Syntetický prvek - Synthetic element

  Syntetické prvky
  Vzácné radioaktivní přírodní prvky; často vyráběny uměle
  Společné radioaktivní přírodní prvky

A syntetický prvek je jedním z 24 chemické prvky které se přirozeně nevyskytují Země: byly vytvořeny lidskou manipulací s základní částice v nukleární reaktor, a urychlovač částic, nebo výbuch atomová bomba; proto se jim říká „syntetický“, „umělý“ nebo „umělý“. Syntetické prvky jsou ty, které mají atomová čísla 95–118, jak je na obrázku uvedeno fialově periodická tabulka:[1] těchto 24 prvků bylo poprvé vytvořeno v letech 1944 až 2010. Mechanismus pro vytvoření syntetického prvku je vnutit další protony na jádro prvku s protonové číslo nižší než 95. Všechny syntetické prvky jsou nestabilní, ale rozpadají se velmi různou rychlostí: jejich poločasy rozmezí od 15,6 milionu let do několika set mikrosekund.

U pěti dalších prvků, které byly vytvořeny uměle - a tedy původně považovány za syntetické - bylo později zjištěno, že v přírodě existují ve stopových množstvích. První, technecium, byla vytvořena v roce 1937.[2] Plutonium, atomové číslo 94, poprvé syntetizované v roce 1940, je dalším takovým prvkem. Je to prvek s největším počtem protonů (a ekvivalentním atomovým číslem), který se v přírodě vyskytuje, ale dělá to v tak malém množství, že je mnohem praktičtější syntetizovat ho. Plutonium je velmi dobře známé díky svému použití v atomové bomby a jaderné reaktory.[3] Žádné prvky s atomovým číslem vyšším než 99 nemají žádné použití mimo vědecký výzkum, protože mají extrémně krátký poločas, a proto nebyly nikdy vyrobeny ve velkém množství.

Vlastnosti

Všechny prvky s atomovým číslem vyšším než 94 přítomné při vzniku Země před asi 4,6 miliardami let ano rozpadlý dostatečně rychle na lehčí prvky ve srovnání s věkem Země atomy z těchto prvků, které mohly existovat, když se vytvořila Země, se již dávno rozpadly.[4][5] Atomy syntetických prvků nyní přítomných na Zemi jsou produktem atomových bomb nebo experimentů, které zahrnují jaderné reaktory nebo urychlovače částic, přes jaderná fůze nebo absorpce neutronů.[6]

Atomová hmotnost pro přírodní prvky je založen na váženém průměru hojnosti přírodních izotopy které se vyskytují v Země je kůra a atmosféra. Pro syntetický prvků, izotop závisí na prostředcích syntézy, takže pojem přirozené hojnosti izotopů nemá žádný význam. Proto u syntetických prvků celkem nukleon počet (protony Plus neutrony ) nejstabilnější izotop, tj. izotop s nejdelší poločas rozpadu —Je uveden v závorkách jako atomová hmotnost.

Dějiny

Technecium

První prvek, který byl syntetizován, místo aby byl objeven v přírodě, byl technecium v roce 1937.[7] Tento objev vyplnil mezeru v periodická tabulka a skutečnost, že č stabilní izotopy technecia vysvětluje jeho přirozenou nepřítomnost na Zemi (a mezeru).[8] S nejdelším izotopem technecia, 97Tc, mít a 4,21 milionu let poločas rozpadu,[9] z formování Země nezůstalo žádné technecium.[10][11] V zemské kůře se přirozeně vyskytují jen nepatrné stopy technecia - jako spontánní štěpný produkt uranu 238 nebo zachycení neutronů v molybden rudy - ale technecium je přirozeně přítomno v červený obr hvězdy.[12][13][14][15]

Kurium

Byl vyroben první čistě syntetický prvek kurium, syntetizovaný v roce 1944 Glenn T. Seaborg, Ralph A. James, a Albert Ghiorso bombardováním plutonium s alfa částicemi.[16][17][18][19]

Osm dalších

Syntéza americium, berkelium, a kalifornium brzy následoval. Einsteinium a fermium byly vytvořeny týmem vědců pod vedením Albert Ghiorso v roce 1952 při studiu radioaktivní trosky z detonace první vodíkové bomby.[20] Syntetizovanými izotopy byly einsteinium-253 s biologickým poločasem 20,5 dne a fermium-255 s poločasem asi 20 hodin. Vytvoření mendelevium, Nobelium, a lawrencium následoval.

Rutherfordium a dubnium

Během výšky Studená válka týmy z Sovětský svaz a USA vytvořily samostatně rutherfordium a dubnium. Pojmenování a uznání za syntézu těchto prvků zůstalo nevyřešený po mnoho let, ale nakonec sdílený kredit uznal IUPAC /IUPAP v roce 1992. V roce 1997 se IUPAC rozhodl pojmenovat dubnium podle svého současného názvu na počest města Dubna kde ruský tým pracoval od té doby, co se pro mnoho existujících syntetických prvků již používala jména zvolená Američany, zatímco název rutherfordium (vybrán americkým týmem) byl přijat pro prvek 104.

Posledních třináct

Americký tým mezitím vytvořil seaborgium a dalších šest prvků vytvořil německý tým: bohrium, hassium, meitnerium, darmstadtium, rentgenium, a copernicium. Prvek 113, nihonium, byl vytvořen japonským týmem; posledních pět známých prvků, flerovium, moscovium, livermorium, tennessine, a oganesson, byly vytvořeny rusko-americkou spoluprací a doplňují sedmou řadu periodické tabulky.

