Ο nobelium, σύμβολο Αρ. και ατομικός αριθμός 102, είναι ένα χημικό στοιχείο που ανήκει στην ομάδα ακτινιδών του Περιοδικού Πίνακα. Παρά το γεγονός ότι έχει 12 ισότοπα, το ένα με χρόνο ημιζωής 58 λεπτά, το nobelium δεν βρίσκεται στη φύση και συντίθεται στο εργαστήριο. Αν και ποτέ δεν έχει παραχθεί μεταλλικό δείγμα No, είναι γνωστό ότι αυτό το στοιχείο έχει πάντα φορτίο +2 στο διάλυμα.
Το Nobelium, που τιμά τον Σουηδό Άλφρεντ Νόμπελ, είναι ένα στοιχείο με ιστορία ανακάλυψης που χαρακτηρίζεται από αντιφάσεις και συγκρούσεις. Μέχρι να επισημοποιηθεί από τον Iupac, αυτό το στοιχείο ήταν ο πρωταγωνιστής των συγκρούσεων μεταξύ Αμερικανών, Ρώσων, Βρετανών και Σουηδών επιστημόνων, σε ένα χαρακτηριστικό επεισόδιο του Ψυχρού Πολέμου στην ιστορία της επιστήμης.
Μάθετε περισσότερα: Laurentius — το χημικό στοιχείο που πήρε το όνομά του από τον επιστήμονα Ernest Orlando Lawrence
Σύνοψη για το Nobelium
Το Nobelium είναι ένα χημικό στοιχείο που ανήκει στις ακτινίδες του Περιοδικός Πίνακας.
Έχει 12 γνωστά ισότοπα, το 259Όχι το πιο σταθερό.
Σε λύση, παρουσιάζει αριθμός οξείδωσης ίσο με +2.
Η χημική του συμπεριφορά είναι πιο κοντά σε αυτή του μέταλλα αλκαλικών γαιών βαρύτερες ουσίες όπως το στρόντιο, το βάριο και το ράδιο.
Δεν μπορεί να βρεθεί στη φύση, επομένως είναι ένα συνθετικό χημικό στοιχείο που παράγεται στο εργαστήριο μέσω αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης.
Η αρχική του ανακάλυψη περιγράφηκε από μια ομάδα επιστημόνων της Στοκχόλμης, αλλά αρκετές αντιφάσεις έκαναν τον Iupac να αναγνωρίσει τη ρωσική αξία στην ανακάλυψη του στοιχείου 102.
Ιδιότητες Nobelium
Σύμβολο: Στο
Ατομικός αριθμός: 102
Ατομική μάζα: 259 κ.ε.
Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Rn] 7s2 5στ14
Το πιο σταθερό ισότοπο:259Όχι (58 λεπτά από ημιζωή)
Χημική σειρά: ακτινίδες
Χαρακτηριστικά του Nobelium
Το Nobelium, το σύμβολο No και ο ατομικός αριθμός 102, είναι α στοιχείο που ανήκει στις ακτινίδες. Δεδομένης της ατομικής του δομής, το nobelium δεν έχει αρκετά σταθερά ισότοπα για να ανιχνευθεί σε φυσικές πηγές, εξάλλου, από τα 12 γνωστά ισότοπά του, αυτό με τη μεγαλύτερη ημιζωή (χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί η ποσότητα του δείγματος στο μισό) είναι ο 259Όχι (με 58 λεπτά), ακολουθούμενο από 255Όχι (με 3,1 λεπτά).
Επομένως, για τη μελέτη του nobelium, είναι απαραίτητο να παραχθεί στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας επιταχυντές σωματιδίων για να συμβούν αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης, γεγονός που το χαρακτηρίζει ως α συνθετικό χημικό στοιχείο. Το ισότοπο 255 είναι ακόμη και το πιο χρησιμοποιούμενο σε χημικές μελέτες, παρουσιάζοντας, μεταξύ όλων των ισοτόπων, τον υψηλότερο ρυθμό παραγωγής.
Παρά το γεγονός ότι θεωρείται α μέταλλο, δεν έχει παραχθεί ποτέ μεταλλικό δείγμα του στοιχείου nobelium. Ωστόσο, η χημεία του σε διάλυμα συζητείται περισσότερο: παρόλο που οι άλλες ακτινίδες έχουν φορτίο +3 σε υδατικό διάλυμα, το nobelium παρουσιάζει την κατάσταση οξείδωσης +2 ως την πιο σταθερή.
