Элемент с атомным номером больше 92 Трансурановые элементы. в
периодической таблице Z>92 (U)
трансурановые элементы (также известные как трансурановые элементы ) - это химические элементы с атомным номером больше 92, что является атомным номером урана. Все эти элементы нестабильны и радиоактивно распадаются на другие элементы.
Содержание
- 1 Обзор
- 2 Открытие и обозначение трансурановых элементов
- 3 Сверхтяжелые элементы
- 4 Приложения
- 5 См. Также
- 6 Ссылки
- 7 Дополнительная литература
Обзор
Периодическая таблица с элементами, окрашенными в соответствии с периодом полураспада их наиболее стабильного изотопа. Элементы, содержащие хотя бы один стабильный изотоп. Легкорадиоактивные элементы: наиболее стабильный изотоп очень долгоживущий, с периодом полураспада более двух миллионов лет. Существенно радиоактивные элементы: самые стабильные период полураспада изотопа составляет от 800 до 34 000 лет. Радиоактивные элементы: самый стабильный изотоп имеет период полураспада от одного дня до 130 лет. Высокорадиоактивные элементы: самый стабильный изотоп имеет период полураспада от нескольких минут и один день. Чрезвычайно радиоактивные элементы: наиболее стабильный изотоп имеет период полураспада менее нескольких минут.
Из элементов с атомными номерами от 1 до 92 большинство можно найти в природе, так как они содержат стабильные изотопы (например, водород ) или очень долгоживущие радиоизотопы (такие как уран ), или существующие как обычные продукты распада распада урана и торий (например, радон ). Исключение составляют элементы 43, 61, 85 и 87 ; все четыре встречаются в природе, но только в очень незначительных ветвях цепочек распада урана и тория, и, таким образом, все, за исключением элемента 87, были впервые обнаружены путем синтеза в лаборатории, а не в природе (и даже элемент 87 был обнаружен из очищенных образцов его родитель, а не напрямую от природы).
Все элементы с более высокими атомными номерами были впервые обнаружены в лаборатории, а нептуний и плутоний позже также были обнаружены в природе. Все они радиоактивны, их период полураспада намного короче, чем возраст Земли, поэтому любые первичные атомы этих элементов, если они когда-либо присутствовали при образовании Земли давно распались. Незначительные количества нептуния и плутония образуются в некоторых богатых ураном породах, и небольшие количества образуются во время атмосферных испытаний ядерного оружия. Эти два элемента образуются в результате захвата нейтронов в урановой руде с последующими бета-распадами (например, U + n → U → Np → Pu ).
Все элементы тяжелее плутония полностью синтетические ; они создаются в ядерных реакторах или ускорителях частиц. Периоды полураспада этих элементов демонстрируют общую тенденцию к уменьшению с увеличением атомных номеров. Однако есть исключения, включая несколько изотопов кюрия и дубния. Считается, что некоторые более тяжелые элементы в этой серии с атомными номерами 110–114 нарушают тенденцию и демонстрируют повышенную ядерную стабильность, включая теоретический остров стабильности.
Тяжелые трансурановые элементы сложно и дорого производить, а их цены быстро растут с ростом атомного номера. По состоянию на 2008 год стоимость оружейного плутония составляла около 4000 долларов за грамм, а калифорний превышала 60000000 долларов за грамм. Эйнштейний - самый тяжелый элемент, который был произведен в макроскопических количествах. 134>
Трансурановые элементы, которые не были обнаружены или были обнаружены, но еще не имеют официального названия, используют систематические имена элементов IUPAC . Название трансурановых элементов может быть источником разногласий.
Открытие и обозначение трансурановых элементов
На данный момент практически все трансурановые элементы были обнаружены в четырех лабораториях: Lawrence Berkeley National Лаборатория в США (элементы 93–101, 106 и общий зачет 103–105), Объединенный институт ядерных исследований в России (элементы 102 и 114–118, а также совместный кредит для 103–105), GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research в Германии (элементы 107–112) и RIKEN в Японии (элемент 113).
- Радиационная лаборатория (ныне Национальная лаборатория Лоуренса Беркли ) в Калифорнийском университете, Беркли, возглавляемая, главным образом, Эдвином Макмилланом, Гленном Сиборгом и Альберт Гиорсо, в 1945-1974 годах:
- 93. нептуний, Np, названный в честь планеты Нептун, поскольку он следует за ураном, а Нептун следует за Ураном в планетарной последовательности (1940).
