Синтетички елемент

С Википедије, слободне енциклопедије
  Синтетички елементи
  Ретки радиоактивни природни елементи; често произведени вештачки
  Уобичајени радиоактивни природни елементи

Синтетички елемент је један од 24 позната хемијска елемента који се не јављају природно на Земљи: створени су људском манипулацијом фундаменталних честица у нуклеарном реактору, акцелератору честица или експлозијом атомске бомбе; стога се називају "синтетичким", "вештачким" или "уметним". Синтетички елементи су они са атомским бројевима 95–118, као што је приказано љубичастом бојом на пратећој периодној табели: [1] ова 24 елемента су први пут створена између 1944. и 2010. године. Механизам за стварање синтетичког елемента је присиљавање додатних протона на језгро елемента са атомским бројем мањим од 95. Сви синтетички елементи су нестабилни, али се распадају великом брзином: њихов полуживот се креће од неколико стотина микросекунди до милиона година.

Још пет елемената који су створени вештачки су строго говорећи нису синтетички јер је касније откривено да постоје у природи у траговима: 43 Tc, 61 Pm, 85 At, 93 Np и 94 Pu. Међутим, понекад се ионако означавају као синтетички. [2] Први, технецијум ( симбол Тц), створен је 1937. [3] Плутонијум (симбол Пу, атомски број 94), први пут синтетизован 1940. године, је још један такав елемент. То је елемент са највећим бројем протона (и еквивалентним атомским бројем) који се јавља у природи, али то чини у тако малим количинама да га је много практичније синтетизовати. Плутонијум је првенствено познат по употреби у атомским бомбама и нуклеарним реакторима. [4]

Ниједан елемент са атомским бројем већим од 99 нема никакву употребу изван научних истраживања, пошто имају изузетно кратак период полураспада, па стога никада нису произведени у великим количинама.

Својства[уреди | уреди извор]

Сви елементи са атомским бројем већим од 94 присутни у формирању Земље око 4,6 пре билиона година су се довољно брзо распали на лакше елементе да су се сви атоми ових елемената који су могли постојати када је Земља формирана одавно распали. [5] [6] Атоми синтетичких елемената који су сада присутни на Земљи су производ атомских бомби или експеримената који укључују нуклеарне реакторе или акцелераторе честица, путем нуклеарне фузије или апсорпције неутрона . [7]

Атомска маса за природне елементе заснива се на пондерисаном просечном обиљу природних изотопа који се јављају у Земљиној кори и атмосфери . За синтетичке елементе, изотоп зависи од начина синтезе, тако да концепт природног обиља изотопа нема никаквог значења. Због тога је за синтетичке елементе укупан број нуклеона ( протони плус неутрони ) најстабилнијег изотопа, односно изотопа са најдужим полуживотом — наведен у заградама као атомска маса.

Историја[уреди | уреди извор]

Технецијум[уреди | уреди извор]

Први елемент који је синтетизован, а не откривен у природи, био је технецијум 1937. године [8]. Ово откриће је попунило празнину у периодичној табели, а чињеница да нема стабилних изотопа објашњава његово одсуство на Земљи. [9] Најдуговечнији изотоп технецијума, 97Tc, има време полураспада од 4,21 милион година, [10] тако да од формирања Земље није настао технецијум. [11] [12] Само ситни трагови технецијума се природно јављају у Земљиној кори - као продукт спонтане фисије од 238U или хватањем неутрона у молибдену - али технецијум је природно присутан у звездама црвених џинова. [13] [14] [15] [16]

Куријум[уреди | уреди извор]

Први чисто синтетички елемент који је направљен био је куријум, који су 1944. синтетизовали Глен Т. Сиборг, Ралф А. Џејмс и Алберт Ђорсо бомбардовањем плутонијума алфа честицама. [17] [18]

Осам других[уреди | уреди извор]

Убрзо је уследила синтеза америцијума, беркелијума и калифорнијума . Ајнштајнијум и фермијум које је открио тим научника предвођен Алберт Ђорсо 1952. док је проучавао састав радиоактивних остатака од детонације прве водоничне бомбе. [19] Направљени изотопи су били ајнштајнијум-253, са полуживотом од 20,5 дана; и фермијум-255, са полуживотом око 20 сати. Уследили су Менделевијум, Нобелијум и Лоренцијум .

Рутерфордијум и дубнијум[уреди | уреди извор]

Током врхунца Хладног рата, тимови из Совјетског Савеза и Сједињених Држава су независно креирали рутерфордијум и дубнијум. Именовање и заслуге за синтезу ових елемената остали су нерешени дуги низ година, али је ИУПАЦ / ИУПАП на крају признао заједничку заслугу 1992. године. Године 1997. ИУПАЦ је одлучио да дубнијуму да његово садашње име у част града Дубне у којем је радио руски тим пошто су имена која су изабрала Американци већ коришћена за многе постојеће синтетичке елементе, док је назив рутерфордијум (који је изабрао амерички тим) прихваћен за елемент 104.

Последњих тринаест[уреди | уреди извор]

У међувремену, амерички тим је створио сиборгијум, а следећих шест елемената креирао је немачки тим: бохријум, хасијум, мејтнеријум, дармштадијум, рентгенијум и коперникијум . Елемент 113, нихонијум, креирао је јапански тим; последњих пет познатих елемената, флеровијум, московијум, ливерморијум, тенесин и оганесон, створени су руско-америчком сарадњом и довршавају седми ред периодног система.