Αυτή η ιδιοκτησία είχε προβλεφθεί το 1949 από Γκλεν Σίμποργκ, αφού, με το ηλεκτρονική διανομή που τελειώνει σε 5στ14 7 δευτ2, θα ήταν πιο ενδιαφέρον για το nobelium να χάσει μόνο δύο ηλεκτρόνια και να διατηρήσει το υποκέλυφος 5f14 γέματο.
Το 1968, πραγματοποιήθηκαν περίπου 600 πειράματα στα οποία 50.000 άτομα 255Δεν ήταν οι πρωταγωνιστές, με στόχο να κάνουν την κατακρήμνιση τους σε κάποιες ενώσεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο No είχε χημική συμπεριφορά πιο κοντά στα μέταλλα των αλκαλικών γαιών (στρόντιο, βάριο και ραδιόφωνο) από τις τρισθενείς ακτινίδες, επιβεβαιώνοντας ότι το ιόν 2+ του No θα ήταν το πιο σταθερό είδος για αυτό το στοιχείο.
Απόκτηση του Nobelium
Το Nobelium δεν βρίσκεται στη φύση και απαιτεί την παραγωγή του στο εργαστήριο. το ισότοπο 255Όχι, το πιο χρησιμοποιούμενο σε χημικές μελέτες, Μπορεί να ληφθεί μέσα από αντίδραση του Σύντηξη πυρηνικός μέσω βομβαρδισμού του 249Cf για ιόντα του 12ΝΤΟ.
\({_6^{12}}C+\frac{249}{98}Cf\frac{255}{102}Όχι+{_2^4}\alpha+2{_0^1}n\)
Η μέση απόδοση είναι περίπου 1200 άτομα μετά από 10 λεπτά πειράματος. Το παραγόμενο nobelium μπορεί να διαχωριστεί από άλλες ακτινίδες, οι οποίες μπορεί, κατά τύχη, να παραχθούν στη διαδικασία μέσω χρωματογραφίας στήλης.
Διαβάστε επίσης: Tenesso — ένα άλλο συνθετικό χημικό στοιχείο που λαμβάνεται μέσω πυρηνικής σύντηξης
Ιστορία του Nobelium
Το Nobelium, παρότι δεν είχε πολλά πρακτικά χαρακτηριστικά για εμάς στην καθημερινή ζωή, ήταν ο πρωταγωνιστής μιας μεγάλης σύγκρουσης μεταξύ επιστημόνων για την ανακάλυψή του. Ήταν η αρχή του α τυπικό επεισόδιο του Ψυχρός πόλεμος στην ιστορία της επιστήμης και δίνει Περιοδικός Πίνακας, που αργότερα εξελίχθηκε στον Πόλεμο των Μεταγραφών.
Μέχρι τότε, η σύνθεση των υπερβαρέων στοιχείων κυριαρχούνταν από τον επιστήμονα Glenn Seaborg και την ομάδα του από πυρηνικούς φυσικούς και χημικούς στην Καλιφόρνια. Ωστόσο, το 1957, μια ομάδα επιστημόνων ισχυρίστηκε ότι παρήγαγε δύο ισότοπα του στοιχείου 102 βομβαρδίζοντας άτομα κουρίου (244cm) με ιόντα του 13ΝΤΟ. Αυτή η ομάδα αποτελούνταν από Σουηδούς, Βρετανούς και Αμερικανούς επιστήμονες από το Ινστιτούτο Νόμπελ Φυσικής στη Στοκχόλμη.
Από εκεί, οι φυσικοί της Στοκχόλμης ανακοίνωσαν το νέο υπερουρανικό στοιχείο με το σύμβολο No, χορηγείταιαυτόν το όνομα Nobelium, προς τιμήν της κληρονομιάς του Alfred Nobel. Η ανακάλυψη αναφέρθηκε ευρέως από τον Τύπο της εποχής, συμπεριλαμβανομένων των διάσημων εφημερίδων. Svenska Dagbladet, από τη Σουηδία, και Ο κηδεμόνας, από την Αγγλία.
