Оповідання з хімії - Юрій Якович Фіалков

Ось коли здійснилась мрія середньовічних алхіміків, яка, здавалось, була навіки похована разом з хибами їхніх алхімічних методів.

Після цього відкриття дуже скоро були добуті штучні радіоактивні ізотопи багатьох хімічних елементів. І зразу ж перед фізиками і хіміками постало питання: чи не простіше добути штучно загадкові елементи з порядковими номерами 43, 61, 85 і 87, ніж безуспішно шукати їх у гірських породах? Чи не можна перейти межу «92», спробувавши добути зауранов і елементи за допомогою ядерних реакцій? Що й казати: завдання незвичне, але тим воно цікавіше!

Першим штучним судилося бути елементу 43. У 1937 році італійці Сегре і Пелье піддали бомбардуванню дейтеронами ядра молібдену. При цьому молібденова мішень почала випромінювати потік нейтронів. Вивчення матеріалу мішені показало, що там відбулась ядерна реакція:

Елемент номер 43 назвали технецієм, на знак того, що це перший елемент, добутий штучним, технічним, способом. У наступні роки було добуто ще кілька ізотопів технеція за допомогою різних ядерних реакцій. Всі ці ізотопи виявились радіоактивними. Навіть найтривкіший з них має час піврозпаду (тобто час, за який розпадається половина атомів даного радіоактивного елемента) близько двохсот тисяч років. Звідси зрозуміло, що за час існування нашої планети, визначений вченими в 5–6 мільярдів років, весь первісний елемент 43 встиг розпастись. Ось чому спроби відшукати цей елемент у земній корі виявились безуспішними.

Технецій відповідно до його положення в періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва є аналогом елементів марганцю і ренію. Властивості його закономірно вкладаються в цей ряд.

Після того як була пробита бреш у так званій «загадці чотирьох», дальші досліди пішли упевненіше. Через рік добули елемент з порядковим номером 61. Його синтезували, бомбардуючи елемент неодим дейтеронами. Та тільки через дев’ять років — у 1947 році — цей елемент виділили з опромінених мішеней у вагомих кількостях. Так само, як і в попередньому випадку, всі ізотопи 61-го елемента виявились радіоактивними — ось чому марно було шукати цей елемент у природі.

Так ще в одній клітинці періодичної системи елементів замість знака запитання з’явився хімічний символ. Елемент дістав назву прометій, на честь міфологічного бога Прометея, який украв з неба вогонь і передав його людям.

Як відомо, за це Зевс звелів прикувати Прометея до скелі, на якій

Назва цього елемента не тільки символізує драматичний шлях його одержання в помітних кількостях в результаті опанування людьми енергії ядерного поділу, але й застерігає людей від загрози покарання стервятником війни.

Своїми хімічними властивостями прометій дуже подібний до інших елементів сімейства лантаноїдів, як це й повинно бути за його положенням у періодичній системі елементів.

Минуло лише кілька років після виділення прометія в помітних кількостях, і цьому елементу знайшли цікаве застосування. Він став основою мініатюрних атомних батарейок, в яких енергія його радіоактивного розпаду перетворюється в електричний струм. Хоч кожна така батарейка розміром не більша за копійчану монету, вона має достатню силу, щоб забезпечити хід годинника без заводу протягом п’яти років. Неважко собі уявити ефект, коли кількість батарей набагато збільшити. І це не так вже й важко зробити, враховуючи їх розмір і кількість потрібного прометію. А ще якісь два десятки років тому в періодичній системі елементів на місці прометію сумно стояв знак запитання!

Наступного, 1939 року, був відкритий 87-й елемент, історія якого трохи відрізняється від історії його трьох «невідомих братів». Його виявила француженка Пер’є в продуктах розпаду елемента актинію і назвала францієм. Цей ізотоп має період піврозпаду всього 21 хв. З міліграма щойно добутого елемента через якісь півгодини залишається щось близько трьох десятитисячних грама, а через три години — менше однієї мільйонної грама. Ось чому так важко було виявити цей елемент. І якщо францій досі не зник на Землі, то тільки завдяки тому, що він безперервно утворюється в продуктах розпаду актинію. Згодом штучним способом добули ще ряд ізотопів францію. Всі ізотопи його радіоактивні, бо елементи періодичної системи з порядковим номером більше 83 — нестабільні.

Властивості францію становили для хіміків великий інтерес, бо лужні метали, до яких належить францій, за своїм положенням у періодичній системі елементів набагато активніші від металів інших груп. Хімічна активність металів у групах, як відомо, зростає в міру збільшення атомного номера. До цього часу найактивнішим з усіх відомих металів був елемент цезій. Францій же повинен був мати ще більшу здатність вступати в хімічні реакції. Експерименти підтвердили це припущення, що закономірно випливає з геніального закону Д. І. Менделєєва.

Останнім і, треба сказати, не дуже охоче зняв з себе маску елемент 85. У 1940 р. в цій клітині замість знака запитання з’явився символ At, що означає астатин. Цей елемент так само, як і три попередні, добуто штучним шляхом в результаті бомбардування вісмута α-частинками, причому атомна вага ізотопа становить 211 і період піврозпаду — лише 7,5 год.

Астатин — останній елемент галогенів. «Старі» члени цього сімейства — фтор, хлор, бром і йод — вивчені дуже добре. Тим цікавіше було дізнатися про властивості «новонародженого».

Як відомо, галогени належать до типових неметалів. Тільки йод злегка виявляє металічні властивості: характерний блиск, здатність проводити електричний струм, стійкість у позитивних ступенях окислення. Зате астатин — типовий метал; він добре проводить електричний струм, у водних розчинах утворює солі з стійким катіоном At+. Цей катіон можна осадити сірководнем у вигляді сульфіду складу At2S. Разом з тим астатин — типовий галоген. Як і всі галогени, він екстрагується