Nobelium (No): คุณสมบัติ การได้มา ประวัติ

เธ โนบีเลียม, สัญลักษณ์ No และ เลขอะตอม 102 เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในกลุ่มแอกทิไนด์ของตารางธาตุ แม้จะมีไอโซโทป 12 ไอโซโทป แต่ไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิต 58 นาที ไม่พบโนบีเลียมในธรรมชาติ โดยถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ แม้ว่าตัวอย่างโลหะของ No จะไม่เคยมีการผลิตมาก่อน เป็นที่ทราบกันว่าองค์ประกอบนี้มีประจุ +2 ในสารละลายเสมอ

Nobelium ซึ่งยกย่องชาวสวีเดน อัลเฟรด โนเบลเป็นองค์ประกอบที่มีประวัติของการค้นพบที่มีลักษณะขัดแย้งและความขัดแย้ง องค์ประกอบนี้เป็นตัวเอกของการปะทะกันระหว่างนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน รัสเซีย อังกฤษ และสวีเดน ในเหตุการณ์ปกติของสงครามเย็นในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์

เรียนรู้เพิ่มเติม: Laurentius — องค์ประกอบทางเคมีที่ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ Ernest Orlando Lawrence

สรุปเกี่ยวกับโนบีเลียม

• โนบีเลียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นของแอคติไนด์ของ ตารางธาตุ.

• มีไอโซโทปที่รู้จักถึง 12 ไอโซโทป ²⁵⁹ไม่เสถียรที่สุด

• ในการแก้ปัญหาจะนำเสนอ เลขออกซิเดชัน เท่ากับ +2

• พฤติกรรมทางเคมีของมันใกล้เคียงกับของ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ สารที่หนักกว่า เช่น สตรอนเทียม แบเรียม และเรเดียม

• ไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติ ดังนั้นจึงเป็นองค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน

• การค้นพบครั้งแรกของมันถูกอธิบายโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ของสตอกโฮล์ม แต่ความขัดแย้งหลายประการทำให้ Iupac รู้จักข้อดีของรัสเซียในการค้นพบองค์ประกอบ 102

คุณสมบัติของโนบีเลียม

• สัญลักษณ์: ที่

• เลขอะตอม: 102

• มวลอะตอม: 259 ค.ศ.

• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: [Rn] 7s² 5f¹⁴

• ไอโซโทปที่เสถียรที่สุด:²⁵⁹ไม่ (58 นาทีจาก ครึ่งชีวิต)

• ชุดเคมี: แอคติไนด์

คุณสมบัติของโนบีเลียม

โนบีเลียม สัญลักษณ์ No และเลขอะตอม 102 คือ a ธาตุที่เป็นของแอคติไนด์. ด้วยโครงสร้างอะตอมของมัน โนบีเลียมไม่มีไอโซโทปที่เสถียรเพียงพอที่จะตรวจพบในแหล่งธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม จากทั้งหมด 12 ไอโซโทปที่รู้จักของไอโซโทป ซึ่งเป็นไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตยาวที่สุด (เวลาที่ต้องใช้เพื่อให้ปริมาณตัวอย่างลดลงครึ่งหนึ่ง) คือ ดิ ²⁵⁹ไม่ (ด้วย 58 นาที) ตามด้วย ²⁵⁵ไม่ (ด้วย 3.1 นาที)

ดังนั้นการศึกษาโนบีเลียมจึงจำเป็นต้องผลิตในห้องปฏิบัติการโดยใช้ เครื่องเร่งอนุภาค เพื่อให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งมีลักษณะเป็น a องค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์. ไอโซโทป 255 ไอโซโทปเป็นไอโซโทปที่มีการใช้มากที่สุดในการศึกษาทางเคมี โดยนำเสนออัตราการผลิตสูงสุดในบรรดาไอโซโทป

แม้จะถือว่าเป็น โลหะไม่เคยมีการผลิตตัวอย่างโลหะของธาตุโนบีเลียม อย่างไรก็ตาม มีการกล่าวถึงสารเคมีในสารละลายมากกว่า: แม้ว่าแอคติไนด์อื่นๆ จะมีประจุเป็น +3 ในสารละลายที่เป็นน้ำ แต่โนบีเลียม แสดงสถานะออกซิเดชัน +2 ที่เสถียรที่สุด.

