DET nobelium, symbol nr og Atom nummer 102, er et kemisk grundstof, der tilhører aktinidgruppen i det periodiske system. På trods af at have 12 isotoper, en med en halveringstid på 58 minutter, findes nobelium ikke i naturen, da det syntetiseres i laboratoriet. Selvom der aldrig er blevet fremstillet en metallisk prøve af No, er det kendt, at dette grundstof altid har en ladning på +2 i opløsning.
Nobelium, som hædrer svenskeren Alfred Nobel, er et element med en opdagelseshistorie præget af modsætninger og konflikter. Indtil det blev gjort officielt af Iupac, var dette element hovedpersonen i sammenstød mellem amerikanske, russiske, britiske og svenske videnskabsmænd i en typisk episode af den kolde krig i videnskabens historie.
Få mere at vide: Laurentius - det kemiske element opkaldt efter videnskabsmanden Ernest Orlando Lawrence
Emner i denne artikel
- 1 - Resumé om Nobelium
- 2 - Nobeliums egenskaber
- 3 - Funktioner af Nobelium
- 4 - Indhentning af Nobelium
- 5 - Nobeliums historie
- 6 - Løste øvelser på Nobelium
Resumé om Nobelium
Nobelium er et kemisk grundstof, der tilhører actiniderne af Periodiske system.
Den har 12 kendte isotoper, den 259Ikke den mest stabile.
I løsning præsenterer det oxidationstal lig med +2.
Dens kemiske adfærd er tættere på jordalkalimetaller tungere stoffer som strontium, barium og radium.
Det kan ikke findes i naturen, så det er et syntetisk kemisk grundstof, der produceres i laboratoriet gennem kernefusionsreaktioner.
Dens første opdagelse blev beskrevet af en gruppe videnskabsmænd i Stockholm, men flere modsætninger fik Iupac til at anerkende russisk fortjeneste i opdagelsen af element 102.
Stop ikke nu... Der er mere efter annoncen ;)
Nobeliums egenskaber
Symbol: Ved
Atom nummer: 102
Atommasse: 259 c.u.
Elektronisk konfiguration: [Rn] 7s2 5f14
Mest stabile isotop:259Nej (58 minutter fra halvt liv)
Kemisk serie: actinider
Funktioner af Nobelium
Nobelium, symbol nr. og atomnummer 102, er en element, der tilhører actinider. På grund af dets atomare struktur har nobelium ikke tilstrækkeligt stabile isotoper til at kunne påvises i naturlige kilder, af dens 12 kendte isotoper, er den med den længste halveringstid (den tid, der kræves for mængden af prøven at falde til det halve) Det 259Nej (med 58 minutter), efterfulgt af 255Nej (med 3,1 minutter).
Derfor, for at studere nobelium, er det nødvendigt at producere det i laboratoriet ved hjælp af partikelacceleratorer for at kernefusionsreaktioner kan opstå, hvilket karakteriserer det som en syntetisk kemisk grundstof. 255-isotopen er endda den mest brugte i kemiske undersøgelser, der blandt alle isotoper præsenterer den højeste produktionshastighed.
På trods af at blive betragtet som en metal, en metallisk prøve af grundstoffet nobelium er aldrig blevet fremstillet. Imidlertid er dets kemi i opløsning mere diskuteret: selvom de andre actinider har en ladning på +3 i vandig opløsning, nobelium præsenterer +2 oxidationstilstanden som den mest stabile.
Denne ejendom blev forudsagt i 1949 af Glenn Seaborg, da, med elektronisk distribution ender på 5f14 7s2, ville det være mere interessant for nobelium kun at miste to elektroner og beholde 5f subshell14 fyldt op.
I 1968 blev der udført omkring 600 forsøg, hvor 50.000 atomer af 255De var ikke hovedpersonerne, der havde til formål at lave deres udfældning i nogle forbindelser. Resultaterne viste, at No havde kemisk adfærd tættere på jordalkalimetaller (strontium, barium og radio) end de trivalente actinider, hvilket bekræfter, at 2+-ionen af No ville være den mest stabile art for dette grundstof.
