Синтетичний хімічний елемент
Синтетичний хімічний елемент — один із 24 відомих хімічних елементів, які не зустрічаються в природі на Землі: вони були створені людськими маніпуляціями з елементарними частинками в ядерному реакторі, прискорювачі частинок або вибухом атомної бомби; тому їх називають «синтетичними», «штучними» або «створеними людиною». Синтетичними є елементи з атомними номерами 95–118, як показано фіолетовим кольором у супровідній періодичній таблиці:[1] ці 24 елементи вперше були створені між 1944 і 2010 роками. Механізм створення синтетичного елемента полягає в тому, щоб примусово ввести додаткові протони в ядро елемента з атомним номером нижче 95. Усі відомі (див.: Острів стабільності) синтетичні елементи є нестабільними, але вони розпадаються з різною швидкістю: період напіврозпаду їхніх ізотопів із найдовшим життям коливається від мікросекунд до мільйонів років.
Ще п’ять елементів, які спочатку були створені штучно, строго кажучи, не є синтетичними, оскільки пізніше вони були знайдені в природі в незначних кількостях: 43Tc, 61Pm, 85At, 93Np і 94Pu, хоча іноді класифікуються як синтетичні поряд із виключно штучними елементами[2]. Перший, технецій, був створений у 1937 році[3]. Плутоній (Pu, атомний номер 94), вперше синтезований у 1940 році, є ще одним таким елементом. Це елемент з найбільшою кількістю протонів (атомний номер), який зустрічається в природі, але він відбувається в таких невеликих кількостях, що набагато практичніше його синтезувати. Плутоній відомий головним чином завдяки використанню в атомних бомбах і ядерних реакторах[4].
Жоден елемент з атомним номером понад 99 не має жодного застосування поза науковими дослідженнями, оскільки вони мають надзвичайно короткий період напіврозпаду, і тому ніколи не вироблялися у великих кількостях.
Властивості ред.
Усі елементи з атомним номером понад 94 досить швидко розпадаються на легші елементи, так що будь-які їх атоми, які могли існувати під час формування Землі (приблизно 4,6 мільярдів років тому) давно розпалися[5][6]. Синтетичні елементи, які зараз присутні на Землі, є продуктом атомних бомб або експериментів із застосуванням ядерних реакторів або прискорювачів елементарних частинок шляхом ядерного синтезу або поглинання нейтронів[7].
Атомна маса природних елементів базується на середньозваженій кількості природних ізотопів у земній корі та атмосфері. Для синтетичних елементів не існує «природної кількості ізотопів». Тому для синтетичних елементів загальна кількість нуклонів (протони плюс нейтрони) найбільш стабільного ізотопу, тобто ізотопу з найдовшим періодом напіврозпаду, вказана в дужках як атомна маса.
Список синтетичних елементів ред.
Наступні елементи не зустрічаються в природі на Землі. Усі вони є трансурановими елементами та мають атомні номери 95 і вище.
| Назва елемента | Хімічний символ | Атомний Номер | Перший певний синтез |
|---|---|---|---|
| Америцій | Am | 95 | 1944 рік |
| Кюрій | См | 96 | 1944 рік |
| Берклій | Bk | 97 | 1949 рік |
| Каліфорнія | Cf | 98 | 1950 рік |
| Ейнштейній | Es | 99 | 1952 рік |
| Фермій | Fm | 100 | 1952 рік |
| Менделевій | Md | 101 | 1955 рік |
| Нобелій | No | 102 | 1966 рік |
| Лоуренсій | Lr | 103 | 1961 рік |
| Резерфордій | Rf | 104 | 1966 (СРСР), 1969 (США) * |
| Дубній | Db | 105 | 1968 (СРСР), 1970 (США) * |
| Сіборгій | Sg | 106 | 1974 рік |
| Борій | Bh | 107 | 1981 рік |
| Гасій | Hs | 108 | 1984 рік |
| Мейтнерій | Mt | 109 | 1982 рік |
| Дармштадтій | Ds | 110 | 1994 рік |
| Рентгеній | Rg | 111 | 1994 рік |
| Коперницій | Cn | 112 | 1996 рік |
| Ніхоній | Nh | 113 | 2003–04 рр |
| Флеровій | Fl | 114 | 1999 рік |
| Московій | Mc | 115 | 2003 рік |
| Ліверморій | Lv | 116 | 2000 рік |
| Теннессин | Ts | 117 | 2010 рік |
| Оганессон | Og | 118 | 2002 рік |
| * Спільна заслуга для відкриття. | |||
Інші елементи зазвичай отримують шляхом синтезу ред.
Усі елементи з атомними номерами від 1 до 94 зустрічаються в природі принаймні в слідових кількостях, але такі елементи часто виробляються шляхом синтезу: технецій, прометій, астат, нептуній і плутоній, які були відкриті шляхом синтезу до того, як були знайдені в природі.
| Назва елемента | Хімічний символ | Атомний Номер | Перший певний відкриття | Відкриття в природі |
|---|---|---|---|---|
| Технецій | Tc | 43 | 1937 рік | 1962 рік |
| Прометій | Pm | 61 | 1945 рік | 1965 рік |
| Полоній | Po | 84 | 1898 рік | |
| Астат | At | 85 | 1940 рік | 1943 рік |
| Францій | Fr | 87 | 1939 рік | |
| Актиній | Ac | 89 | 1902 рік | |
| Протактиній | Pa | 91 | 1913 рік | |
| Нептуній | Np | 93 | 1940 рік | 1952 рік |
| Плутоній | Pu | 94 | 1940 рік | 1941–42 рр |
Примітки ред.
- ↑ Kulkarni, Mayuri (15 червня 2009). A Complete List of Man-made Synthetic Elements. ScienceStuck. Процитовано 15 травня 2019.
- ↑ See periodic table here for example.
- ↑ WebElements Periodic Table » Technetium » historical information. www.webelements.com. Webelements. Процитовано 7 листопада 2019.
- ↑ Bradford, Alina (8 грудня 2016). Facts About Plutonium. LiveScience. Процитовано 16 травня 2019.
- ↑ Redd, Nola (November 2016). How Was Earth Formed?. Space.com. Процитовано 16 травня 2019.
- ↑ Synthetic elements. Infoplease. Процитовано 16 травня 2019.
- ↑ Kulkarni, Mayuri (15 червня 2009). A Complete List of Man-made Synthetic Elements. ScienceStuck. Процитовано 16 травня 2019.
