Оповідання з хімії - Юрій Якович Фіалков

кюрій, дуже подібні до рідкісноземельних елементів. Однак, оскільки кюрій супроводжує рідкісноземельні елементи, один атом його може припадати не менш як на 1015 атомів лантаноїдів. Це таке співвідношення, що ніякого порівняння вже не підбереш. Чи є межа числу елементів?

Глянемо ще раз на періодичну систему елементів Д. І. Менделєєва (стор. 56–57). Ми бачимо, що система тепер складається з семи періодів. До першого періоду входять лише два елементи, до другого й третього по вісім, потім ідуть два періоди по 18 елементів. У шостому періоді налічується вже 32 елементи, і стільки ж може бути в сьомому, незакінченому періоді системи, куди входять зауранові елементи. Отже, цей період повинен закінчуватися 118-м елементом. Актиноїдів, до речі, так само, як і лантаноїдів, повинно бути 15, тому елемент 103 повинен належати ще до актиноїдів, а 104 — вже буде аналогом гафнію — елемента IV групи періодичної системи. Отже, може бути ще один актиноїд і ще 16 елементів VII періоду. Однак «може» ще не означає «повинно».

Ми вже доводили, що із збільшенням атомних номерів у елементів, які йдуть за ураном, швидко зменшується період піврозпаду. Елементи з порядковими номерами 102 і 103 мають періоди піврозпаду, вимірювані секундами. Та, крім радіоактивного розпаду, в зауранових елементів у міру віддалення від урану все чіткіше проявляється ефект так званого спонтанного ділення ядер. Ми вже спинялись на суті цього ефекту: ядро замість того, щоб випустити α- або β-частинки, розпадається на дві частини. Якщо для торію (порядковий номер 90) період піврозпаду спонтанного типу дорівнює 1021 рокам, то для фермію (порядковий номер 100) він дорівнює 12 годинам. Однак розрахунки показують, що для деяких елементів після елемента 102 період піврозпаду спонтанного типу буде не більший від періоду звичайного радіоактивного типу. Тому, якщо можливі роботи з 101 і 102 елементами, то чому ж не можна працювати над одержанням сусідніх з ними елементів? Можна!

Як побудовані атоми всіх елементів, про які ми весь час вели мову і з якими весь час маємо справу в навколишній природі?

— Смішне запитання, — відповість дехто з читачів. — Кожний знає, що всі атоми побудовані з позитивно зарядженого ядра, яке складається з протонів і нейтронів і негативних електронів, що обертаються навколо цього ядра.

Так, але хіба ця комбінація є єдиною? Уявімо собі такий атом, в ядрі якого позитивно заряджені протони замінено на негативні антипротони, а електрони на позитивні частинки з такою ж, як у електронів, масою — позитрони. Такі частинки вже відомі. Перед нами — атом антиелемента. Хто може сказати, які властивості матиме такий елемент? А втім, теоретично створити такий елемент можливо.

А що буде, коли в «звичайних» елементах з позитивно зарядженим ядром замінити один або кілька електронів на інші, негативно заряджені частинки, важчі, ніж електрони? Такі елементарні частинки теж відомі. А які властивості матиме елемент, в ядрі якого один або кілька протонів замінено на інші позитивно заряджені більш-менш важкі елементарні частинки?

За останні роки ці проблеми стали предметом теоретичних і навіть експериментальних досліджень, однак до цього часу зроблено занадто мало, щоб можна було говорити про результати.

Перед кожним, хто побажає присвятити себе проблемі добуття нових елементів, — буквально неосяжне поле діяльності.

ОДИН ІЗ СТА ДВОХ
Кремнійовий світ

Початок становлення людини на нашій планеті — кам’яний вік — завжди пов’язують з появою кам’яних знарядь. У краєзнавчих музеях виставлені безформні осколки каменів, на яких тільки після уважного огляду можна помітити сліди обробки. Кремінь був першим матеріалом, який людина використовувала в своїй свідомій трудовій діяльності.

Оскільки кремінь (двоокис кремнію) в основному складається з двох елементів — кисню й кремнію, — то можна сказати, що це були два елементи, з якими вперше ознайомилась людина. Навряд чи можна вважати це випадковістю. Саме ці два елементи й повинні були першими «потрапити до рук» людини.

Кисень і кремній дістали назву елементів-гігантів. Три чверті земної кори, тобто всього, що входить до складу гірських порід, морів, океанів і атмосфери, складається з цих двох елементів: 49,13 % припадає на кисень, 26 % — на кремній. Вміст переважної більшості інших хімічних елементів виражається числами, де попереду стоять нулі.

Кожний шостий атом тієї матерії, з якої складається навколишній світ, є атом кремнію. Чи варто дивуватися, що саме кремній був елементом, «впровадженим у виробництво» ще первісною людиною? Всі типи житла, за винятком куренів первісних людей і наметів сучасних туристів, завжди споруджували з матеріалів, в основі яких лежали сполуки кремнію. Піраміда Хеопса і собор Василія Блаженного, палаци царя Дарія і нові будинки на Хрещатику — всі вони в основному складаються з двоокису кремнію — тієї комбінації кисню і кремнію, в якій переважно зустрічаються на поверхні нашої планети ці два елементи-гіганти.

Людина навчилася варити скло, опанувавши при цьому ще одну величезну галузь застосування кремнію. Скляні вироби в побуті, так само як витончена фарфорова статуетка на полиці і внутрішнє облицювання домни — це знову-таки сполуки кремнію, різноманітності яких можна дивуватись.

Певно, нема якогось іншого елемента, що відіграв би таку велику роль у житті людини, як кремній. Тому серед 102 відомих нам елементів періодичної системи можна було б назвати дуже мало таких, які були б вивчені краще, ніж кремній. Тільки в нашій країні виходить кілька журналів, спеціально присвячених сполукам кремнію. Можна уявити собі, скільки стало відомо про цей елемент за весь час існування фізики й хімії!

Систематичне вивчення хімії кремнію почалося на початку минулого століття. Природно, що з часом у цій галузі важливі відкриття з’являлися все рідше й рідше, і тому деякі вчені почали дивитись на цей розділ хімії дещо скептично. Почали ширитись заклики припинити вивчення хімії кремнію заради вивчення властивостей малодосліджених елементів.

Один видатний закордонний хімік так прямо й писав