Википедија

Nobelijum

Nobelijum (No, lat. nobelium) sintetički je hemijski element iz grupe aktinoida i atomskim brojem 102.[6] Ime je dobio po švedskom hemičaru Alfredu Nobelu,[7] izumitelju dinamita. To je radioaktivni metal, deseti transuranijski element i pretposlednji član serije aktinoida. Kao i svi elementi sa atomskim brojem iznad 100, nobelijum se može dobiti samo u ubrzivaču čestica putem bombardovanja lakših elemenata naelektrisanim česticama. Do danas je otkriveno dvanaest izotopa ovog elementa, među kojim je najstabilniji 259No sa vremenom poluraspada od 58 minuta, mada se kratkoživeći 255No (vreme poluraspada 3,1 minute) najčešće koristi u hemiji, jer se može dobiti u znatno većem obimu.

Nobelijum
Opšta svojstva
Ime, simbolnobelijum, No
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
Yb
↑
No
↓
(Uph)
mendeljevijum ← nobelijum → lorencijum ‍
Atomski broj (Z)102
Grupa, periodagrupa N/D, perioda 7
Blokf-blok
Kategorija  aktinoid
Rel. at. masa (Ar)259,10103[1]
Maseni broj259 (najstabilniji izotop)
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
Fizička svojstva
Agregatno stanječvrsto (predviđeno)[2]
Tačka topljenja1100 K ​(827 °‍C, ​1521 °F) (predviđeno)[2]
Gustina pri s.t.9,9(4) g/cm3 (predviđeno)[3]
Atomska svojstva
Elektronegativnost1,3 (predviđeno)[4]
Energije jonizacije1: 639 kJ/mol[5]
2: 1254,3 kJ/mol
3: 2605,1 kJ/mol (sve osim prvog je procenjeno)
Ostalo
Kristalna struktura ​postraničnocentr. kubična (FCC)
Postraničnocentr. kubična (FCC) kristalna struktura za nobelijum

(predviđeno)[3]
CAS broj10028-14-5
Istorija
Imenovanjepo Alfredu Nobelu
OtkrićeZajednički institut za nuklearna istraživanja (1966)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
253No syn 1,6 min 80% α 249Fm
20% β+ 253Md
254No syn 51 s 90% α 250Fm
10% β+ 254Md
255No syn 3,1 min 61% α 251Fm
39% β+ 255Md
257No syn 25 s 99% α 253Fm
1% β+ 257Md
259No syn 58 min 75% α 255Fm
25% ε 259Md
<10% SF
reference • Vikipodaci

Ograničeni hemijski eksperimenti su pokazali da se nobelijum ponaša kao teži homolog svog „komšije” u periodnom sistemu, iterbijuma. Nakon otkrića nobelijuma, predviđeno je da bi on mogao imati stabilno oksidaciono stanje +2, kao i stanje +3 koje je karakteristično za druge aktinoide. Hemijske osobine ovog metala nisu potpuno poznate, osim u njegovim vodenim rastvorima. Kasnije su predviđanja potvrđena, i dokazano je da je stanje +2 mnogo stabilnije od stanja +3 u vodenom rastvoru, te da je vrlo teško „zadržati” nobelijum u stanju +3.

Tokom 1950-ih i 1960-ih, mnoge laboratorije su tvrdile da su otkrile nobelijum, između ostalih, u Švedskoj, Sovjetskom savezu i SAD. Iako su švedski naučnici vrlo brzo povukli svoje tvrdnje, prioritet za davanje imena novom elementu kao i čast za otkriće bili su kamen spoticanja između američkih i sovjetskih naučnika, sve dok 1997. godine IUPAC nije dao prednost sovjetskim naučnicima za otkriće elementa, ali je zadržao naziv nobelium, predlog Šveđana, jer se taj naziv najduže i najčešće koristio u nauci i literaturi.