- 94. плутоний, Pu, названный в честь карликовой планеты Плутон, следуя тому же правилу именования, как он следует за нептунием, а Плутон следует за Нептуном в планетарной последовательности до 2006 года (1940).
- 95. америций, Am, названный так потому, что он является аналогом европия, и был назван в честь континента, на котором он был впервые произведен (1944).
- 96. кюрий, Cm, названный в честь Пьера и Марии Кюри, известных ученых, выделивших первые радиоактивные элементы (1944), как его более легкий аналог гадолиний был назван в честь Йохана Гадолина.
- 97. берклиум, Бк, названный в честь города Беркли, где расположен Калифорнийский университет в Беркли (1949 г.).
- 98. калифорний, Cf, названный в честь штата Калифорния, где расположен университет (1950).
- 99. эйнштейний, Es, названный в честь физика-теоретика Альберта Эйнштейна (1952).
- 100. фермий, Fm, названный в честь Энрико Ферми, физика, создавшего первую управляемую цепную реакцию (1952).
- 101. менделевий, Md, названный в честь русского химика Дмитрия Менделеева, который считается основным создателем таблицы Менделеева из химические элементы (1955).
- 102. nobelium, №, названный в честь Альфреда Нобеля (1958). Об этом открытии также заявил ОИЯИ, назвавший его joliotium (Jl) в честь Фредерика Жолио-Кюри. ИЮПАК пришел к выводу, что ОИЯИ был первым, кто убедительно синтезировал этот элемент, но сохранил название нобелий, глубоко укоренившееся в литературе.
- 103. лоуренсиум, Lr, названный в честь Эрнеста О. Лоуренса, физика, наиболее известного разработкой циклотрона, и человека, для которого Лоуренс Ливермор Названы Национальная лаборатория и Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (в которой были созданы эти трансурановые элементы) (1961). Об этом открытии заявил и ОИЯИ, предложивший название резерфордий (Rf) в честь Эрнеста Резерфорда. ИЮПАК пришел к выводу, что кредит следует разделить, сохранив название лоуренсиум, закрепленное в литературе.
- 104. резерфорд, Rf, названный в честь Эрнеста Резерфорда, который создал концепцию атомного ядра (1968). Об этом открытии также заявил Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Россия (тогда Советский Союз ), возглавляемый главным образом Георгий Флёров : в честь Игоря Курчатова назвали элемент курчатовий (Ку). ИЮПАК пришел к выводу, что кредит следует разделить.
- 105. dubnium, Db, элемент, названный в честь города Дубна, где расположен ОИЯИ. Первоначально названный «ханиум» (Ха) в честь Отто Хана группой Беркли (1970), но переименованный Международным союзом чистой и прикладной химии (1997). Об этом открытии также заявило ОИЯИ, назвав его nielsbohrium (Ns) в честь Нильса Бора. ИЮПАК пришел к выводу, что кредит следует разделить.
- 106. сиборгий, сержант, названный в честь Гленна Т. Сиборга. Это название вызвало споры, потому что Сиборг был еще жив, но в конечном итоге был принят международными химиками (1974). Об этом открытии заявил и ОИЯИ. ИЮПАК пришел к выводу, что команда Беркли была первой, кто убедительно синтезировал этот элемент.
- Gesellschaft für Schwerionenforschung (Общество исследований тяжелых ионов) в Дармштадте, Гессен, Германия, возглавил главным образом Готфрид Мюнценберг, Питер Армбрустер и Сигурд Хофманн, в течение 1980-2000 гг.:
- 107. бориум, Bh, названный в честь датского физика Нильса Бора, важен для выяснения структуры атома (1981). Об этом открытии заявил и ОИЯИ. ИЮПАК пришел к выводу, что GSI был первым, кто убедительно синтезировал этот элемент. Группа GSI первоначально предложила nielsbohrium (Ns) для разрешения спора об именах элемента 105, но это было изменено IUPAC, поскольку не было прецедента использования имени ученого в имени элемента.
- 108. hassium, Hs, названный в честь латинской формы названия Hessen, немецкий Bundesland, где была выполнена эта работа (1984). Об этом открытии заявил и ОИЯИ. ИЮПАК пришел к выводу, что GSI был первым, кто убедительно синтезировал этот элемент, одновременно признав новаторскую работу в ОИЯИ.