At få Nobelium
Nobelium findes ikke i naturen og kræver dets produktion i laboratoriet. isotopen 255Nej, den mest brugte i kemiske undersøgelser, Det kan fås gennem reaktion af Fusion atomisk ved at bombe 249Jf for ioner af 12Ç.
\({_6^{12}}C+\frac{249}{98}Cf\frac{255}{102}Nej+{_2^4}\alpha+2{_0^1}n\)
Det gennemsnitlige udbytte er omkring 1200 atomer efter 10 minutters forsøg. Det producerede nobelium kan adskilles fra andre actinider, som tilfældigt kan fremstilles i processen ved hjælp af søjlekromatografi.
Læs også: Tenesso - et andet syntetisk kemisk grundstof opnået gennem kernefusion
Nobeliums historie
Nobelium var, selv om det ikke havde mange praktiske funktioner for os i hverdagen, hovedpersonen i et stort sammenstød mellem videnskabsmænd om dets opdagelse. Det var begyndelsen på en typisk episode af Kold krig i videnskabshistorien og giver Periodiske system, som senere udviklede sig til Overførslernes krig.
Indtil da var syntesen af supertunge grundstoffer domineret af videnskabsmanden Glenn Seaborg og hans hold af kernefysikere og kemikere i Californien. Men i 1957 en gruppe videnskabsmænd hævdede at have produceret to isotoper af grundstof 102 ved at bombardere curium atomer (244cm) med ioner af 13Ç. Denne gruppe bestod af svenske, britiske og amerikanske videnskabsmænd fra Nobelinstituttet for Fysik i Stockholm.
Derfra annoncerede Stockholms fysikere det nye transuraniske element med symbolet Nej, givetHej M navnet Nobelium, til ære for arven efter Alfred Nobel. Opdagelsen blev bredt omtalt af pressen på det tidspunkt, herunder de berømte aviser. Svenska Dagbladet, fra Sverige, og The Guardian, Fra England.
Der var dog noget ud over den videnskabelige interesse bag opdagelsen, som det kan ses af den engelske videnskabsmand John Milsteds ord, der arbejdede i Stockholm-gruppen: "dette er det første transuraniske element, der blev opdaget på europæisk jord og det første, der blev skabt gennem en indsats International". Det er klart, at videnskabsmanden i den kolde krigs klima henviste til de sovjetiske videnskabsmænd fra Dubna, en russisk by.
Dog senere opdagelsen af det svensk-britisk-amerikanske hold viste sig utilstrækkelig, hvilket tillader mistillid til rivaliserende laboratorier, både sovjetiske og amerikanere, hvilket får dem til at påtage sig ansvaret for den sande opdagelse af element 102.
Berkeley-amerikanerne, ledet af Glenn Seaborg og Albert Ghiorso, antog i første omgang det Stockholm-papirer ville være korrekte, de blev trods alt publiceret i det respekterede videnskabelige tidsskrift Den fysiske gennemgang. Det var dog på intet tidspunkt muligt at gengive forsøgene udført i Stockholm.
Ironisk nok foreslog den amerikanske gruppe endda navnet nobelievium (løst oversat til "Jeg tror ikke") som noget, der passer bedre til element 102. I 1958 annoncerede Ghiorso, Seaborg, sammen med forskerne Torbjorn Sikkeland og John Walton produktionen af isotopen 254Ikke gennem bombeflyet 246cm pr. ioner af 12C, og anmoder således om anerkendelse for opdagelsen af element 102.
Stockholm-gruppen indrømmede, at resultaterne opnået ved Berkeley rejste tvivl om deres egne resultater, men at en ny analyse og fortolkning i 1959 viste, at tvivlen kun var tilsyneladende.
