagan bo'lsa va uning bo'sh orbitali molekulyar vodoroddan elektronlarni qabul qila oladi. Bundan tashqari, bu erkin orbitalning energiyasi elektronlarni o'z ichiga olgan vodorod molekulyar orbitalining energiyasiga yaqin bo'lishi kerak. Bir hil metall kompleksi katalizi sohasidagi taraqqiyot, asosan, kimyogarlar metall bilan bog'langan ligandlarning tuzilishini o'zgartirib, uning orbitallarining energiyasini o'zgartirishi va shu bilan ularni reaksiyada ishtirok etuvchi qat'iy belgilangan moddalarga "sozlashi" mumkinligi bilan izohlanadi. . Uzoq vaqt davomida orbitallarning energiyasini bunday yumshoq sozlash faqat ular uchun mumkin deb hisoblangan d-elementlar, ammo, so'nggi o'n yillikda u uchun bu chiqdi p- elementlar ham. Tadqiqotchilar eng katta umidlarini azot o'z ichiga olgan komplekslarga bog'laydilar, ularda tirnoqlar kabi ligandlar koordinatsiya markazini ushlab turadilar (ular lotincha xelatlovchi ligandlar deb ataladi). salom, tirnoq), shuningdek nisbatan yangi ligandlar sinfi bilan - N- geterotsiklik karbenlar.

San-Diegodagi Kaliforniya universitetidan Gay Bertranning ishi bunga muvaffaqiyatli misol bo'lib, unda bu ligandlar bor atomini barqarorlashtiradi ( Fan, 2011, 33, 6042, 610–613, doi: 10.1126/science.1207573). Odatda, tashqi qatlamida faqat uchta elektron bo'lgan bor hosilalari klassik elektron qabul qiluvchi (Lyuis kislotasi) vazifasini bajaradi. Gap shundaki, bor barqaror sakkiz elektronli qobiqqa erishish uchun yana beshta elektron kerak, shuning uchun uchta kovalent aloqalar u uchta o'zining va uchta uchinchi elektron elektronni hosil qilishi mumkin, lekin u boshqa birovning elektron juftligini o'zining bo'sh elektron hujayralariga qabul qilib, yana ikkita elektron olishi kerak. Biroq N-geterotsiklik karbenlar shunchalik kuchli elektron donorlarki, ular bilan bog'langan bor akseptor bo'lishni to'xtatadi - u shu qadar "elektronga boy" bo'ladiki, u Lyuis kislotasidan Lyuis asosiga aylanadi. So'nggi paytgacha kimyogarlar hatto taniqli bo'lganlarning xususiyatlarining bunday sezilarli o'zgarishini taxmin qila olmadilar p-element. Garchi Bertranning ishi faqat nazariy nuqtai nazardan qiziq bo'lsa ham, bizning davrimizda nazariyadan amaliyotga o'tish juda tez sodir bo'lmoqda.

Katalizgacha qancha masofa bor?

Shunday qilib, asosiy kichik guruhlar elementlarining yaqinda sintez qilingan hosilalari o'tish metall komplekslarini katalizlaydigan asosiy reaktsiyalarga kirishi mumkin. Afsuski, hatto yuqorida aytib o'tilgan molekulyar vodorodning kremniy yoki bor atomiga oksidlovchi qo'shilishi ham to'liq katalitik tsikl uchun ishlab chiqilishi kerak bo'lgan reaktsiyalar ketma-ketligidagi birinchi qadamdir. Masalan, agar biz asosiy kichik guruhlarning birikmalari ishtirokida gidrogenlash haqida gapiradigan bo'lsak, uning mexanizmi Uilkinson katalizatori ishtirokida vodorod qo'shilishi mexanizmini takrorlaydi, keyin vodorod bilan o'zaro ta'sirlashgandan keyin p-element alken bilan kompleks hosil qilishi kerak, so'ngra gidridning o'tishi va kompleks hosil bo'lishi kerak ... va yakuniy mahsulotning shakllanishiga va katalitik faol turlarning yangilanishiga olib keladigan boshqa barcha bosqichlar. Shundagina bitta katalizator zarrachasi maqsadli mahsulotning o'nlab, yuzlab va hatto minglab molekulalarini hosil qiladi. Ammo bunday katalitik sikl ishlashi uchun yana ko'plab muammolarni hal qilish kerak - oksidlovchi qo'shilish natijasida hosil bo'lgan element-vodorod aloqasi juda kuchli bo'lmasligi kerak (aks holda gidrid o'tishi sodir bo'lmaydi), qo'shilgan element. vodorod alken bilan o'zaro ta'sir qilish uchun past muvofiqlashtirilgan holatni saqlab turishi kerak va hokazo. Agar siz bir lahzani o'tkazib yuborsangiz, katalizator yo'qoladi p-element uning xatti-harakati o'xshashligiga qaramay ishlamaydi d-ayrim jarayonlardagi elementlar.