- 109. мейтнерий, гора, названная в честь Лизы Мейтнер, австрийского физика, который был одним из первых ученых, изучавших деление ядер (1982).
- 110. darmstadtium, Ds, названный в честь Дармштадт, Германия, город, в котором выполнялась эта работа (1994). На это открытие заявили также ОИЯИ, предложивший название беккерелиум после Анри Беккереля, и LBNL, предложивший название hahnium для разрешения спора по элементу 105 (несмотря на протесты против повторного использования установленных названий. для разных элементов). ИЮПАК пришел к выводу, что GSI был первым, кто убедительно синтезировал этот элемент.
- 111. roentgenium, Rg, названный в честь Вильгельма Конрада Рентгена, первооткрывателя рентгеновских лучей (1994).
- 112. copernicium, Cn, названный в честь астронома Николая Коперника (1996).
- Rikagaku Kenkyūsho (RIKEN) в Wak, Saitama, Япония, led главным образом Косуке Морита :
- 113. нихоний, штат Нью-Йорк, названный в честь Японии (Nihon на японском ), где этот элемент был обнаружен (2004). Об этом открытии заявил и ОИЯИ. ИЮПАК пришел к выводу, что RIKEN был первым, кто убедительно синтезировал этот элемент.
- Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Россия, под руководством Юрия Оганесяна, в сотрудничество с несколькими другими лабораториями, включая Ливерморскую национальную лабораторию (LLNL), с 2000 г.:
- 114. флеровий, Fl, назван в честь советского физика Георгия Флёрова, основателя ОИЯИ (1999).
- 115. московский, Мак, названный в честь Московской области, Россия, где элемент был обнаружен (2004 г.).
- 116. livermorium, Lv, названный в честь Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, сотрудника ОИЯИ в открытии (2000 г.).
- 117. теннессин, Ts, названный в честь региона Теннесси, где была произведена мишень из берклия, необходимая для синтеза элемента (2010).
- 118. Оганессон, Оганесон, названный в честь Юрия Оганесяна, возглавлявшего команду ОИЯИ в открытии элементов с 114 по 118 (2002).
Сверхтяжелые элементы
Положение
трансактинидные элементы в периодической таблице.
Сверхтяжелые элементы (также известные как сверхтяжелые атомы, обычно сокращенно SHE ) обычно относятся к трансактинидным элементам начиная с резерфордий (атомный номер 104). Они были созданы только искусственно и в настоящее время не служат практической цели, потому что их короткие периоды полураспада заставляют их распадаться за очень короткое время, от нескольких минут до нескольких миллисекунд (за исключением dubnium, с периодом полураспада более суток), что также делает их чрезвычайно трудными для изучения.
Все сверхтяжелые атомы были созданы со второй половины 20-го века, и постоянно создаются в течение 21-го века. по мере развития технологий. Они создаются бомбардировкой элементов в ускорителе частиц. Например, ядерный синтез из калифорния -249 и углерода -12 создает резерфордий -261. Эти элементы создаются в количествах в атомном масштабе, и метод создания массы не найден.
Применения
Трансурановые элементы могут использоваться для синтеза других сверхтяжелых элементов. Элементы острова стабильности имеют потенциально важное военное применение, включая разработку компактного ядерного оружия. Возможности повседневного применения огромны; элемент америций используется в таких устройствах, как детекторы дыма и спектрометры.
См. также
Ссылки
Дополнительная литература
- Эрик Скерри, Очень краткое введение в периодические исследования. Таблица, Oxford University Press, Oxford, 2011.
- Сверхтяжелые элементы
- Аннотированная библиография трансурановых элементов из Цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсоса.
- Трансурановые элементы
- Официальный представитель сети сверхтяжелых элементов веб-сайт (сеть европейской инициативы по интегрированной инфраструктуре EURONS)
- Дармштадтиум и не только
- Кристиан Шнир, Иоахим Фейерборн, Бонг-Джун Ли: Следы трансурановых элементов в земных минералах? (Online, PDF-Datei, 493 kB)
- Кристиан Шнир, Иоахим Фейерборн, Бонг-Джун Ли: поиск сверхтяжелых элементов (SHE) в земных минералах с использованием XRF с высокой энергией синхротронное излучение. (Онлайн, PDF-Datei, 446 кБ)