Ωστόσο, υπήρχε κάτι πέρα από το επιστημονικό ενδιαφέρον πίσω από την ανακάλυψη, όπως φαίνεται στα λόγια του Άγγλου επιστήμονα John Milsted, ο οποίος εργάστηκε στον όμιλο της Στοκχόλμης: «αυτό είναι το πρώτο υπερουρανικό στοιχείο που ανακαλύφθηκε σε ευρωπαϊκό έδαφος και το πρώτο που δημιουργήθηκε μέσα από μια προσπάθεια Διεθνές". Σαφώς, στο κλίμα του Ψυχρού Πολέμου, ο επιστήμονας έκανε μια αναφορά στους Σοβιετικούς επιστήμονες από τη Ντούμπνα, μια ρωσική πόλη.
Ωστόσο, αργότερα η ανακάλυψη της σουηδο-βρετανο-αμερικανικής ομάδας έδειξε τον εαυτό του ανεπαρκής, επιτρέποντας έτσι τη δυσπιστία απέναντι στα αντίπαλα εργαστήρια, τόσο σοβιετικά όσο και Αμερικανοί, αναγκάζοντάς τους να αναλάβουν την ευθύνη για την αληθινή ανακάλυψη του στοιχείο 102.
Οι Αμερικανοί του Μπέρκλεϋ, με επικεφαλής τον Γκλεν Σίμποργκ και τον Άλμπερτ Γκιόρσο, αρχικά υπέθεσαν ότι Οι εργασίες της Στοκχόλμης θα ήταν σωστές, άλλωστε δημοσιεύτηκαν στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Η Φυσική Ανασκόπηση. Ωστόσο, σε καμία στιγμή δεν κατέστη δυνατή η αναπαραγωγή των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν στη Στοκχόλμη.
Κατά ειρωνικό τρόπο, η αμερικανική ομάδα πρότεινε ακόμη και το όνομα nobelievium (μετάφραση χαλαρά σε "Δεν πιστεύω") ως κάτι που ταιριάζει περισσότερο στο στοιχείο 102. Το 1958, ο Ghiorso, Seaborg, μαζί με τους επιστήμονες Torbjorn Sikkeland και John Walton, ανακοίνωσαν την παραγωγή του ισοτόπου 254Όχι μέσω του βομβαρδιστή του 246cm ανά ιόντα του 12C, και ζητώντας έτσι αναγνώριση για την ανακάλυψη του στοιχείου 102.
Ο όμιλος της Στοκχόλμης παραδέχτηκε ότι τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν στο Μπέρκλεϋ δημιούργησαν ορισμένες αμφιβολίες σχετικά με τα αποτελέσματα δικά τους αποτελέσματα, αλλά ότι μια νέα ανάλυση και ερμηνεία το 1959 έδειξε ότι η αμφιβολία ήταν μόνο εμφανής.
Επί πλέον, Δεν ήταν δυνατή η αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων του ομίλου Στοκχόλμης από τον Σοβιετικό επιστήμονα Georgii Flerov και τους συνεργάτες του στο Ινστιτούτο Kurchatov της Μόσχας στη Ντούμπνα. Οι Ρώσοι επιστήμονες δεν πίστεψαν αυτούς στη Στοκχόλμη, εκτός από το ότι ισχυρίστηκαν ότι τα αμερικανικά πειράματα ήταν μόνο μια ένδειξη του στοιχείου 102.
Οι Ρώσοι είχαν ήδη συνθέσει το στοιχείο 102, το 1957 και το 1958, βομβαρδίζοντας 241Pu με ιόντα του 16O, χωρίς απαραίτητα να επιτύχουμε αναγνώριση για την ανακάλυψη. Ωστόσο, μεταγενέστερα πειράματα, που κράτησαν μέχρι το 1966, παρείχαν πιο πειστικές αποδείξεις για την ύπαρξη ισοτόπων αυτού του στοιχείου. Από εκεί, ο Flerov επεσήμανε ασυνέπειες στα έργα του Berkeley και ισχυρίστηκε ότι το Nobelium ανακαλύφθηκε στη Ντούμπνα, σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 1963 και 1966.
