Паметта на всеки човек вероятно съдържа фрагменти от знания, придобити в училище за химическите елементи. Какво е химичен елемент, какви са неговите характеристики и колко общи елементи са отворени?
Химически елемент и периодична таблица
Химическият елемент е съвкупност от атоми, чиито ядра имат същия заряд. Всеки елемент има собствено име на латиница и уникален символ. Различни правила относно дейността на учените в тази област се регулират от международната организация IUPAC (Международен съюз за теоретична и приложна химия).
Те са систематизирани в Периодичната система от химични елементи - периодичната таблица. Дмитрий Менделеев, изключителен руски учен, работи върху неговото развитие през 1869-1871 г.
Откриването на периодичния закон е именно негова заслуга. Същността на този закон е, че свойствата на елементите имат периодична зависимост от атомното им тегло, както и от свойствата на телата, които тези елементи образуват.
Периодичната таблица е представена в три форми - кратка, дълга и екстра дълга. Основната опция е дълъг или дългосрочен вариант. Именно тя е изобразена в съвременната образователна литература. Като цяло таблицата показва всички отворени химически елементи, принадлежността им към периоди, групи, както и допълнителни свойства.
Как да открием нови химически елементи?
През 2019 г. периодичната таблица навърши 150 години.Първата му версия съдържаше само 63 елемента. Към началото на 2020 г. учените откриха официално 118 химически елементакоито имат съответните серийни номера от 1 до 118. В същото време 94 елемента са с естествен произход, а други 24 са открити изкуствено - чрез ядрени реакции.
Интересен факт: Последният 118 химичен елемент, официално открит и потвърден на 28 ноември 2016 г., се нарича Оганесон в чест на Юрий Ованенисян, известният академик. Това е вторият елемент, кръстен на живия човек (първият е Seaborgium).
Учените използват за откриване на елементи, откривайки ги в природата. За това бяха изследвани различни минерали и те бяха разделени на отделни компоненти. Но те не могат да бъдат в безкрайни количества - след уран последващите открития се правят само по синтетичен начин.
Как точно протича процесът на отваряне на нов елемент? Най-просто казано, се получава реакция на сливане на две ядра. Едното ядро действа като „мишена“, а второто като атакуваща частица. Визуално това може да се представи като капка течност, която вибрира и в резултат се разделя на две капки - образува се нов елемент.
Трудността се състои във факта, че някои елементи могат да съществуват дълго време, докато други се разпадат буквално за минути. Това затруднява изучаването и откриването на нови елементи. Учените също се опитват да създадат тежки елементи, което на практика е още по-голямо предизвикателство.
В настоящата версия на таблицата елементи 104-118 са свръхтежки.Това означава, че те имат значителна атомна маса. Не бяха открити елементи, по-тежки от уран - всички следващи се образуват само изкуствено. В момента учените активно търсят елементи с номера 119 и 120.
Основната цел е да разберем колко голяма може да бъде масата и какви сили правят такива тежки атоми да се слепят. Свръхтежките елементи се откриват чрез комбиниране на два бели дроба. Според тази схема са открити елементи 113, 115, 117 и 118.
Интересен факт: Учените предполагат наличието на някои елементи, но те все още не са официално открити. Такива елементи получават временно име (с префикса Un- или Un- на руски) и серийния номер в таблицата в съответствие с очакваната атомна маса. Например 119 - Ununneny, 120 - Unbiniliy и т.н.
Подобни изследвания се провеждат само в няколко лаборатории, разположени в различни страни по света. В Русия има такова специализирано съоръжение. Основният руски научен център в тази област е Съвместният институт за ядрени изследвания, разположен в технополиса на Дубна (Московска област).
Именно тук през последните 20 години изкуствено са създадени 5 елемента - от 114 до 118. Също така в Дубна се създава Фабрика на свръхтежките елементи - инсталация, която трябва да опрости синтеза.
Към началото на 2020 г. 118 химични елемента бяха официално потвърдени и вписани в периодичната таблица. Последният 118-и елемент Oganeson е синтезиран и одобрен през 2016 година. Наречен на академик Ованенисян, който направи значителен принос в експерименталната ядрена физика. В съвременната наука откриването на нови елементи е сложен и продължителен процес. Новите елементи са създадени изкуствено.Учените активно работят по търсенето на 119 и 120 елемента на Периодичната система.