THE nobeliu, simbolul nr și numar atomic 102, este un element chimic aparținând grupei actinide din Tabelul Periodic. În ciuda faptului că are 12 izotopi, unul cu un timp de înjumătățire de 58 de minute, nobeliul nu se găsește în natură, fiind sintetizat în laborator. Deși nu a fost niciodată produsă o probă metalică de No, se știe că acest element are întotdeauna o sarcină de +2 în soluție.
Nobelul, care îl onorează pe suedez Alfred Nobel, este un element cu o istorie de descoperire caracterizată de contradicții și conflicte. Până să fie oficializat de Iupac, acest element a fost protagonistul ciocnirilor dintre oamenii de știință americani, ruși, britanici și suedezi, într-un episod tipic al Războiului Rece din istoria științei.
Aflați mai multe: Laurentius - elementul chimic numit după omul de știință Ernest Orlando Lawrence
Rezumat despre Nobelium
Nobeliul este un element chimic aparținând actinidelor Tabelul periodic.
Are 12 izotopi cunoscuți 259Nu cel mai stabil.
În soluție, se prezintă numărul de oxidare egal cu +2.
Comportamentul său chimic este mai apropiat de cel al metale alcalino-pământoase substanțe mai grele precum stronțiul, bariul și radiul.
Nu se găsește în natură, deci este un element chimic sintetic produs în laborator prin reacții de fuziune nucleară.
Descoperirea sa inițială a fost descrisă de un grup de oameni de știință din Stockholm, dar mai multe contradicții l-au făcut pe Iupac să recunoască meritul rusesc în descoperirea elementului 102.
Proprietățile Nobeliului
Simbol: La
Numar atomic: 102
Masă atomică: 259 c.u.
Configuratie electronica: [Rn] 7s2 5f14
Cel mai stabil izotop:259Nu (58 minute de la jumătate de viață)
Seria chimică: actinide
Caracteristicile Nobelium
Nobeliul, simbolul nr și numărul atomic 102, este a element aparținând actinidelor. Având în vedere structura sa atomică, nobeliul nu are izotopi suficient de stabili pentru a fi detectați în sursele naturale, la urma urmei, dintre cei 12 izotopi cunoscuți, cel cu cel mai lung timp de înjumătățire (timpul necesar pentru ca cantitatea de probă să scadă la jumătate) este The 259Nu (cu 58 de minute), urmat de 255Nu (cu 3,1 minute).
Prin urmare, pentru a studia nobeliul, este necesar să se producă în laborator, folosind acceleratori de particule pentru a avea loc reacții de fuziune nucleară, ceea ce o caracterizează ca a element chimic sintetic. Izotopul 255 este chiar cel mai utilizat în studiile chimice, prezentând, dintre toți izotopii, cea mai mare rată de producție.
În ciuda faptului că este considerat a metal, o probă metalică a elementului nobeliu nu a fost niciodată produsă. Cu toate acestea, chimia sa în soluție este mai discutată: deși celelalte actinide au o sarcină de +3 în soluție apoasă, nobeliu prezintă starea de oxidare +2 ca fiind cea mai stabilă.
Această proprietate a fost prezisă în 1949 de Glenn Seaborg, din moment ce, cu distributie electronica care se termină în 5f14 7s2, ar fi mai interesant ca nobeliu să piardă doar doi electroni și să păstreze subshell 5f14 umplut.
În 1968, au fost efectuate aproximativ 600 de experimente în care 50.000 de atomi de 255Nu ei au fost protagoniști, urmărindu-și să-și facă precipitarea în unele compuși. Rezultatele au arătat că No a avut comportament chimic mai apropiat de metalele alcalino-pământoase (stronţiu, bariu și radio) decât actinidele trivalente, confirmând că ionul 2+ al lui No ar fi specia cea mai stabilă pentru acest element.
Obținerea Nobeliului
Nobeliul nu se găsește în natură, necesitând producerea lui în laborator. izotopul 255Nu, cel mai folosit în studiile chimice, Se poate obține prin reactie a Fuziune nuclear prin bombardarea 249Cf pentru ionii de 12Ç.
\({_6^{12}}C+\frac{249}{98}Cf\frac{255}{102}Nu+{_2^4}\alpha+2{_0^1}n\)
Randamentul mediu este de aproximativ 1200 atomi după 10 minute de experiment. Nobeliul produs poate fi separat de alte actinide, care, întâmplător, pot fi produse în proces prin cromatografie pe coloană.
Citeste si: Tenesso - un alt element chimic sintetic obținut prin fuziune nucleară
Istoria Nobeliului
Nobelium, deși nu are multe caracteristici practice pentru noi în viața de zi cu zi, a fost protagonistul unei mari ciocniri între oameni de știință cu privire la descoperirea sa. A fost începutul unui episod tipic de Război rece în istoria științei și dă Tabelul periodic, care mai târziu a evoluat în Războiul Transferurilor.
Până atunci, sinteza elementelor supergrele era dominată de omul de știință Glenn Seaborg și echipa sa de fizicieni și chimiști nucleari din California. Cu toate acestea, în 1957, un grup de oameni de știință a susținut că a produs doi izotopi ai elementului 102 prin bombardarea atomilor de curiu (244cm) cu ioni de 13Ç. Acest grup a fost format din oameni de știință suedezi, britanici și americani de la Institutul Nobel pentru Fizică din Stockholm.
De acolo, fizicienii de la Stockholm au anunțat noul element transuranic cu simbolul Nu, acordat-l numele Nobelium, în onoarea moștenirii lui Alfred Nobel. Descoperirea a fost larg raportată de presa de atunci, inclusiv de celebrele ziare. Svenska Dagbladet, din Suedia, și Gardianul, din Anglia.