Παρά τις πολλές συγκρούσεις μεταξύ της ρωσικής και της αμερικανικής πλευράς, η ομάδα Dubna δεν πρότεινε διαφορετικό όνομα για το Nobelium, αν και οι Αμερικανοί το ήθελαν έτσι, καθώς θα ήταν ενδιαφέρον να επιλέξουν ένα όνομα που θα αντικατοπτρίζει καλύτερα την ανακάλυψή τους.
Ακόμα κι έτσι, η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC), το 1961, επισήμανε την είσοδο του στοιχείο 102 με το όνομα του nobelium, αλλά χωρίς να αναφέρεται κανένα ισότοπο ή ατομική μάζα, ένα σημάδι των αβεβαιοτήτων του εποχή. Τέλος πάντων, αυτό επέτρεψε τη διάδοση του nobelium σε βιβλία και περιοδικούς πίνακες, και έτσι οι Αμερικανοί εγκατέλειψαν το να δώσουν στο στοιχείο ένα νέο όνομα.
Οι Ρώσοι, αρνούμενοι να ονομάσουν το νέο στοιχείο nobelium, πρότειναν το όνομα joliotium, σύμβολο Jl, στο αναφορά στον Γάλλο φυσικό και νομπελίστα Frédéric Joliot-Curie (παντρεμένος με την Irène Joliot-Curie, κόρη του Μαρία Κιουρί και Πιερ Κιουρί). Στην ΕΣΣΔ, το όνομα joliotium ήταν αγαπημένο, δεδομένου ότι ο Frédéric Joliot-Curie ήταν ένας πιστός κομμουνιστής.
Στα τέλη της δεκαετίας του 1990, η IUPAC έλυσε το ζήτημα της ονομασίας των υπερβαρέων στοιχείων, θεωρώντας τον όμιλο Dubna ως υπεύθυνο για την παραγωγή του στοιχείου 102. Ωστόσο, το όνομα που υιοθετήθηκε ήταν nobelium, με σύμβολο No.
Λυμένες ασκήσεις για το Nobelium
ερώτηση 1
Το Nobelium, ατομικός αριθμός 102, έχει 12 ισότοπα. Μεταξύ αυτών, το πιο σταθερό είναι το ισότοπο 259Όχι, με χρόνο ημιζωής 58 λεπτά. Φανταζόμαστε μια διαδικασία σύνθεσης αυτού του ισοτόπου, πόσα λεπτά θα χρειάζονταν για να διασπαστεί η μάζα του στο ένα όγδοο της αρχικής μάζας;
Α) 58 λεπτά
Β) 116 λεπτά
Γ) 174 λεπτά
Δ) 232 λεπτά
Ε) 290 λεπτά
Ανάλυση:
Εναλλακτική Γ
Ο χρόνος ημιζωής είναι ο χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί στο μισό η ποσότητα του δείγματος. Μετά από 58 λεπτά, η μάζα του ισοτόπου 259Δεν πέφτει στο μισό, όντας το ½ της αρχικής μάζας. Μετά από άλλα 58 λεπτά, η μάζα του ισοτόπου 259Δεν πέφτει ξανά στο μισό, όντας το ¼ της αρχικής μάζας.
Έτσι, σε διάστημα 58 λεπτών (συνολικά τρεις φορές ημιζωής), η μάζα του 259Δεν πέφτει ξανά στο μισό, όντας το 1/8 της αρχικής του μάζας. Άρα ο συνολικός χρόνος είναι 3 x 58 = 174 λεπτά.
Ερώτηση 2
Αν και δεν είναι το πιο σταθερό, το ισότοπο 255 του Nobelium (Z = 102) είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο και παραγόμενο σε εργαστήρια. Πόσα νετρόνια έχει το ισότοπο 255Δεν κατέχετε;
Α) 255
Β) 102
Γ) 357
Δ) 153
Ε) 156
Ανάλυση:
Εναλλακτική Δ
Ο αριθμός των νετρόνια του Όχι μπορεί να υπολογιστεί ως:
A = Z + n
όπου Α είναι ο αριθμός των ζυμαρικά ατομικός, Z είναι ο αριθμός των πρωτόνια (ή ατομικός αριθμός) και n είναι ο αριθμός των νετρονίων. Αντικαθιστώντας τις τιμές, έχουμε:
255 = 102 + n
n = 255 - 102
n = 153
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας
