Номер 113 и 115: ученые наконец раскрыли свойства двух сверхтяжелых химических элементов

Ученые впервые установили химические свойства двух самых тяжелых искусственно созданных элементов, московия и нихония. Московий теперь является самым тяжелым химическим элементом, о химических свойствах которого хоть что-то известно. Как показало исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Chemistry, оба сверхтяжелых химических элемента имеют умеренное свойство вступать в реакции с другими элементами. Но создать полезные соединения с помощью этих элементов все еще очень сложно из-за их чрезвычайно короткого периода полураспада, пишет IFLSciecne.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Сверхтяжелые химические элементы

За последние почти 100 лет ученые смогли создать почти три десятка трансурановых химических элементов, но их периоды полураспада очень короткие, а потому они существуют недолго. Трансурановыми химическими элементами называют элементы в периодической таблице, которые начинаются с номера 93, то есть идут после урана (номер 92). После номера 100 в периодической таблице идут сверхтяжелые химические элементы.

Таковыми являются московий (номер 115) и нихоний (номер 113). Изотоп московия (московий-288) с самой большой продолжительностью существования имеет период полураспада менее одной секунды, поэтому его нужно производить много для изучения. А самый стабильный изотоп нихония (нихоний-286) существует больше, но всего лишь 9,5 секунд. Поэтому химики очень мало знают о том, как эти сверхтяжелые элементы с другими химическими элементами.

Авторы нового исследования в ходе эксперимента, который продолжался длительное время, смогли изучить способность вступать в реакцию с другими элементами у нихония и московия, но этого они получили такую же информацию об элементе флеровий (номер 114).

Поведение этих элементов особенно интересно, потому что их массивные ядра ускоряют электроны до значительной доли скорости света. Для свинца (номер 82) и некоторых более тяжелых элементов это означает, что поведение внешних электронов больше нельзя смоделировать исключительно с помощью классической механики, и вместо этого необходимо учитывать поведение, предсказанное специальной теорией относительности.

Раскрыты свойства двух сверхтяжелых химических элементов

Периодическая таблица существует, потому что ученые заметили закономерности в химии элементов и разместили их в соответствующих рядах и столбцах. Поэтому обычно можно предсказать химическое поведение элемента, глядя на те, которые находятся над ним в периодической таблице.

Но флеровий, который находится прямо под свинцом в таблице, не совсем вписывается в это правило. Он не так хорошо вступает в реакцию, как свинец, и при температуре ниже комнатной довольно легко превращается в газ. Несмотря на различия между флеровием и свинцом, химики обнаружили, что если рассматривать их в контексте их соседей, то появляются общие черты.

Для проведения эксперимента ученые бомбардировали в ускорителе частиц пучками кальция-48 мишень из америция-243, чтобы объединить их и образовать московий-288, который на короткое время становится нихонием-284, когда подвергается распаду.

Для тестирования из-за недолговечности изотопов ученые использовали инертный газ, чтобы переносить их через кварцевый детектор, что позволило выяснить, происходит ли связь между атомами.

Чтобы полностью провести эксперимент химикам потребовалось 7 недель пока они не обнаружили как себя ведут атомы московия и нихония. Исследование показало, что оба элемента хуже вступают в реакцию, чем те, что находятся выше в периодической таблице.

На самом деле трудно представить себе какое-либо практическое устройство, изготовленное с использованием любого из этих химических элементов, но понимание их свойств может помочь найти применение для более долговечных элементов.

Как уже писал Фокус, открытие в черных дырах можетпереписать теории пространства-времени. Исследование показывает, что внутреннее устройство черных дыр не совсем такое, как предполагалось.

Также Фокус писал о том, что с помощью взрывов экзотических черных дыр, можно открыть новую физику, как считают авторы недавнего исследования.