Ko'rinishidan, asosiy kichik guruhlar elementlarining birikmalari bilan metall kompleks katalizdan katalizga o'tish juda qiyin vazifa va u tugallanishidan juda uzoqdir. Biroq, kimyoga qiziqish p-elementlar va sintetik kimyogarlarning platina yoki palladiy katalizatorlarini boshqa narsa bilan almashtirish istagi, albatta, bu yo'nalishda yutuq beradi. Keyingi o'n yil ichida asosiy kichik guruhlarning muvofiqlashtirilgan to'yinmagan elementlariga asoslangan katalizatorlar haqida eshitishimiz mumkin.

2016 yil yanvar oyida Qo'shma Shtatlardagi Livermor milliy laboratoriyasi fiziklari inertial boshqariladigan termoyadro sintezidagi taraqqiyot haqida xabar berishdi. Yangi texnologiyadan foydalangan holda olimlar bunday qurilmalarning samaradorligini to'rt baravar oshirishga muvaffaq bo'lishdi. Tadqiqot natijalari Nature Physics jurnalida chop etildi va Livermor milliy laboratoriyasi va San-Diegodagi Kaliforniya universiteti tomonidan qisqacha ma'lum qilindi. Lenta.ru yangi yutuqlar haqida gapiradi.

Odamlar uzoq vaqtdan beri uglevodorod energiya manbalariga (ko'mir, neft va gaz) muqobil topishga harakat qilmoqdalar. Yonilg'i yoqilg'isini ifloslantiradi muhit. Uning zahiralari tez kamayib bormoqda. Vaziyatdan chiqish yo'li - suv resurslariga, shuningdek, iqlim va ob-havoga bog'liqlik - bu termoyadro stansiyalarini yaratishdir. Buning uchun inson uchun zarur bo'lgan energiyani chiqaradigan termoyadro termoyadroviy reaktsiyalarining boshqarilishiga erishish kerak.

Termoyadro reaktorlarida engil elementlardan og'ir elementlar sintezlanadi (deyteriy va tritiyning sintezi natijasida geliy hosil bo'lishi). An'anaviy (yadro) reaktorlar, aksincha, og'ir yadrolarning engilroqlarga parchalanishi ustida ishlaydi. Ammo termoyadroviy uchun vodorod plazmasini termoyadroviy haroratgacha qizdirish kerak (taxminan Quyosh yadrosi bilan bir xil - Tselsiy bo'yicha yuz million daraja yoki undan ko'proq) va o'z-o'zidan barqaror reaktsiya paydo bo'lguncha uni muvozanat holatida ushlab turish kerak.

Ikki istiqbolli yo‘nalish bo‘yicha ishlar olib borilmoqda. Birinchisi, isitiladigan plazmani ishlatish bilan cheklash imkoniyati bilan bog'liq magnit maydon. Bu tipdagi reaktorlarga tokamak (magnit bobinli toroidal kamera) va stellarator kiradi. Tokamakda elektr toki plazma orqali toroidal shnur shaklida o'tadi, yulduzchada magnit maydon tashqi bobinlar tomonidan induktsiya qilinadi.