ทรัพย์สินนี้ถูกทำนายในปี 1949 โดย Glenn Seaborgตั้งแต่กับ การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์ ลงท้ายด้วย 5f¹⁴ 7s²โนบีเลียมจะเสียอิเล็กตรอนเพียง 2 ตัวและเก็บเปลือกย่อย 5f ไว้¹⁴ เติมเต็ม

ในปี พ.ศ. 2511 มีการทดลองประมาณ 600 ครั้งโดยมีอะตอม 50,000 อะตอม ²⁵⁵พวกเขาไม่ใช่ตัวเอกโดยมุ่งหวังที่จะทำให้เกิดการตกตะกอนในสารประกอบบางอย่าง ผลปรากฏว่าไม่มี พฤติกรรมทางเคมีใกล้กับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (สตรอนเทียม, แบเรียม และ วิทยุ) มากกว่าแอคติไนด์ไตรวาเลนท์ ซึ่งยืนยันว่า 2+ ไอออนของ No จะเป็นสปีชีส์ที่เสถียรที่สุดสำหรับธาตุนี้

คว้ารางวัลโนเบล

ไม่พบโนบีเลียมในธรรมชาติ ต้องการการผลิตในห้องปฏิบัติการ ไอโซโทป ²⁵⁵ไม่ ส่วนใหญ่ใช้ในการศึกษาเคมี สามารถรับได้ ผ่าน ปฏิกิริยาของ ฟิวชั่น นิวเคลียร์ โดยการทิ้งระเบิด ²⁴⁹Cf สำหรับไอออนของ ¹²ค.

\({_6^{12}}C+\frac{249}{98}Cf\frac{255}{102}ไม่+{_2^4}\alpha+2{_0^1}n\)

ผลผลิตเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ1200 อะตอม หลังจากทดลอง 10 นาที โนบีเลียมที่ผลิตขึ้นสามารถแยกออกจากแอกทิไนด์อื่น ๆ ซึ่งอาจโดยบังเอิญในการผลิตโดยใช้คอลัมน์โครมาโตกราฟี

อ่านด้วย: Tennesso — องค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์อีกชนิดหนึ่งที่ได้จากนิวเคลียร์ฟิวชัน

ประวัติโนบีเลียม

โนบีเลียมถึงแม้จะไม่มีคุณลักษณะที่เป็นประโยชน์มากมายในชีวิตประจำวัน แต่ก็เป็นตัวเอกของการปะทะกันครั้งใหญ่ระหว่างนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการค้นพบนี้ มันเป็นจุดเริ่มต้นของ ตอนปกติของ สงครามเย็น ในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ และให้ ตารางธาตุซึ่งต่อมาพัฒนาเป็นสงครามการโอน

ก่อนหน้านั้น การสังเคราะห์ธาตุหนักยิ่งยวดถูกครอบงำโดยนักวิทยาศาสตร์ Glenn Seaborg และทีมนักฟิสิกส์นิวเคลียร์และนักเคมีในแคลิฟอร์เนีย อย่างไรก็ตาม ในปี พ.ศ. 2500 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์อ้างว่าได้ผลิตไอโซโทปสองไอโซโทปของธาตุ102 โดยการทิ้งระเบิดปรมาณูคูเรียม (²⁴⁴ซม.) มีไอออนของ ¹³ค. กลุ่มนี้ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน อังกฤษ และอเมริกันจากสถาบันโนเบลสาขาฟิสิกส์ในสตอกโฮล์ม

จากที่นั่น นักฟิสิกส์ของสตอกโฮล์มได้ประกาศองค์ประกอบ transuranic ใหม่ที่มีสัญลักษณ์ No ได้รับเขา ชื่อโนเบล เพื่อเป็นเกียรติแก่มรดกของอัลเฟรด โนเบล. การค้นพบนี้ได้รับการรายงานอย่างกว้างขวางจากสื่อมวลชนในขณะนั้น รวมทั้งหนังสือพิมพ์ที่มีชื่อเสียงด้วย Svenska Dagbladet, จากสวีเดน, และ เดอะการ์เดียน, จากอังกฤษ.

