Таблица Менделеева. Элементы уже близко

Свою заявку на открытие унунтрия подавали также российские и американские физики-ядерщики. В 2004 году в результате совместного эксперимента, целью которого был синтез элемента № 115 с помощью горячего слияния ядер, физики из Объединенного института ядерных исследований в Дубне и Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии фиксировали среди продуктов последующего распада 115-го элемента, который сейчас называется московием, другой нуклид нихония – ²⁸⁶Nh. В ходе совместной работы российской и американской исследовательской групп над этим проектом было обнаружено около сотни ядер нихония, к тому же ²⁸⁶Nh оказался более стабильным – время его жизни составляло в среднем 19,6 секунды.

Тем не менее, принимая решение о том, кому принадлежит пальма первенства в открытии элемента №113, комиссия ИЮПАП/ИЮПАК решила, что главное не количество экспериментов, а их качество – эксперименты японских физиков были признаны более чистыми и информативными. Полученные исследователями из RIKEN легкие изотопы нихония в ходе своего распада превращались в уже хорошо изученные нуклиды, например ²⁶⁶Bh, в то время как распады тяжелых изотопов нихония, полученного российскими и американскими физиками, протекают с образованием новых, ранее не наблюдавшихся ядер, состав и строение которых еще требуют дополнительных доказательств.

В июне 2016 года ИЮПАК рекомендовал назвать элемент №113 «нихоний» (Nh) по одному из двух вариантов самоназвания Японии – Нихон (название «ниппоний» было скомпрометировано ошибкой Огавы), и после пятимесячного обсуждения 28 ноября 2016 года название «нихоний» было утверждено (Pure Appl. Chem. 88 (2016) 401), нихоний стал первым в истории элементом, открытым в Японии и вообще в азиатской стране.

Экспериментально химические свойства нихония не изучены, на основании расчетов предполагается, что нихоний будет больше похож не на своих соседей по группе – галлий и таллий, а на медь или серебро (The Journal of Chemical Physics. – 2001. – 8 August (vol. 115, no. 6). – P. 2456—2464).

114. Флеровий

Охота за элементом №114, пожалуй, была самой долгой охотой на искусственный трансфермиевый элемент. Обычно от начала получения синтетического элемента до обретения им имени и заполнения клетки в таблице проходило максимум три десятка лет, получение флеровия растянулось более чем на сорок.

К 1960-м годам было ясно, что c ростом заряда ядра время существования тяжелых элементов становится все меньше и меньше, уменьшаясь до отрезков, не позволяющих наблюдать само ядро. «Трансфермиевым войнам» советских и американских физиков, конкурировавших за приоритеты в открытии элементов с номерами №102–106, позволяли работать теории строения атомного ядра.

В 1949 году была создана новая теория строения атомного ядра. Идея нобелевского лауреата 1963 года по физике Марии Гёпперт-Майер была проста – ядро атома представляет собой не каплю с хаотично расположенными протонами и нейтронами, а набор оболочек, в пределах которых определённые группы протонов и нейтронов связывались друг с другом прочнее, чем с другими нуклонами.

Эта модель объясняла тот факт, что элементы с атомными весами 2, 8, 20, 28, 50, 82, и 126 были чрезвычайно стабильными. Суть объяснения состоит в том, что в ядре образуются оболочки с возможным количеством нуклонов 2, 6, 10 и т. д. – эти числа были названы «магическими». При заполнении очередной оболочки получается чрезвычайно стабильная конфигурация ядра. Сама Гёпперт-Майер сравнивала ядро с танцевальным залом, в котором одни танцоры описывают круги вокруг других, причём диаметр таких кругов должен постоянно увеличиваться.

Теория магических чисел атомных ядер предсказывала, что понижение времени жизни синтетических элементов должно смениться увеличением их стабильности – к моменту, когда будет формироваться магическое ядро. Зона таких стабильных элементов называлась «островом стабильности», и первой очевидной целью для «высадки на остров стабильности» был элемент №114. Теоретические расчеты 1960–1970-х годов оценивали период полураспада этого элемента в несколько миллионов лет, из-за чего синтез элемента №114 стал мечтой многих физиков-ядерщиков, в том числе и Глена Сиборга, который писал в автобиографии: «Мне все еще было интересно синтезировать элементы, исследовать мечту о поиске сверхтяжелых элементов – элементов в области атомного номера 114. Период полураспада элементов становился все короче по мере того, как они становились тяжелее, но я полагал, что существует “остров стабильности”…»