Istorija uredi

Otkriće elementa 102 bilo je vrlo komplikovan proces, a grupe naučnika iz Švedske, SAD i bivšeg Sovjetskog saveza tvrdile su da su prvi to učinili. Prvi, potpuni i nekontroverzni izveštaj o otkriću ovog elementa sačinjen je 1966. godine u Zajedničkom institutu za nuklearna istraživanja (JINR) u gradu Dubna, u tadašnjem Sovjetskom savezu.[8] Prvi nagoveštaj o otkriću elementa 102 dali su 1957. godine fizičari pri Nobelovom institutu u Švedskoj. Oni su objavili da su metu sačinjenu od kirijuma bombardovali jonima ugljenika-13 tokom 25 sati u intervalima od po pola sata. U periodu između eksperimenata, vršena je jonsko-izmenjivačka hemija na meti. Od 50 rezultata bombardovanja, dvanaest uzoraka sadržalo je izvor zračenja koji je emitovao alfa čestice energije 8,5 (± 0,1) MeV, a nalazile su se u kapima koje su eluirane ranije od fermijuma (atomski broj Z = 100) i kalifornijuma (Z = 98). Vreme poluraspada tog izvora bilo je 10 minuta, te je sumnjano na izotope 251102 ili 253102, mada nije bila isključena ni mogućnost da se radi o alfa česticama emitovanim od pretpostavljenog, kratkoživećeg izotopa mendeljevijuma (Z = 101), nastalog putem elektronskog zahvata elementa 102.[8] Švedski tim naučnika predložio je naziv nobelijum (No) za novi element,[9][10] što je IUPAC odmah prihvatio i odobrio,[11] ali su sovjetski naučnici iz Dubne 1968. godine smatrali da je to preuranjeno i nepromišljeno.[12] Naredne godine, naučnici pri Nacionalnoj laboratoriji Lovrens u Berkliju ponovili su eksperiment Šveđana, ali nisu uspeli da potvrde opažanja emisije zračenja od 8,5 MeV, te su pretpostavili da se nije radilo o pozadinskim efektima.[8]

Švedski naučnici su 1959. pokušali da objasne zašto tim iz Berklija nije uspeo da potvrdi element 102 prethodne godine, zadržavajući svoju tvrdnju o otkriću. Ipak, kasniji radovi su pokazali da ne postoji niti jedan izotop nobelijuma lakši od 259No (u švedskim eksperimentima nisu dobijeni teški izotopi) koji ima vreme poluraspada duže od 3 minute, te da rezultati švedskog tima verovatno potiču od torijuma-225, a koji ima vreme poluraspada od oko osam minuta i vrlo brzo se raspada trostrukim alfa raspadom do polonijuma-213, a koji opet ima energiju raspada od 8,53612 MeV. Ova hipoteza dobila je na težini zbog činjenice da se torijum-225 vrlo lako može dobiti u reakciji koju su izveli Šveđani te se on ne bi mogao izdvojiti hemijskim metodama koje su oni koristili. Kasniji radovi o nobelijumu pokazali su da je dvovalentno stanje stabilnije od trovalentnog i da uzorci koji emituju alfa čestice ne mogu da sadrže nobelijum, jer se dvovalentni nobelijum ne bi mogao eluirati sa drugim trovalentnim aktinoidima.[8] Stoga, švedski naučnici su kasnije povukli svoju tvrdnju o otkriću i povezali svoje rezultate sa pozadinskim efektima.[11]

Tim iz Berklija, koji su činili Albert Giorso, Glen T. Siborg, Džon R. Volton i Torbjern Sikeland, ubrzo nakon toga su objavili da su 1958. sintetisali element 102. Oni su koristili novi linearni ubrzivač teških jona (HILAC) pri bombardovanju mete načinjene od kirijuma (95% 244Cm i 5% 246Cm) pomoću jona 13C i 12C. Eksperimentom nisu uspeli da potvrde aktivnost od 8,5 MeV koju su objavili Šveđani, nego su opazili raspad izotopa fermijuma-250, verovatno proizvod izotopa 254102 (nastao od kirijuma-246), a koji je imao vreme poluraspada od oko tri sekunde. Kasnije radovi iz Dubne objavljeni 1963. potvrdili su da je 254102 mogao biti proizveden ovom reakcijom, ali da je pravo vreme poluraspada zapravo 50 ± 10 s. Godine 1967, tim iz Berklija pokušao je da odbrani svoj rad, navodeći da je izotop koji su otkrili zapravo 250Fm a izotop čije vreme poluraspada su zapravo izmerili, je povezan sa izotopom kalifornijuma-244, drugim proizvodom nakon izotopa 252102, nastalim iz mnogo rasprostranjenijeg kirijuma-244. Razlika u energijama bila je pripisana primenjenoj rezoluciji i drugim tehničkim problemima, mada oni nisu ranije objavljeni te su verovatno imali uticaj i na druge rezultate. Eksperimenti obavljeni 1977. pokazali su da je vreme poluraspada izotopa 252102 zaista 2,3 sekunde. Ipak, rad iz 1973. takođe je pokazao da je ponovni nastanak 250Fm se vrlo lako mogao desiti od izomerske tranzicije 250mFm (vreme poluraspada 1,8 s) koji je takođe mogao nastati u reakciji sa navedenim nivoom energije.[8] Ako se ove činjenice sagledaju u današnje vreme, u ovom eksperimentu verovatno nije proizveden atom nobelijuma.[8]