อัลเฟรด โนเบล นักเคมีและนักประดิษฐ์ชาวสวีเดน ผู้ค้นพบธาตุ 102 เป็นที่ยกย่อง

อย่างไรก็ตาม มีบางสิ่งที่อยู่นอกเหนือความสนใจทางวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้ ดังที่เห็นได้จากคำพูดของ John Milsted นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่ทำงาน ในกลุ่มสตอกโฮล์ม: “นี่เป็นองค์ประกอบ transuranic แรกที่ค้นพบบนดินยุโรปและองค์ประกอบแรกที่สร้างขึ้นด้วยความพยายาม ระหว่างประเทศ". เห็นได้ชัดว่า ในบรรยากาศของสงครามเย็น นักวิทยาศาสตร์ได้อ้างอิงถึงนักวิทยาศาสตร์โซเวียตจากเมือง Dubna เมืองของรัสเซีย

อย่างไรก็ตามในภายหลัง การค้นพบทีมสวีเดน-อังกฤษ-อเมริกัน แสดงให้เห็นตัวเอง ไม่เพียงพอซึ่งทำให้ไม่ไว้วางใจห้องปฏิบัติการของคู่แข่งทั้งโซเวียตและ ชาวอเมริกันทำให้พวกเขาต้องรับผิดชอบต่อการค้นพบที่แท้จริงของ องค์ประกอบ 102

ชาวอเมริกันเบิร์กลีย์ นำโดยเกล็นน์ ซีบอร์ก และอัลเบิร์ต กิออร์โซ สันนิษฐานว่า เอกสารในสตอกโฮล์มจะถูกต้อง ท้ายที่สุด พวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับ การตรวจร่างกาย. อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลาใดที่เป็นไปไม่ได้ที่จะทำซ้ำการทดลองที่ดำเนินการในสตอกโฮล์ม

แดกดันกลุ่มอเมริกันยังเสนอชื่อ ขุนนางชั้นสูง (แปลอย่างอิสระเป็น "ฉันไม่เชื่อ") เป็นสิ่งที่เหมาะกับองค์ประกอบ 102 มากกว่า ในปี 1958 Ghiorso, Seaborg พร้อมด้วยนักวิทยาศาสตร์ Torbjorn Sikkeland และ John Walton ได้ประกาศการผลิตไอโซโทป ²⁵⁴ไม่ผ่านการทิ้งระเบิดของ ²⁴⁶ซม. ต่อไอออนของ ¹²C และด้วยเหตุนี้จึงขอการยอมรับสำหรับการค้นพบองค์ประกอบ 102

กลุ่มสตอกโฮล์มยอมรับว่าผลลัพธ์ที่ได้รับที่เบิร์กลีย์ทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับ ผลลัพธ์ของตัวเอง แต่การวิเคราะห์และการตีความใหม่ในปี 2502 พบว่าความสงสัยเป็นเพียง เห็นได้ชัด

นอกจากนี้, ไม่สามารถทำซ้ำผลลัพธ์ของกลุ่มสตอกโฮล์มได้ โดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต Georgii Flerov และผู้ร่วมงานของเขาที่สถาบัน Moscow Kurchatov ใน Dubna นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียไม่เชื่อสิ่งเหล่านั้นในสตอกโฮล์ม นอกจากจะอ้างว่าการทดลองในอเมริกาเป็นเพียงข้อบ่งชี้ขององค์ประกอบ 102

รัสเซียได้สังเคราะห์ธาตุ 102 แล้วในปี 2500 และ 2501 โดยการทิ้งระเบิด ²⁴¹ปูด้วยไอออนของ ¹⁶O โดยไม่จำเป็นต้องรับรู้ถึงการค้นพบนี้ อย่างไรก็ตาม การทดลองในภายหลังซึ่งกินเวลาจนถึงปี 1966 ได้ให้หลักฐานที่น่าสนใจมากขึ้นสำหรับการมีอยู่ของไอโซโทปของธาตุนี้ จากที่นั่น Flerov ชี้ให้เห็นความไม่สอดคล้องกันในงานของ Berkeley และอ้างว่า Nobelium ถูกค้นพบใน Dubna ในการทดลองที่เกิดขึ้นระหว่างปี 2506 ถึง 2509.