Fransiyada qurilayotgan ITER (Xalqaro termoyadroviy eksperimental reaktor) tokamak, 2015-yil dekabr oyida Germaniyada ishga tushirilgan Wendelstein 7-X esa yulduzchadir.

Boshqariladigan termoyadro sintezining ikkinchi istiqbolli yo'nalishi lazerlar bilan bog'liq. Fiziklar materiyani kerakli harorat va zichlikka tez qizdirish va siqish uchun lazer nurlanishidan foydalanishni taklif qilmoqdalar, shunda u inertial cheklangan plazma holatida termoyadroviy reaktsiyaning paydo bo'lishini ta'minlaydi.

Inertial boshqariladigan termoyadro termoyadroviy sintezi oldindan siqilgan nishonni yoqishning ikkita asosiy usulidan foydalanishni o'z ichiga oladi: zarba - fokuslangan zarba to'lqini yordamida va tez - nishon ichidagi sferik vodorod qatlamining portlashi (ichkariga portlash). Ularning har biri (nazariy jihatdan) lazer energiyasini impulsli energiyaga optimal aylantirishni va keyinchalik uni siqilgan sferik termoyadro nishoniga o'tkazishni ta'minlashi kerak.

Qo'shma Shtatlardagi Milliy lazer sintezi zavodida o'rnatish ikkinchi yondashuvdan foydalanadi, bu siqishni va isitish fazalarini ajratishni o'z ichiga oladi. Bu, olimlarning fikriga ko'ra, yoqilg'ining zichligini (yoki uning massasini) kamaytirish va yuqori daromad omillarini ta'minlash imkonini beradi. Isitish petavatt lazerining qisqa zarbasi bilan hosil bo'ladi: kuchli elektron nur o'z energiyasini nishonga o'tkazadi. Oxirgi tadqiqotda qayd etilgan tajribalar Nyu-York shahridagi Rochester universitetining lazer energetika laboratoriyasidagi OMEGA-60 ob'ektida o'tkazildi, u umumiy quvvati 18 kilojoul bo'lgan 54 ta lazerni o'z ichiga oladi.

Olimlar tomonidan o'rganilayotgan tizim quyidagicha tuzilgan. Maqsad - ichki devorga yupqa deyteriy-tritiy qatlami qo'llaniladigan plastik kapsula. Kapsula lazerlar bilan nurlantirilganda, u kengayadi va uning ichida joylashgan vodorodni qisqarishga majbur qiladi (birinchi fazada), u plazmaga qizdiriladi (ikkinchi fazada). Deyteriy va tritiydan plazma beradi rentgen nurlanishi va kapsulaga bosadi. Ushbu sxema tizimni lazer bilan nurlantirilgandan so'ng bug'lanib ketmaslikka imkon beradi va plazmani yanada bir xilda isitishni ta'minlaydi.

O'z tajribalarida olimlar misni plastik qobiqqa kiritdilar. Lazer nurlari kapsulaga yo'naltirilsa, u tez elektronlarni chiqaradi, bu esa mis indikatorlarga urilib, ularni chiqarishga olib keladi. rentgen nurlari. Olimlar birinchi marta kapsula ichidagi elektronlar tomonidan energiya uzatilishini kuzatish va natijada tizim parametrlarini aniqroq hisoblash imkonini beruvchi K-qobiq elektronlarini vizualizatsiya qilish texnikasini taqdim etishga muvaffaq bo‘ldi. Bu ishning ahamiyati quyidagicha.

Yuqori darajadagi siqilishga erishish tez elektronlar tomonidan to'sqinlik qiladi, ularning energiyasi nishon tomonidan so'rilgan nurlanishning katta qismiga aylanadi. Bunday zarrachalarning erkin yo'li nishonning diametriga to'g'ri keladi, buning natijasida u muddatidan oldin qizib ketadi va kerakli zichliklarga siqilishga vaqt topa olmaydi. Tadqiqot nishonning ichiga qarash va u erda sodir bo'layotgan jarayonlarni kuzatish imkonini berdi, bu esa nishonning optimal nurlanishi uchun zarur bo'lgan lazer parametrlari haqida yangi ma'lumotlarni taqdim etdi.