Godine 1959. američki tim je nastavio sa svojim proučavanjima pa je objavio da su uspeli da dobiju izotop koji se pretežno raspadao emisijom alfa čestica sa energijom od 8,3 MeV, a čije je vreme poluraspada iznosilo tri sekunde i sporednom 30%-nim spontanom fisijom. Aktivnost je prvobitno povezana sa izotopom 254No da bi kasnije ona bila ispravljena na 252No. Ipak, zapazili su da nije u potpunosti sigurno da je nastao nobelijum zbog vrlo teških okolnosti.[8] Tim iz Berklija odlučio je da usvoji ime za ovaj element „nobelijum” koji su predložili švedski naučnici.[11]

244
  96Cm + 12
  6C → 256
102No*
 → 252
102No + 4 1
0n

Istovremeno u Dubni, izvedeni su eksperimenti tokom 1958. i 1960. u pokušaju da se takođe sintetiše element 102. U prvom eksperimentu 1958. godine bombardiran je izotop plutonijuma-239 i -241 sa jonima kiseonika-16. Zapažen je alfa raspad sa energijama neznatno iznad 8,5 MeV, a verovalo se da potiču od izotopa 251,252,253102, iako je tim naveo da se formiranje izotopa ne može sa sigurnošću potvrditi zbog postojanja nečistoća olova ili bizmuta (koji zasigurno ne bi mogli dati nobelijum). Novi eksperimenti izvedeni iste godine pokazali su da je moguće dobiti nove izotope iz nečistoća žive, talijuma, olova ili bizmuta, te su naučnici i dalje zadržali raniji zaključak da je element 102 mogao nastati ovom reakcijom, navodeći da je imao vreme poluraspada ispod 30 sekundi i energiju raspada od 8,8 ± 0,5 MeV. Kasniji eksperimenti iz 1960. godine potvrdili su da se radilo o pozadinskim efektima. U eksperimentima iz 1967. godine dobijena je niža energija raspada od 8,6 ± 0,4 MeV, ali obe vrednosti su bile isuviše visoke da bi odgovarale onima od izotopa 253No ili 254No.[8] Tim iz Dubne kasnije je 1970. i 1987. godine izjavio da su ovi rezultati bili nepotpuni i nepouzdani.[8]

Godine 1961. naučnici u Berkliju objavili su otkriće elementa 103 putem reakcije kalifornijuma sa jonima bora i ugljenika. Oni su tvrdili su da su dobili izotop 257103, te su takođe tvrdili da su sintetisali izotop elementa 102 koji se raspada alfa raspadom, a koji ima vreme poluraspada od 15 sekundi sa energijom od 8,2 MeV. Te podatke su povezali sa 255102 bez navođenja dodatnih razloga za to. Vrednosti se nisu podudarale sa onim koje su bile poznate za 255No, mada su se podudarale sa vrednostima koje su danas poznate za 257No, te je vrlo verovatno da je ovaj izotop bio uključen u taj eksperiment, ipak njihovo otkriće opet nije bilo pouzdano.[8]

