Оповідання з хімії - Юрій Якович Фіалков

Майже одночасно з америцієм виділили його сусіда — елемент номер 96, добутий при β-розпаді америцію. Цей елемент назвали кюрієм на честь знаменитих дослідників радіоактивності Марії та П’єра Кюрі. Згодом кюрій добули кількома способами, бо ядерна фізика мала вже в своєму розпорядженні досить методів «виготовлення» нових елементів.

Після одержання цих елементів настала деяка пауза. Декілька років кюрій замикав шеренгу відомих нам хімічних елементів. Тільки в 1949 р. з’явились повідомлення про одержання елементів — 97 і 98. Обидва ці елементи добув відомий хімік Г. Сіборг в американському місті Берклі в штаті Каліфорнія. Звідси й назва елементів: 97-го — берклій, а 98-го — каліфорній. Перший з цих двох елементів добуто опромінюванням америцію α-частинками, другий — тим же способом, тільки за мішень був взятий кюрій.

Відомо, що під час вибуху атомної бомби утворюється надзвичайно сильний потік нейтронів. Цю обставину вчені використали для одержання наступних зауранових елементів. У безпосередній близькості від епіцентра вибуху атомної бомби поставили уранову мішень і в ній після опромінювання виявили два елементи, кожний з яких випускав α-промені з різною енергією. Одному з цих елементів був приписаний номер 99, другому — 100. Сталося це в 1952 p., хоч повідомлення про відкриття з’явились значно пізніше — у 1955 p., коли елементи 99 і 100 добули вже й іншими методами.

Роком раніше елемент 99 синтезували при бомбардуванні урану ядрами атомів азоту (уран має порядковий номер 92, азот — 7; 92 + 7 = 99). Цей елемент назвали ейнштейнієм на честь видатного вченого XX ст. Альберта Ейнштейна.

Наступний елемент, який стоїть в періодичній системі під номером 100, синтезований одночасно в США і Швеції. Американці добули цей елемент в ядерному реакторі, опромінюючи плутоній, шведи — в циклотроні, бомбардуючи уран ядрами атомів кисню (92 + 8 = 100). Він був названий фермієм на честь відомого італійського фізика-атомщика Фермі.

Всі елементи, що йдуть за кюрієм, ще не виділені в індивідуальному стані з мішеней, з яких їх одержали. Причин цього багато, а головна та, що їх одержано в надто малих кількостях.

У 1954 р. група дослідників під керівництвом Сіборга одержала елемент з порядковим номером 101. Цей елемент вони назвали менделевієм «на знак визнання провідної ролі великого російського хіміка Дмитра Менделєєва, який першим створив періодичну систему елементів для завбачення хімічних властивостей ще невідкритих елементів — принцип, який був ключем до відкриття останніх семи трансуранових елементів». Вивчення властивостей менделевію стало вершиною сучасної вимірювальної хімічної техніки.

Нарешті в 1957 р. було повідомлено, що добуто останній з відомих хімічних елементів — елемент 102. Синтезували цей елемент у Швеції на циклотроні Нобелівського інституту, чому і запропонували назвати його нобелієм. Нобелій утворився при обстрілі кюрію ядрами атомів вуглецю (96 + 6 = 102).

Експерименти проводились і в Радянському Союзі. Того ж 1957 р. група працівників Інституту атомної енергії Академії Наук СРСР при опромінюванні плутонію ядрами кисню (94 + 8 = 102) виявила утворення якогось α-активного елемента. Характер випромінювання його слід приписати елементу 102.

Нобелій може бути добрим прикладом того, що науці не властиво тупцювати на місці. З цієї причини нам довелося тричі переробляти виклад матеріалу про нобелій.

Спочатку досліди шведів були спростовані американськими дослідниками. З’явились праці радянських вчених. Але й вони були взяті під сумнів! Та як не сумніватися, коли ідентифіковано лише два-три атоми елемента! Потім результати експериментів радянських вчених підтвердили ще американці. Виявилось, що елемент 102 дійсно утворюється. Піврозпад його триває лише три секунди. Через кілька місяців вчені добули ще з десяток атомів цього елемента. У порівнянні з первісним це вже «кількість»! Тепер перестали сумніватися в існуванні 102 елемента. Не знаю, чи залишиться за ним назва нобелій, бо це ім’я дали йому шведи, які, по суті, його не відкрили.

Як бачимо, за якихось 20 років періодична система збагатилась цілим сімейством нових елементів, які не тільки не були відомі, але й не існували в природі. Ось який вигляд має періодична система елементів Д. І. Менделєєва зараз: жодної порожньої клітини в середині її і довгий ряд елементів за ураном.

Добування елементів — не самоціль, хоч, зрозуміло, кожний факт такого відкриття вже сам по собі значно збагачує науку. Нарешті, кожний елемент досліджують або добувають (як зауранові елементи) для того, щоб можна було поставити його на службу людині.

Дослідження фізичних і хімічних властивостей зауранових елементів несподівано стало новим і дуже великим розділом сучасної хімії. Виявилось, що ці елементи розташовуються в клітинах періодичної системи не довільно, що вони тісно пов’язані між собою. На цьому варто спинитися докладніше.

У ряді авторитетних посібників з хімії можна зустріти вказівки, що найбільш вивченим елементом тепер є… плутоній.

— Як? — спитає читач. — Елемент, відомий лише років з двадцять, вивчений краще, ніж, скажімо, залізо, з яким люди ознайомились ще на зорі свого розвитку? Плутоній, якого після його відкриття навряд чи добули більше однієї тонни, вивчений краще, ніж, скажімо, кремній, запаси якого на поверхні Землі обчислюються астрономічним числом тонн?

Справді так. Що й казати: факт надто цікавий. Цікавий, але не такий вже дивний. Я вже згадував, що плутоній є основним вихідним матеріалом для виготовлення термоядерної зброї. Проблема одержання плутонію в свій час була така гостра, що нею займались сотні лабораторій в різних країнах, займались гарячково.

Щоб виділити плутоній з матеріалів атомних котлів, треба всебічно вивчити його властивості, а також властивості численних його сполук. Над одними і тими ж проблемами працювали різні лабораторії. Після розсекречення цих робіт виявилось, що багато вчених приходили до однакових результатів, ідучи до них різними шляхами. Через це не лишилось буквально жодної ділянки хімії плутонію,