Qo'shma Shtatlardan tashqari, Yaponiya, Frantsiya va Rossiyada inertial termoyadro sintezi bilan bog'liq ishlar olib borilmoqda. Nijniy Novgorod viloyatining Sarov shahrida Butunrossiya eksperimental fizika ilmiy-tadqiqot instituti negizida 2020 yilda UFL-2M ikki maqsadli lazer qurilmasini ishga tushirish rejalashtirilgan, bu boshqa vazifalar qatorida. termoyadro yoqilg'isining yonish va yonish sharoitlarini o'rganish uchun ishlatilishi kerak.

Termoyadroviy reaksiyaning samaradorligi termoyadroviy reaksiyada ajralib chiqadigan energiyaning nisbati sifatida aniqlanadi umumiy energiya tizimni kerakli haroratgacha isitish uchun sarflanadi. Agar bu qiymat bir (yuz foiz) dan katta bo'lsa, lazer termoyadroviy reaktori muvaffaqiyatli deb hisoblanishi mumkin. Tajribalarda fiziklar lazer nurlanishi energiyasining yetti foizigacha yoqilg'iga o'tkazishga muvaffaq bo'lishdi. Bu ilgari erishilgan tezkor ateşleme tizimlarining samaradorligidan to'rt baravar yuqori. Kompyuter modellashtirish samaradorlikning 15 foizgacha oshishini bashorat qilish imkonini beradi.

E'lon qilingan natijalar AQSh Kongressi qurilish va texnik xizmat ko'rsatish uchun 4 milliard dollardan ko'proq mablag 'sarflagan Livermordagi Milliy lazer sintezi zavodi kabi megajoul ob'ektlarini moliyalashtirishni kengaytirish ehtimolini oshiradi. Termoyaviy tadqiqotlar bilan birga keladigan shubhalarga qaramay, u asta-sekin, ammo ishonch bilan oldinga siljiydi. Bu sohada olimlar fundamental emas, balki xalqaro hamkorlik va yetarli mablag‘ talab qiladigan texnologik muammolarga duch kelishmoqda.

Ishlab chiqarishning zamonaviy moddiy-texnik bazasi taxminan 90% ni faqat ikkita turdagi materiallardan tashkil etadi: metallar va keramika. Dunyoda yiliga 600 million tonnaga yaqin metall ishlab chiqariladi - 150 kg dan ortiq. sayyoramizning har bir aholisi uchun. G'isht bilan birga taxminan bir xil miqdordagi keramika ishlab chiqariladi. Metall ishlab chiqarish yuzlab va minglab marta qimmatga tushadi, keramika ishlab chiqarish texnik va iqtisodiy jihatdan ancha qulayroq va eng muhimi, keramika ko'p hollarda metallga nisbatan ko'proq mos keladigan strukturaviy material bo'lib chiqadi.

Yangi kimyoviy elementlardan foydalanish - sirkoniy, titan, bor, germaniy, xrom, molibden, volfram va boshqalar. So'nggi paytlarda yong'inga chidamli, issiqlikka chidamli, kimyoviy chidamli, yuqori qattiqlikdagi keramika, shuningdek, belgilangan elektrofizik xususiyatlar to'plamiga ega bo'lgan keramika sintez qilindi.

O'ta qattiq material - geksanit-R, bor nitridining kristalli navlaridan biri bo'lib, erish nuqtasi 3200 0 C dan yuqori va qattiqligi olmosning qattiqligiga yaqin bo'lib, rekord darajada yuqori yopishqoqlikka ega, ya'ni u hamma kabi mo'rt emas. boshqa keramika materiallari. Shunday qilib, asrning eng murakkab ilmiy va texnik muammolaridan biri hal qilindi: shu paytgacha barcha konstruktiv keramika umumiy kamchilikka ega edi - mo'rtlik, ammo endi uni bartaraf etish uchun qadam qo'yildi.