Seznam syntetických prvků

Následující prvky se na Zemi přirozeně nevyskytují. Všichni jsou transuranové prvky a mají atomová čísla 95 a vyšší.

Název prvkuChemikálie
Symbol		Atomový
Číslo		Nejprve definitivní
syntéza
AmericiumDopoledne951944
KuriumCm961944
BerkeliumBk971949
KaliforniumSrov981950
EinsteiniumEs991952
FermiumFm1001952
MendeleviumMd1011955
LawrenciumLr1031961
NobeliumNe1021966
RutherfordiumRf1041966 (SSSR), 1969 (USA) *
DubniumDb1051968 (SSSR), 1970 (USA) *
SeaborgiumSg1061974
BohriumBh1071981
DraslíkHs1081984
MeitneriumMt.1091982
DarmstadtiumDs1101994
RoentgeniumRg1111994
CoperniciumCn1121996
NihoniumNh1132003–4
FleroviumFl1141999
MoscoviumMc1152003
LivermoriumLv1162000
TennessineTs1172010
OganessonOg1182002
* Sdílená zásluha za objev.

Další prvky obvykle vyrobené syntézou

Všechny prvky s atomová čísla 1 až 94 se přirozeně vyskytují alespoň ve stopových množstvích, ale následující prvky se často vyrábějí syntézou. Technecium, promethium, astatin, neptunium a plutonium byly objeveny syntézou, než byly nalezeny v přírodě.

Název prvkuChemikálie
Symbol		Atomový
Číslo		Nejprve definitivní
objev
TechneciumTc431937
PromethiumOdpoledne611945
PoloniumPo841898
AstatNa851940
FranciumFr.871939
ActiniumAc891902
ProtactiniumPa911913
NeptuniumNp931940
PlutoniumPu941940

Reference

  1. ^ Kulkarni, Mayuri. „Kompletní seznam umělých syntetických prvků“. ScienceStuck. Citováno 15. května 2019.
  2. ^ "Periodická tabulka WebElements» Technecium »historické informace". www.webelements.com. Webové prvky. Citováno 7. listopadu 2019.
  3. ^ Bradford, Alina. „Fakta o plutoniu“. LiveSci = nce. Citováno 16. května 2019.
  4. ^ Redd, Nola. „Jak vznikla Země?“. ProfoundSpace.org. Citováno 16. května 2019.
  5. ^ "Syntetické prvky". Infoplease. Citováno 16. května 2019.
  6. ^ Kulkarni, Mayuri. „Kompletní seznam umělých syntetických prvků“. ScienceStuck. Citováno 16. května 2019.
  7. ^ Helmenstine, Anne Marie. „Fakta o techneciu nebo mazuru“. ThoughtCo. ThoughtCo. Citováno 15. května 2019.
  8. ^ „Rozpad technecia a jeho srdeční aplikace“. KhanAcademy. Khan Academy. Citováno 15. května 2019.
  9. ^ Audi, G .; Kondev, F. G .; Wang, M .; Huang, W. J .; Naimi, S. (2017). „Hodnocení jaderných vlastností NUBASE2016“ (PDF). Čínská fyzika C.. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  10. ^ Stewart, Doug. „Fakta o prvku technecia“. Chemicool. Citováno 15. května 2019.
  11. ^ Yinon, Yinon. "Periodická tabulka: Technecium". Chemické prvky. Citováno 15. května 2019.
  12. ^ Hammond, C. R. (2004). "Elementy". Příručka chemie a fyziky (81. vydání). CRC tisk. ISBN  978-0-8493-0485-9.
  13. ^ Moore, C. E. (1951). „Technecium na slunci“. Věda. 114 (2951): 59–61. Bibcode:1951Sci ... 114 ... 59M. doi:10.1126 / science.114.2951.59. PMID  17782983.
  14. ^ Dixon, P .; Curtis, David B .; Musgrave, John; Roensch, Fred; Roach, Jeff; Rokop, Don (1997). „Analýza přirozeně vyráběného technecia a plutonia v geologických materiálech“. Analytická chemie. 69 (9): 1692–9. doi:10.1021 / ac961159q. PMID  21639292.
  15. ^ Curtis, D .; Fabryka-Martin, červen; Dixon, Paul; Cramer, Jan (1999). „Přírodní neobvyklé prvky: plutonium a technecium“. Geochimica et Cosmochimica Acta. 63 (2): 275. Bibcode:1999 GeCoA..63..275C. doi:10.1016 / S0016-7037 (98) 00282-8.
  16. ^ Krebs, Robert E. Historie a použití chemických prvků naší Země: referenční příručka, Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN  0-313-33438-2 p. 322
  17. ^ Harper, Douglas. "peklo". Online slovník etymologie.
  18. ^ Harper, Douglas. "delirium". Online slovník etymologie.
  19. ^ Hall, Nina (2000). The New Chemistry: a Showcase for Modern Chemistry and its Applications. Cambridge University Press. str.8 –9. ISBN  978-0-521-45224-3.
  20. ^ Ghiorso, Albert (2003). „Einsteinium a Fermium“. Chemické a technické novinky. 81 (36): 174–175. doi: 10,1021 / cen-v081n036.p174.

externí odkazy