Новые химические элементы

До 1937 г. в периодической таблице перед 92-м элементом ураном - было лишь 4 пробела на местах элементов 43, 61,85 и 87. А потом в распоряжение химиков и физиков попали ускорители частиц (первый изобрел в 1932 г. Эрнст Лоуренс).

Гленн Сиборг держит в руках сигарную коробку с образцом плутония. В1974 г. имя ученого еще при его жизни было присвоено новому химическому элементу - сиборгию.

Циклотрон - один из первых ускорителей частиц. На схеме выше - разрез циклотрона (вид сверху). Его главные части - пустотелые D-образные электромагниты, помещенные в вакууме. Заряженные частицы, поступающие из ионного источника (в центре), ускоряются в электромагнитном поле и разгоняются по спирали. Разогнанные частицы можно использовать для «дробления» атомов. На фотографии  - первый полутораметровый циклотрон, построенный Эрнстом Лоуренсом и его сотрудниками в его лаборатории в Беркли (Калифорния) в 1932 г.

На первых порах ученые использовали ускорители как «дробилку атомов», для того чтобы делить элементы на более мелкие составляющие. Так, в 1937 г. ученые США (Калифорния) бомбардировали в циклотроне металл молибден дейтронами (ядрами дейтерия, тяжелого водорода) - самыми тяжелыми из элементарных частиц, вдвое тяжелее нейтрона. Подвергнутый бомбардировке молибден был отправлен в Палермский университет, где его изучали Эмилио Сегре и Карло Перье. Ученые выяснили, что в образце присутствует «недостающий» в таблице новый радиоактивный элемент 43. Сначала ему дали название мазурий, но затем переименовали в технеций, в знак того, что элемент создан искусственно. Через два года, в 1939 г., французский химик Маргарита Пере, исследуя продукты радиоактивного элемента акти-ния-227, открывает еще один «недостающий» радиоактивный элемент - 87-й. Она назвала его актиний-К, но впоследствии переименовала во франций - в честь родной страны.

В 1940 г. Сегре и соавторы сделали следующее открытие, бомбардируя висмут альфа-частицами (ядрами гелия). В 1947 г. они дали новому радиоактивному элементу имя астат (от греческого astatos - нестабильный). Это и был 85-й элемент. Позднее другим ученым удалось обнаружить более тяжелые изотопы астата в природе. Последний из «недостающих» в периодической таблице элементов, 61-й, открыли в 1945 г. американский химик Джейкоб Марийски и соавторы, бомбардируя нейтронами неодим. В 1949 г. они дали новому элементу имя прометий, в честь титана, похитившего, согласно греческим мифам, огонь у богов.

Бомбардировка частицами позволяет не только «дробить» атомы. Она позволяет также соединять их части и получать новые. И такое дважды удалось в 1940 г. Сначала физики из США Эдвин Макмиллан и Филип Эйбелсон, бомбардируя уран-238 медленными нейтронами, получили нептуний, названный в честь планеты Нептун, которая находится в Солнечной системе сразу за Ураном, как и новый элемент в периодической таблице - за уранием. Затем группа ученых отделения Беркли Калифорнийского университета под руководством Гленна Сиборга и Макмиллана, бомбардируя уран-238 дейтронами, получила плутоний, названный в честь планеты Плутон.

Нептуний и плутоний оказались первыми трансурановыми элементами (элементами с атомными номерами больше, чем у урана). Далее быстро последовали кюрий (1944), америций (1944), берклий (1949), калифорний (1950) ит. д. Элемент 106, открытый в 1974 г., получил название сиборгий, в честь Гленна Сиборга. В 1982 г. Петер Армбрустер с соавторами из Института тяжелых ионов (Дармштадт, Германия), бомбардируя висмут-209 ядрами желе-за-58, получил несколько атомов элемента 109. В1997 г. ему дали название мейтнерий в честь австрийского физика Лизе Мейтнер, которая участвовала в первых экспериментах по делению атома. В 1984 г. та же группа получила несколько атомов элемента 108, бомбардируя сви-нец-208 атомами железа-58. Таким же методом его получили советские физики из Дубны (Подмосковье), а годом позже советско-американская группа получила другой изотоп элемента 108, бомбардируя уран-238 серой-34. Элемент назвали хассий в честь немецкой земли Гессен (Hassia - латинское название средневекового княжества Гессен со столицей в Дармштадте).

В настоящее время известно 118 химических элементов. Самые тяжелые элементы удалось получить лишь в количестве нескольких атомов, так что они представляют собой химические курьезы. Теория допускает существование и более тяжелых элементов, но любой элемент с номером свыше 120 будет настолько нестабильным, что его существование ограничится мельчайшими долями секунды.