Yangi tarkibdagi texnik keramikaning katta afzalligi shundan iboratki, undan mashina qismlari berilgan shakl va o'lchamdagi tayyor mahsulotlarni olish uchun kukunlarni presslash orqali tayyorlanadi.

Bugun biz keramikaning yana bir noyob xususiyatini - azotning qaynash nuqtasidan yuqori haroratlarda o'ta o'tkazuvchanligini nomlashimiz mumkin; bu xususiyat ilmiy va texnologik taraqqiyot, o'ta kuchli dvigatellar va elektr generatorlarini yaratish, magnit levitatsiya transportini yaratish uchun misli ko'rilmagan imkoniyatlarni ochadi. , foydali yuklarni kosmosga uchirish uchun juda kuchli elektromagnit tezlatgichlarni ishlab chiqish va h.k.

Kremniyliorganik birikmalar kimyosi yongʻinga chidamli, suv oʻtkazmaydigan, elektr izolyatsiyasi va boshqa qimmatli xususiyatlarga ega boʻlgan turli xil polimerlarni keng miqyosda ishlab chiqarishni yaratish imkonini berdi. Bu polimerlar bir qator energetika va aviatsiya sanoatida ajralmas hisoblanadi.

Ftoruglerodlar tetraflorometan, geksaftoroetan va ularning hosilalari bo'lib, bu erda uglerod atomi zaif musbat zaryadga ega va ftorga xos bo'lgan elektronegativlikka ega ftor atomi zaif manfiy zaryadga ega. Natijada, florokarbonlar kislotalar va ishqorlarning juda agressiv muhitida ham ajoyib barqarorlikka, maxsus sirt faolligiga va kislorod va peroksidlarni o'zlashtirish qobiliyatiga ega. Shuning uchun ular insonning ichki organlari protezlari uchun material sifatida ishlatiladi.

Savol 57. Kimyoviy jarayonlar va hayotiy jarayonlar. Katalizatorlar va fermentlar.

Yaqinda o'tkazilgan intensiv tadqiqotlar o'simlik va hayvon to'qimalarining moddiy tarkibini va organizmda sodir bo'ladigan kimyoviy jarayonlarni yoritishga qaratilgan. Birinchi marta buyuk frantsuz tabiatshunosi Lui Paster (1822-1895) tomonidan taklif qilingan fermentlarning etakchi roli g'oyasi bugungi kungacha asosiy bo'lib qolmoqda. Shu bilan birga, statik biokimyo tirik va tirik bo'lmagan organizmlar to'qimalarining molekulyar tarkibi va tuzilishini o'rganadi.

Dinamik biokimyo 18-19-asrlar boshida, ular nafas olish va fermentatsiya, assimilyatsiya va dissimilyatsiya jarayonlarini moddalarning ma'lum bir o'zgarishi sifatida ajrata boshlagan paytda tug'ilgan.

Fermentatsiya tadqiqoti asosiy mavzuni tashkil qiladi fermentologiya - hayot jarayonlari haqidagi bilimlarning asosiy bo'limi. Tadqiqotning juda uzoq tarixi davomida biokataliz jarayoni ikki xil nuqtai nazardan ko'rib chiqilgan. Ulardan shartli ravishda kimyoviy deb ataladigan biriga J. Libig va M. Bertelot, ikkinchisiga esa, biologik, L. Paster yopishgan.

Kimyoviy kontseptsiyada barcha kataliz oddiy kimyoviy katalizga tushirildi. Soddalashtirilgan yondashuvga qaramay, kontseptsiya doirasida muhim qoidalar o'rnatildi: biokataliz va kataliz, fermentlar va katalizatorlar o'rtasidagi o'xshashlik; fermentlarda ikkita teng bo'lmagan komponentlarning mavjudligi - faol markazlar va tashuvchilar; o'tish metall ionlari va ko'plab fermentlarning faol markazlarining muhim roli haqida xulosa; kimyoviy kinetika qonunlarining biokatalizgacha kengayishi haqida xulosa; noorganik agentlar tomonidan katalizga biokatalizning ba'zi holatlarida kamayishi.