Списак синтетичких елемената[уреди | уреди извор]

Следећи елементи се не јављају природно на Земљи. Сви су трансуранијумски елементи и имају атомске бројеве од 95 и више.

Име елемента Хемијски
Симбол
Атомски
Број
Прва дефинитивна
синтеза
Америцијум Am 95 1944. године
Киријум Cm 96 1944. године
Берклијум Bk 97 1949. године
Калифорнијум Уп 98 1950. године
Ајнштајнијум Ес 99 1952. године
фермијум Фм 100 1952. године
Мендељевијум Доктор медицине 101 1955. године
Нобелијум Не 102 1966
Лоренцијум Лр 103 1961. године
Радерфордијум Рф 104 1966 (СССР), 1969 (САД) *
Дубнијум Дб 105 1968 (СССР), 1970 (САД) *
Сиборгијум Сг 106 1974. године
Боријум Бх 107 1981
Хасијум Хс 108 1984
Мајтнеријум Мт 109 1982
Дармштатијум Дс 110 1994
Рендгенијум Рг 111 1994
Коперницијум Цн 112 1996
Нихонијум Нх 113 2003–4
Флеровијум Фл 114 1999
Московијум Мц 115 2003
Ливерморијум Лв 116 2000
Тенесин Тс 117 2010
Оганесон Ог 118 2002
* Заједнички кредит за откриће.

Елементи који се обично производе синтезом[уреди | уреди извор]

Сви елементи са атомским бројевима од 1 до 94 јављају се природно барем у траговима, али следећи елементи се често производе синтезом. Технетијум, прометијум, астатин, нептунијум и плутонијум откривени су синтезом пре него што су пронађени у природи.

Име елемента Хемијски
Симбол
Атомски
Број
Прво дефинитивно
откриће
Откриће у природи
тецхнетиум Tc 43 1937. године 1962. године
Прометхиум Pm 61 1945. године 1965. године
Полонијум Po 84 1898
Астатин At 85 1940. године 1943. године
Франциум Fr 87 1939. године
Ацтиниум Ac 89 1902. године
Протактинијум Pa 91 1913. године
Нептунијум Np 93 1940. године 1952. године
Плутонијум Pu 94 1940. године 1941–2

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Kulkarni, Mayuri (15. 6. 2009). „A Complete List of Man-made Synthetic Elements”. ScienceStuck. Приступљено 15. 5. 2019. 
  2. ^ See periodic table here for example.
  3. ^ „WebElements Periodic Table » Technetium » historical information”. www.webelements.com. Webelements. Приступљено 7. 11. 2019. 
  4. ^ Bradford, Alina (8. 12. 2016). „Facts About Plutonium”. LiveScience. Приступљено 16. 5. 2019. 
  5. ^ Redd, Nola (новембар 2016). „How Was Earth Formed?”. Space.com. Приступљено 16. 5. 2019. 
  6. ^ „Synthetic elements”. Infoplease. Приступљено 16. 5. 2019. 
  7. ^ Kulkarni, Mayuri (15. 6. 2009). „A Complete List of Man-made Synthetic Elements”. ScienceStuck. Приступљено 16. 5. 2019. 
  8. ^ Helmenstine, Anne Marie. „Technetium or Masurium Facts”. ThoughtCo. ThoughtCo. Приступљено 15. 5. 2019. 
  9. ^ „Technetium decay and its cardiac application”. KhanAcademy. Khan Academy. Приступљено 15. 5. 2019. 
  10. ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). „The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties” (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. 
  11. ^ Stewart, Doug. „Technetium Element Facts”. Chemicool. Приступљено 15. 5. 2019. 
  12. ^ Yinon, Yinon. „Periodic Table: Technetium”. Chemical Elements. Приступљено 15. 5. 2019. 
  13. ^ Hammond, C. R. (2004). „The Elements”. Handbook of Chemistry and PhysicsНеопходна слободна регистрација (81st изд.). CRC press. ISBN 978-0-8493-0485-9. 
  14. ^ Moore, C. E. (1951). „Technetium in the Sun”. Science. 114 (2951): 59—61. Bibcode:1951Sci...114...59M. PMID 17782983. doi:10.1126/science.114.2951.59. 
  15. ^ Dixon, P.; Curtis, David B.; Musgrave, John; Roensch, Fred; Roach, Jeff; Rokop, Don (1997). „Analysis of Naturally Produced Technetium and Plutonium in Geologic Materials”. Analytical Chemistry. 69 (9): 1692—9. PMID 21639292. doi:10.1021/ac961159q. 
  16. ^ Curtis, D.; Fabryka-Martin, June; Dixon, Paul; Cramer, Jan (1999). „Nature's uncommon elements: plutonium and technetium”. Geochimica et Cosmochimica Acta. 63 (2): 275. Bibcode:1999GeCoA..63..275C. doi:10.1016/S0016-7037(98)00282-8. 
  17. ^ Krebs, Robert E. The history and use of our earth's chemical elements: a reference guide, Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 0-313-33438-2 p. 322
  18. ^ Hall, Nina (2000). The New Chemistry: A Showcase for Modern Chemistry and Its ApplicationsНеопходна слободна регистрација. Cambridge University Press. стр. 8–9. ISBN 978-0-521-45224-3. 
  19. ^ Ghiorso, Albert (2003). "Einsteinium and Fermium". Chemical and Engineering News. 81 (36): 174–175. doi:10.1021/cen-v081n036.p174.

Спољашње везе[уреди | уреди извор]