แม้จะมีการปะทะกันระหว่างฝ่ายรัสเซียและอเมริกาหลายครั้ง แต่กลุ่ม Dubna ไม่ได้แนะนำชื่ออื่นสำหรับ Nobelium แม้ว่าชาวอเมริกันต้องการให้เป็นเช่นนั้น เพราะมันน่าสนใจที่จะเลือกชื่อที่สะท้อนการค้นพบของพวกเขาได้ดีกว่า

ถึงกระนั้นก็ตาม สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) ในปีพ.ศ. 2504 ได้ประกาศเข้าสู่ องค์ประกอบ 102 ที่มีชื่อโนบีเลียมแต่ไม่มีการอ้างถึงไอโซโทปหรือมวลอะตอมใด ๆ ซึ่งเป็นสัญญาณของความไม่แน่นอนของ ยุค. อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ทำให้โนเบลเลียมเป็นที่นิยมในหนังสือและตารางธาตุ ดังนั้นชาวอเมริกันจึงเลิกตั้งชื่อองค์ประกอบใหม่

รัสเซียปฏิเสธที่จะเรียกธาตุใหม่โนบีเลียมเสนอชื่อโจลิโอเทียมสัญลักษณ์ Jl ใน อ้างอิงถึงนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสและผู้ได้รับรางวัลโนเบลFrédéric Joliot-Curie (แต่งงานกับIrène Joliot-Curie, ลูกสาวของ Marie Curie และปิแอร์ คูรี) ในสหภาพโซเวียต ชื่อ joliotium เป็นที่ชื่นชอบ เนื่องจากFrédéric Joliot-Curie เป็นคอมมิวนิสต์ผู้ศรัทธา

ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 IUPAC ได้แก้ไขปัญหาการตั้งชื่อองค์ประกอบ superheavy โดยพิจารณาว่ากลุ่ม Dubna มีหน้าที่รับผิดชอบในการผลิตองค์ประกอบ 102 อย่างไรก็ตาม ชื่อที่นำมาใช้คือ โนบีเลียม โดยมีสัญลักษณ์หมายเลข

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับ Nobelium

คำถามที่ 1

โนบีเลียม เลขอะตอม 102 มี 12 ไอโซโทป ในหมู่พวกเขา ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ ²⁵⁹ไม่ ด้วยครึ่งชีวิต 58 นาที ลองนึกภาพกระบวนการสังเคราะห์ไอโซโทปนี้ ต้องใช้เวลากี่นาทีกว่าที่มวลของมันจะสลายตัวเป็น 1 ใน 8 ของมวลเริ่มต้น

ก) 58 นาที

ข) 116 นาที

ค) 174 นาที

ง) 232 นาที

จ) 290 นาที

ปณิธาน:

ทางเลือก C

ครึ่งชีวิตคือเวลาที่ต้องใช้เพื่อให้ปริมาณตัวอย่างลดลงครึ่งหนึ่ง หลังจาก 58 นาที มวลของไอโซโทป ²⁵⁹ไม่ลดลงครึ่งหนึ่งเป็น ½ ของมวลเริ่มต้น หลังจากนั้นอีก 58 นาทีมวลของไอโซโทป ²⁵⁹มันไม่ลดลงอีกครึ่งหนึ่ง เป็น ¼ ของมวลเริ่มต้น

ดังนั้น มากกว่า 58 นาที (รวมสามครึ่งชีวิต) มวลของ ²⁵⁹มันไม่ลดลงอีกครึ่งหนึ่งเป็น 1/8 ของมวลเริ่มต้น ดังนั้นเวลาทั้งหมดคือ 3 x 58 = 174 นาที

คำถาม 2

แม้ว่าจะไม่เสถียรที่สุด แต่ไอโซโทป 255 ของโนบีเลียม (Z = 102) เป็นไอโซโทปที่ใช้กันมากที่สุดและถูกผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการ ไอโซโทปมีกี่นิวตรอน ²⁵⁵ไม่ได้เป็นเจ้าของ?

ก) 255

ข) 102

ค) 357

ง) 153

จ) 156

ปณิธาน:

ทางเลือก D

จำนวน นิวตรอน ของ No สามารถคำนวณได้ดังนี้

A = Z + n

โดยที่ A คือจำนวน พาสต้า อะตอม, Z คือจำนวน โปรตอน (หรือเลขอะตอม) และ n คือจำนวนนิวตรอน แทนค่า เราได้:

255 = 102 + n

n = 255 - 102

n = 153

โดย Stefano Araújo Novais
ครูสอนเคมี