Rivojlanishning boshida biologik kontseptsiya bunday keng ko'lamli eksperimental dalillarga ega emas edi. Uning asosiy tayanchi L.Pasterning asarlari va xususan, sut kislotasi bakteriyalarining faolligini bevosita kuzatishlari bo'lib, bu fermentatsiyani va mikroorganizmlarning fermentatsiya orqali hayot uchun zarur bo'lgan energiyani olish qobiliyatini aniqlash imkonini berdi. Paster o'z kuzatishlari natijasida fermentlar moddiy tashkilotning alohida darajasiga ega degan xulosaga keldi. Biroq, uning barcha dalillari, agar rad etilmasa, hujayradan tashqari fermentatsiya kashf etilgandan so'ng, hech bo'lmaganda fonga o'tkazildi va Pasterning pozitsiyasi hayotiy deb e'lon qilindi.

Biroq, vaqt o'tishi bilan Pasterning kontseptsiyasi g'alaba qozondi. Ushbu kontseptsiyaning va'dasi zamonaviy evolyutsion kataliz va molekulyar biologiyadan dalolat beradi. Bir tomondan, biopolimer molekulalarining tarkibi va tuzilishi barcha tirik mavjudotlar uchun fizik va kimyoviy xususiyatlarni o'rganish uchun juda qulay bo'lgan yagona to'plamni tashkil etishi aniqlandi. bir xil fizik va kimyoviy qonunlar ham abiogen jarayonlarni, ham hayot jarayonlarini boshqaradi. Boshqa tomondan, tirik mavjudotlarning g'ayrioddiy o'ziga xosligi isbotlangan, bu nafaqat hujayralar tashkil etilishining eng yuqori darajalarida, balki boshqa darajadagi naqshlarni aks ettiruvchi molekulyar darajadagi tirik tizimlar bo'laklarining xatti-harakatlarida ham namoyon bo'ladi. Tirik mavjudotlarning molekulyar darajasining o'ziga xosligi katalizatorlar va fermentlarning ta'sir qilish tamoyillaridagi sezilarli farqda, tuzilishi faqat genetik kod bilan belgilanadigan polimerlar va biopolimerlarning hosil bo'lish mexanizmlaridagi farqda va , nihoyat, g'ayrioddiy haqiqatda: tirik hujayradagi ko'plab kimyoviy oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari reaksiyaga kirishuvchi molekulalar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilmasdan sodir bo'lishi mumkin. Bu jonsiz dunyoda aniqlanmagan tirik tizimlarda kimyoviy transformatsiyalar sodir bo'lishi mumkinligini anglatadi.

Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqi (IUPAC) davriy jadvalning to‘rtta yangi elementi uchun qaysi nomlarni eng mos deb bilishini e’lon qildi. Ulardan birini rus fizigi, akademik Yuriy Oganesyan sharafiga nomlash tavsiya etiladi. Bundan biroz oldin KSh muxbiri Yuriy Tsolakovich bilan uchrashdi va u bilan uzoq suhbatlashdi. Ammo IUPAC olimlardan yangi nomlar rasman e'lon qilinadigan 8-noyabrgacha izoh bermaslikni so'ramoqda. Davriy jadvalda kimning nomi paydo bo'lishidan qat'i nazar, shuni aytishimiz mumkin: Rossiya yarim asrdan ko'proq vaqtdan beri davom etayotgan transuran poygasida etakchilardan biriga aylandi.

Yuriy Oganesyan. Yadro fizikasi boʻyicha mutaxassis, Rossiya Fanlar akademiyasi akademigi, JINR yadro reaksiyalari laboratoriyasining ilmiy rahbari, Dubna universiteti yadro fizikasi kafedrasi mudiri. Georgiy Flerovning shogirdi sifatida u ruterfordiy, dubniy, seaborgiy, boriy va boshqalarni sintez qilishda ishtirok etgan. Jahon miqyosidagi kashfiyotlar orasida sovuq sintez yadrolar, bu yangi elementlarni yaratish uchun juda foydali vosita bo'lib chiqdi.

