Таблица Менделеева. Элементы уже близко

В этом эксперименте исследователи бомбардировали мишень из свинца ²⁰⁸Pb ионами и ядрами цинка ⁷⁰Zn. При простом слиянии таких ядер должно было бы образоваться ядро, содержащее 112 протонов и 166 нейтронов, суммарно – 278 нуклонов (к нуклонам мы относим элементарные частицы, входящие в состав ядра, – протоны и нейтроны), или, говоря проще, нуклид с атомной массой 278. Однако любая реакция слияния атомных ядер экзотермическая, и образующееся ядро характеризуется повышенной энергией, которая «стравливается» за счет испускания ядром нейтрона или нейтронов; в случае элемента №112 испускался один нейтрон, и образовывался нуклид коперниция ²⁷⁷Cn.

Второй атом элемента №112 был получен в 2000 году, и в 2004 году японские исследователи из RIKEN, используя методологию коллег из Дармштадта, получили еще два атома этого элемента. Более тяжёлые изотопы коперниция были получены в 2000 и 2004 годах в ОИЯИ в качестве продуктов распада изотопов элемента №114 – флеровия (Physical Review C. – 2004. – Vol. 70. – P. 064609).

Работа японских физиков-ядерщиков стала подтверждением открытия элемента №112, и ИЮПАК признал приоритет открытия нового элемента за учёными, работавшими в Дармштадте, которым в 2009 году было предложено подобрать элементу название и химический символ. После переписки между принимавшими участие в реализации проекта двадцатью исследователями из четырёх стран и обсуждения в интернете первооткрыватели решили назвать элемент «коперницием». Первоначально для коперниция первооткрывателями предлагался символ Ср, но в ходе общественного обсуждения стало понятно, что это неудобно, потому что этим символом в органической и металлоорганической химии обозначается циклопентадиенил-анион (С₅Н₅^–), и был принят символ Cn, не предполагающий двусмысленного толкования. Исследователи решили назвать элемент в честь Николая Коперника – польского астронома, математика и механика эпохи Возрождения, с которым в естествознании связываются начало первой научной революции и переход от геоцентрической системы мира Аристотеля – Птолемея к гелиоцентрической системе мира. Правда, таблицы движения небесных тел Коперника вскоре существенно разошлись с наблюдениями и стали проигрывать в точности птолемеевскому «Альмагесту», выведенному для геоцентрической системы, – в новой системе Коперник сохранил круговые орбиты планет и равномерность их движения, грубо говоря, просто поменяв Землю и Солнце местами. Точные гелиоцентрические таблицы движения небесных тел позже вывел Иоганн Кеплер, который открыл истинную форму орбит планет, а также признал и математически выразил неравномерность их движения. Тем не менее сделанное Коперником впервые за две тысячи лет (первую дошедшую до нас гелиоцентрическую систему в начале III века до н.э. предложил Аристарх Самосский) превращение Земли в рядовую планету было предпосылкой для создания законов механики Галилея и Ньютона.

Коперниций расположен в двенадцатой группе (по старой версии – побочной подгруппе второй группы) Периодической системы – под цинком, кадмием и ртутью. Первые эксперименты по изучению адсорбции нескольких атомов коперниция на охлаждённой поверхности золота показали, что свойства этого элемента подобны свойствам ртути. Предполагается, что в макроколичествах он должен быть жидким, возможно, даже более летучим, чем ртуть.

113. Нихоний

В японском языке есть два слова для самоназвания родины – «нихон» и «ниппон» (дословно – «место, где восходит Солнце»). Как оказалось, в плане открытия новых элементов это очень удачно для Страны восходящего солнца, иначе у нее бы не было шансов появиться в Периодической системе.

В главе про технеций уже было написано, как в 1909 году Масатака Огава назвал в честь своей страны «ниппонием» то, что он ошибочно посчитал элементом №43. К его чести, он не был единственным человеком, кого так подвёл не содержащийся в земной коре в количествах, достаточных для обнаружения, технеций. Тем не менее японский национальный характер таков, что ошибка Огавы почти век расценивалась японскими химиками и японской наукой как национальный позор, а мечтой японских ученых было исправить ошибку и все же увидеть Японию в Периодической системе. Впервые японские исследователи сообщили о синтезе элемента №113 методом холодного слияния в 2004 году, причём сразу заявили, что, если все пойдёт как надо, назовут его в честь Японии. Более убедительные доказательства открытия были предоставлены исследователями из RIKEN в 2012 году. За это время им удалось не только получить три ядра элемента №113 ²⁷⁸Nh с помощью бомбардировки мишени из висмута ²⁰⁸Bi ядрами цинка ⁷⁰Zn, но и изучить схему его распада – нихоний претерпевает шесть последовательных α-распадов, в итоге превращаясь в менделевий ²⁵⁴Md (Journal of the Physical Society of Japan, 2012, 81, 103201, doi: 10.1143/JPSJ.81.103201).