Cu toate acestea, a existat ceva dincolo de interesul științific în spatele descoperirii, așa cum se poate vedea din cuvintele savantului englez John Milsted, care a lucrat în grupul de la Stockholm: „acesta este primul element transuranic care a fost descoperit pe pământ european și primul care a fost creat printr-un efort Internaţional". În mod clar, în climatul Războiului Rece, omul de știință a făcut o referire la oamenii de știință sovietici din Dubna, un oraș rusesc.
Totuși, mai târziu descoperirea echipei suedeo-britanico-americane s-a arătat insuficient, permițând astfel neîncrederea în laboratoarele rivale, atât sovietice, cât și americani, făcându-i să-și revendice responsabilitatea pentru adevărata descoperire a elementul 102.
Americanii Berkeley, conduși de Glenn Seaborg și Albert Ghiorso, au presupus inițial asta Lucrările de la Stockholm ar fi corecte, la urma urmei, au fost publicate în jurnalul științific respectat Revizuirea fizică. Cu toate acestea, în niciun moment nu a fost posibil să se reproducă experimentele efectuate la Stockholm.
În mod ironic, grupul american chiar a propus numele nobelievium (tradus vag prin „nu cred”) ca ceva mai potrivit pentru elementul 102. În 1958, Ghiorso, Seaborg, împreună cu oamenii de știință Torbjorn Sikkeland și John Walton, au anunțat producerea izotopului 254Nu prin bombardierul 246cm pe ioni de 12C, și solicitând astfel luare la cunoștință pentru descoperirea elementului 102.
Grupul de la Stockholm a recunoscut că rezultatele obținute la Berkeley au ridicat unele îndoieli cu privire la acestea propriile rezultate, dar că o nouă analiză și interpretare în 1959 a arătat că îndoiala era doar aparent.
În plus, Rezultatele grupului de la Stockholm nu au putut fi reproduse de omul de știință sovietic Georgii Flerov și colaboratorii săi de la Institutul Kurchatov din Moscova din Dubna. Oamenii de știință ruși nu i-au crezut pe cei de la Stockholm, în afară de a susține că experimentele americane au fost doar un indiciu al elementului 102.
Rușii sintetizaseră deja elementul 102, în 1957 și 1958, prin bombardare. 241Pu cu ioni de 16O, fără a obține neapărat recunoașterea descoperirii. Cu toate acestea, experimentele ulterioare, care au durat până în 1966, au oferit dovezi mai convingătoare pentru existența izotopilor acestui element. De acolo, Flerov a subliniat inconsecvențele în lucrările lui Berkeley și a susținut că Nobelul a fost descoperit la Dubna, în experimente care au avut loc între 1963 și 1966.
În ciuda multor ciocniri dintre părțile ruse și americane, grupul Dubna nu a sugerat un alt nume pentru Nobelium, deși americanii au vrut așa, deoarece ar fi interesant să alegem un nume care să reflecte mai bine descoperirea lor.
Chiar și așa, Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC), în 1961, a oficializat intrarea elementul 102 cu denumirea de nobeliu, dar fără a cita vreun izotop sau masă atomică, semn al incertitudinilor eră. Oricum, acest lucru a permis popularizarea nobeliului în cărți și tabele periodice, așa că americanii au renunțat să dea elementului un nou nume.
Rușii, refuzând să numească noul element nobelium, au propus numele de joliotium, simbol Jl, în referire la fizicianul francez și laureatul Nobel Frédéric Joliot-Curie (căsătorit cu Irène Joliot-Curie, fica lui Marie Curie și Pierre Curie). În URSS, numele de joliotium era favorit, având în vedere că Frédéric Joliot-Curie era un comunist devotat.
La sfârșitul anilor 1990, IUPAC a rezolvat problema denumirii elementelor supergrele, considerând că grupul Dubna este responsabil pentru producerea elementului 102. Cu toate acestea, numele adoptat a fost nobelium, cu simbolul Nr.
Exerciții rezolvate pe Nobelium
intrebarea 1
Nobeliul, numărul atomic 102, are 12 izotopi. Dintre acestea, cel mai stabil este izotopul 259Nu, cu un timp de înjumătățire de 58 de minute. Imaginându-ne un proces de sinteză a acestui izotop, câte minute ar dura pentru ca masa sa să se descompună la o opteme din masa inițială?
A) 58 de minute
B) 116 minute
C) 174 minute
D) 232 minute
E) 290 de minute
Rezoluţie:
Alternativa C
Timpul de înjumătățire este timpul necesar pentru ca cantitatea de probă să se reducă la jumătate. După 58 de minute, masa izotopului 259Nu scade la jumatate, fiind jumatate din masa initiala. După alte 58 de minute, masa izotopului 259Nu mai scade la jumatate, fiind ¼ din masa initiala.
Astfel, peste 58 de minute (însumând trei timpi de înjumătățire), masa de 259Nu cade din nou la jumatate, fiind 1/8 din masa initiala. Deci timpul total este 3 x 58 = 174 minute.
intrebarea 2
Deși nu este cel mai stabil, izotopul 255 al Nobeliului (Z = 102) este cel mai des folosit și produs în laboratoare. Câți neutroni are izotopul 255Nu deține?
A) 255
B) 102
C) 357
D) 153
E) 156
Rezoluţie:
Alternativa D
Numarul neutroni de Nu poate fi calculat ca:
A = Z + n
unde A este numărul de Paste atomic, Z este numărul de protoni (sau numărul atomic) și n este numărul de neutroni. Înlocuind valorile, avem:
255 = 102 + n
n = 255 - 102
n = 153
De Stefano Araújo Novais
Profesor de chimie