Davriy jadvalning pastki qatorlarida uranni osongina topishingiz mumkin, uning atom raqami 92. Keyingi barcha elementlar hozir tabiatda mavjud emas va ular juda murakkab tajribalar natijasida kashf etilgan.
Amerikalik fiziklar Glenn Siborg va Edvin Makmillan birinchi bo'lib yangi element yaratdilar. 1940 yilda plutoniy shunday tug'ilgan. Keyinchalik, Siborg boshqa olimlar bilan birgalikda amerisiy, kuriy, berkeliyni sintez qildi... Davriy sistemaning texnogen kengayishi faktining o‘zi qaysidir ma’noda koinotga uchish bilan qiyoslanadi.

Dunyoning etakchi davlatlari o'ta og'ir yadrolarni yaratish poygasiga kirishdi (agar xohlasangiz, oy poygasi bilan taqqoslash mumkin, ammo bu erda bizning mamlakatimiz g'alaba qozonish ehtimoli ko'proq). SSSRda birinchi transuran elementi 1964 yilda Moskva viloyatining Dubna shahridagi Birlashgan Yadro tadqiqotlari instituti (JINR) olimlari tomonidan sintez qilingan. Bu ruterfordiy deb nomlangan 104-element edi. Loyihaga JINR asoschilaridan biri Georgiy Flerov rahbarlik qildi. Uning nomi ham jadvalga kiritilgan: flerovium, 114. Va 105-element dubnium deb nomlangan.

Yuriy Oganesyan Flerovning shogirdi bo‘lib, ruterfordiy, so‘ngra dubniy, seaborgiy, boriy sintezida qatnashgan... Fiziklarimizning muvaffaqiyatlari Rossiyani transuran poygasida AQSh, Germaniya, Yaponiya (balki, ehtimol tenglar orasida birinchi).

Ko'rib chiqilayotgan yangi elementlar - 113, 115, 117, 118 - 2002–2009 yillarda JINRda U-400 siklotronida sintez qilingan. Ushbu turdagi tezlatgichlarda og'ir zaryadlangan zarrachalar - protonlar va ionlar nurlari yuqori chastotalar yordamida tezlashadi. elektr maydoni, keyin ularni bir-biri bilan yoki nishon bilan to'qnashtirish va ularning parchalanish mahsulotlarini o'rganish uchun.

Barcha tajribalar deyarli bir vaqtning o'zida xalqaro hamkorlikda o'tkazildi turli mamlakatlar. Misol uchun, Yaponiyaning RIKEN instituti olimlari 113-elementni boshqalardan mustaqil ravishda sintez qilishdi. Natijada ochilish ustuvorligi ularga berildi.

Yangi kimyoviy elementga dastlab lotin raqamidan olingan vaqtinchalik nom beriladi. Masalan, ununoktiy "bir yuz o'n sakkizinchi". Keyin ilmiy jamoa - kashfiyot muallifi - IUPACga o'z takliflarini yuboradi. Komissiya tarafdor va qarshi dalillarni ko'rib chiqmoqda. Xususan, u quyidagi qoidalarga rioya qilishni tavsiya qiladi: “Yangi kashf etilgan elementlarning nomi: (a) mifologik xarakter yoki tushuncha (shu jumladan astronomik ob'ekt) nomi bilan atalishi mumkin; (b) mineral yoki shunga o'xshash moddaning nomi bilan; (c) hudud yoki geografik hudud nomi bilan; d) elementning xususiyatlariga muvofiq yoki (e) olim nomi bilan ..."

Ko'pgina tillarda ismlarni talaffuz qilish oson bo'lishi kerak. ma'lum tillar va elementni bir ma'noda tasniflash imkonini beruvchi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Misol uchun, barcha transuranlar ikki harfli belgilarga ega va ular metallar bo'lsa, "-iy" bilan tugaydi: ruterfordium, dubnium, seaborgium, bohrium...

