Номери 113 і 115: дослідники нарешті виявили характеристики двох екстремально важких хімічних елементів.

На дослідження хімічних властивостей двох надзвичайно важких синтетичних елементів – московії та ніхонію – знадобилося чимало часу, перш ніж вчені змогли їх детально вивчити.

Науковці вперше визначили хімічні характеристики двох найважчих штучно синтезованих елементів – московії та ніхонію. Московія тепер вважається найважчим елементом, для якого відомі певні хімічні властивості. Дослідження, опубліковане в журналі Frontiers in Chemistry, виявило, що обидва ці надважкі елементи мають помірну здатність реагувати з іншими елементами. Проте, через їх надзвичайно короткий період напіврозпаду, створення корисних сполук із використанням цих елементів залишається складним завданням, повідомляє IFLScience.

Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал! Підписуйтеся, щоб бути в курсі найактуальніших та найцікавіших новин з наукового світу!

Надважкі хімічні елементи

Протягом майже століття науковці змогли синтезувати близько тридцяти трансуранових хімічних елементів. Однак, через надзвичайно короткі періоди їх напіврозпаду, ці елементи існують усього короткий час. Трансуранові елементи — це ті, що розташовані в періодичній таблиці починаючи з номеру 93, тобто наступні за ураном (номер 92). Після 100-го номера в таблиці розміщені надважкі елементи.

Такими є московій (номер 115) і ніхоній (номер 113). Ізотоп московія (московій-288) з найбільшою тривалістю існування має період напіврозпаду менш як одну секунду, тож його потрібно виробляти багато для вивчення. А найстабільніший ізотоп ніхонію (ніхоній-286) існує більше, але всього лише 9,5 секунд. Тому хіміки дуже мало знають про те, як ці надважкі елементи взаємодіють з іншими хімічними елементами.

У ході тривалого експерименту, проведеного авторами нового дослідження, було вивчено реакційну здатність елементів ніхоній та московій. Проте результати виявилися аналогічними тим, що стосувалися елемента флеровій (номер 114).

Цікавість поведінки цих елементів полягає в тому, що їх великі ядра здатні розганяти електрони до значних часток швидкості світла. У випадку свинцю (номер 82) та кількох інших важких елементів, це означає, що зовнішні електрони не можуть бути адекватно описані тільки класичними механічними моделями, і для їх аналізу потрібно враховувати принципи, викладені в спеціальній теорії відносності.

Розкрито властивості двох надважких хімічних елементів

Періодична таблиця існує, бо вчені помітили закономірності в хімії елементів і розмістили їх у відповідних рядах і стовпцях. Тому зазвичай можна передбачити хімічну поведінку елемента, дивлячись на ті, що розміщені над ним у періодичній таблиці.

Однак флеровій, що розташований безпосередньо під свинцем у періодичній таблиці, не зовсім відповідає цьому загальному принципу. Він не взаємодіє так активно, як свинець, і при температурах, що нижчі за кімнатні, досить легко переходить у газоподібний стан. Незважаючи на відмінності між флеровієм і свинцем, хіміки виявили, що при аналізі їх у контексті сусідніх елементів можна побачити певні спільні характеристики.

У рамках експерименту дослідники здійснили бомбардування мішені з америцію-243 пучками кальцію-48 в прискорювачі частинок. Це дозволило їм об'єднати ці два елементи, створивши московій-288, який на короткий проміжок часу перетворюється на ніхоній-284 внаслідок процесу розпаду.

Для дослідження нестійкості ізотопів науковці застосували інертний газ, який дозволив транспортувати їх через кварцовий детектор. Це дало можливість встановити, чи існує взаємозв'язок між атомами.

Щоб повністю провести експеримент, хімікам знадобилося 7 тижнів, поки вони не виявили, як себе поводять атоми московія і ніхонія. Дослідження показало, що обидва елементи гірше вступають у реакцію, ніж ті, що знаходяться вище в періодичній таблиці.

Досить складно уявити, як можна створити будь-який функціональний пристрій з використанням цих хімічних елементів. Проте, глибоке розуміння їхніх характеристик може відкрити нові можливості для застосування більш стійких матеріалів.

Як уже писав Фокус, відкриття в чорних дірах може переписати теорії простору-часу. Дослідження показує, що внутрішній устрій чорних дір не зовсім такий, як передбачалося.

Крім того, видання Фокус повідомило, що, на думку авторів нещодавнього дослідження, вибухи екзотичних чорних дір можуть стати ключем до відкриття нових фізичних законів.