Desuden, Stockholm-gruppens resultater kunne ikke gengives af den sovjetiske videnskabsmand Georgii Flerov og hans samarbejdspartnere ved Moskva Kurchatov Instituttet i Dubna. Russiske videnskabsmænd troede ikke på dem i Stockholm, udover at hævde, at de amerikanske eksperimenter kun var en indikation af element 102.
Russerne havde allerede syntetiseret element 102 i 1957 og 1958 ved at bombe 241Pu med ioner af 16O, uden nødvendigvis at opnå anerkendelse for opdagelsen. Senere eksperimenter, som varede indtil 1966, gav dog mere overbevisende beviser for eksistensen af isotoper af dette element. Derfra påpegede Flerov uoverensstemmelser i Berkeleys værker og hævdede, at Nobelium blev opdaget i Dubna, i eksperimenter, der fandt sted mellem 1963 og 1966.
På trods af mange sammenstød mellem den russiske og amerikanske side, foreslog Dubna-gruppen ikke et andet navn for Nobelium, selvom amerikanerne ønskede det sådan, da det ville være interessant at vælge et navn, der bedre afspejler deres opdagelse.
Alligevel gjorde International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) i 1961 officiel optagelsen af grundstof 102 med navnet nobelium, men uden at citere nogen isotop eller atommasse, et tegn på usikkerheden ved æra. I hvert fald tillod dette populariseringen af nobelium i bøger og periodiske tabeller, og derfor opgav amerikanerne at give grundstoffet et nyt navn.
Russerne, der nægtede at kalde det nye grundstof nobelium, foreslog navnet joliotium, symbol Jl, i reference til den franske fysiker og nobelpristager Frédéric Joliot-Curie (gift med Irène Joliot-Curie, datter af Marie Curie og Pierre Curie). I USSR var navnet joliotium en favorit, i betragtning af at Frédéric Joliot-Curie var en hengiven kommunist.
I slutningen af 1990'erne løste IUPAC spørgsmålet om at navngive supertunge elementer, idet Dubna-gruppen anså for at være ansvarlig for at producere element 102. Det vedtagne navn var dog nobelium med symbol nr.
Løste øvelser på Nobelium
Spørgsmål 1
Nobelium, atomnummer 102, har 12 isotoper. Blandt dem er den mest stabile isotopen 259Nej, med en halveringstid på 58 minutter. Hvis man forestiller sig en synteseproces af denne isotop, hvor mange minutter ville det tage for dens masse at henfalde til en ottendedel af den oprindelige masse?
A) 58 minutter
B) 116 minutter
C) 174 minutter
D) 232 minutter
E) 290 minutter
Løsning:
Alternativ C
Halveringstid er den tid, det tager, før mængden af prøven halveres. Efter 58 minutter, massen af isotopen 259Det falder ikke til det halve, da det er ½ af den oprindelige masse. Efter yderligere 58 minutter, massen af isotopen 259Det falder ikke til det halve igen, da det er ¼ af den oprindelige masse.
Over 58 minutter (i alt tre halveringstider) er massen af 259Den falder ikke igen til halvdelen, idet den er 1/8 af dens oprindelige masse. Derfor er den samlede tid 3 x 58 = 174 minutter.
spørgsmål 2
Selvom det ikke er den mest stabile, er isotopen 255 af Nobelium (Z = 102) den mest almindeligt anvendte og producerede i laboratorier. Hvor mange neutroner har isotopen 255Ejer ikke?
A) 255
B) 102
C) 357
D) 153
E) 156
Løsning:
Alternativ D
Antallet af neutroner af Nej kan beregnes som:
A = Z + n
hvor A er antallet af pasta atomar, Z er antallet af protoner (eller atomnummer) og n er antallet af neutroner. Ved at erstatte værdierne har vi:
255 = 102 + n
n = 255 - 102
n = 153
Af Stefano Araújo Novais
Kemi lærer