Ikki yangi element (115 va 118) "ruscha" nomlarni oladimi yoki yo'qmi, noyabr oyida aniq bo'ladi. Ammo oldinda hali ko'p tajribalar bor, chunki barqarorlik orollari gipotezasiga ko'ra, nisbatan uzoq vaqt davomida mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan og'irroq elementlar mavjud. Ular hatto tabiatda bunday elementlarni topishga harakat qilmoqdalar, ammo Oganesyan ularni tezlatgichda sintez qilsa, aniqroq bo'ladi.

Yangi elementlar bo'yicha dosye

Seriya raqami: 113

U qanday va kim tomonidan kashf etilgan: ameritsium-243 ning nishoni kaltsiy-48 ionlari bilan bombardimon qilindi va ununpentiy izotoplari olindi, ular 113-elementning izotoplariga parchalandi. 2003 yilda sintez qilingan.

Ochilish ustuvorligi: Fizika va kimyoviy tadqiqotlar instituti (RIKEN), Yaponiya.

Joriy nomi: untry.

Mo'ljallangan xususiyatlar: og'ir erituvchi metall.

Tavsiya etilgan ism: nihonium (Nh). Bu element birinchi bo'lib Osiyoda, xususan, Yaponiyada topilgan. "Nihonii" - bu mamlakat nomining ikkita variantidan biri. “Nihon” so‘zi “quyosh chiqayotgan mamlakat” deb tarjima qilinadi.

Seriya raqami: 115

U qanday va kim tomonidan kashf etilgan: americium-243 nishoni kaltsiy-48 ionlari bilan bombardimon qilindi. 2003 yilda sintez qilingan. Kashfiyotdagi ustuvorlik: JINR (Rossiya), Livermor Milliy Laboratoriyasi (AQSh) va Oak Ridge Milliy Laboratoriyasidan (AQSh) tashkil topgan hamkorlik.

Joriy nomi: ununpentium.

Mo'ljallangan xususiyatlar: vismutga o'xshash metall.

Tavsiya etilgan ism: moskovium (Moscovium, Mc). IUPAC Dubna va JINR joylashgan Moskva viloyati sharafiga "Moskva" nomini tasdiqladi. Shunday qilib, ushbu rus shahri davriy jadvalda ikkinchi marta o'z izini qoldirishi mumkin: dubnium uzoq vaqtdan beri rasman 105-element deb nomlangan.

Seriya raqami: 117

U qanday va kim tomonidan kashf etilgan: berkeliy-249 nishoni kaltsiy-48 ionlari bilan bombardimon qilindi. 2009 yilda sintez qilingan. Kashfiyot uchun ustuvorlik: JINR, Livermore, Oak Ridge.

Joriy nomi: ununseptium.

Mo'ljallangan xususiyatlar: rasmiy ravishda yod kabi halogenlarga ishora qiladi. Haqiqiy xususiyatlar hali aniqlanmagan. Ehtimol, u metall va metall bo'lmagan xususiyatlarni birlashtiradi.

Tavsiya etilgan ism: Tennessin (Ts). AQShning Tennessi shtati, jumladan Oak Ridj milliy laboratoriyasi, Vanderbilt universiteti va Tennessi universitetining transuran sinteziga qo'shgan hissalarini e'tirof etish uchun.

Seriya raqami: 118

U qanday va kim tomonidan kashf etilgan: kaliforniy-249 nishoni kaltsiy-48 bilan bombardimon qilindi. 2002 yilda sintez qilingan. Kashfiyotdagi ustuvorlik: JINR, Livermor.

Joriy nomi: ununoktiy.

Mo'ljallangan xususiyatlar: tomonidan kimyoviy xususiyatlar inert gazlarni nazarda tutadi.

Tavsiya etilgan ism: oganesson (Oganesson, Og). Sharafiga ilmiy rahbar O'ta og'ir elementlarni o'rganishga katta hissa qo'shgan JINR Yuriy Oganesyanning Yadro reaktsiyalari laboratoriyasi. Mumkin bo‘lgan nomlarning jamoatchilik muhokamasi 8-noyabrgacha davom etadi, shundan so‘ng komissiya yakuniy qarorni qabul qiladi.

"Shrodingerning mushuki" haqida