Rad na istraživanju elementa 102 takođe je nastavljen i u Dubni, te su 1964. izvedeni eksperimenti radi otkrivanja „kćerki” izotopa koji se raspadaju alfa raspadom do izotopa elementa 102 čime bi se on sintetizirao reakcijom bombardovanja mete od uranijuma-238 pomoću jona neona. Proizvodi su „uhvaćeni” duž srebrene folije te hemijski prečišćeni, a uočeni su izotopi 250Fm i 252Fm. Prinos izotopa 252Fm je interpretiran kao dokaz je njegov „roditeljski” izotop 256102 takođe bio sintetisan. Takođe je navedeno da je 252Fm mogao nastati direktno ovom reakcijom putem simultane emisije alfa čestice sa viškom neutrona, a sprovedeni su koraci da se osigura da 252Fm ne bi otišao direktno na hvatajuću foliju. Vreme poluraspada za 256102 bilo je 8 sekundi, što je mnogo duže od novijeg podatka dobijenog 1967. godine koji iznosi 3,2 ± 0,2 s.[8] Naredni eksperimenti izvedeni 1966. za dobijanje 254102, koristeći reakcije 243Am(15N,4n)254102 i 238U(22Ne,6n)254102, dobili su vrednosti poluživota od 50 ± 10 s. U to vreme razlike između ove vrednosti i ranijih pokazatelja iz Berklija nisu mogle biti objašnjene, mada su kasniji radovi dokazali da je formiranje izomera 250mFm bilo gotovo nemoguće u eksperimentima iz Dubne za razliku od onih u Berkliju. Iz današnje perspektive, rezultati iz Dubne u vezi 254102 su verovatno bili tačni te se danas može nedvosmisleno smatrati da je tada konačno i otkriven element 102.[8]

Jedan eksperiment sproveden u Dubni 1966. pružio je još više dokaza, opet koristeći iste reakcije iz prethodnih pokušaja, čime je dokazano da izotop 254102 zaista ima mnogo duže vreme poluraspada od tri sekunde kako su navodili Amerikanci.[8] Kasniji rad iz 1967. proveden u Berkliju te 1971. iz Nacionalne laboratorije Ouk Ridž u potpunosti su potvrdili otkriće elementa 102 te objasnili ranija opažanja.[11] U decembru 1966, grupa iz Berklija ponovila je eksperimente ruskih naučnika te ih u potpunosti potvrdila, a te podatke su iskoristili da napokon ispravno pridruže eksperimentalne podatke pravim izotopima koje su ranije sintetisali, a do tada ih nisu uspeli da identifikuju, kao i tvrdnje o otkriću nobelijuma 1958. i 1961. godine.[11]

238
  92U + 22
10N → 260
102No*
 → 254
102No + 6 1
0n

Godine 1969, naučnici u Dubni su izveli hemijske eksperimente u vezi elementa 102 i zaključili da se on ponaša kao teži homolog iterbijuma. Ruski naučnici predložili su joliotijum (Jo) kao ime za novi element, u čast naučnice Irene Žolio-Kiri, koja je umrla u to vreme, što je dovelo do kontroverze oko imenovanja novootkrivenih hemijskih elemenata, poznate pod nazivom transfermijski ratovi, koja nije razrešena ni nakon nekoliko decenija, jer su obe grupa naučnika predlagale svoja imena za nove elemente.[11]

Godine 1992, IUPAC-IUPAP transfermijska radna grupa (TWG) ponovno je razmatrala sve izveštaje o otkriću nobelijuma te zaključila da je samo radovima iz Dubne iz 1966. pravilno i tačno otkriven i povezan nuklearni raspad jezgra sa atomskim brojem 102. Prema tom zaključku, timu iz Dubne zvanično je priznata čast za otkrivanje ovog elementa mada je moguće da je on takođe opažen i u Berkeliju 1959. godine.[8] Ovu odluku radne grupe naredne godine su kritikovali naučnici iz Berklija, tražeći da se ponovno preispitaju slučajevi otkrića za elemente od 101 do 103 kao „uzaludno trošenje vremena”, dok su se ruski naučnici u Dubni složili sa odlukama IUPAC-a.[12]

IUPAC je 1994. godine ratifikovao imena elemenata od 101 do 109, kao deo pokušaja rešavanja kontroverze oko imena elemenata. Za element 102, oni su odobrili ime nobelijum (No) na osnovu toga da je ono postalo uvreženo i uobičajeno u literaturi i naučnim krugovima tokom 30 godina od njegovog otkrića a takođe i činjenice da su se dostignuća Alfreda Nobela trebala ovekovečiti na ovaj način.[13] Zbog negodovanja 1994. godine oko imena, uglavnom zbog nepoštovanja odabira imena pronalazača, započeo je period davanja komentara a naredne 1995. godine IUPAC je konačno elementu 102 odredio naziv flerovijum (Fl) kao deo novog dogovora, prema imenu naučnika Georgiju Fljorovu ili nazivu laboratorije s njegovim imenom.[14] Međutim, ovaj predlog opet nije prihvaćen, te je dve godine kasnije, 1997. ponovno vraćen naziv „nobelijum”.[13] Danas, naziv „flerovijum” sa istim simbolom, označava element 114.[15]

Reference uredi

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ a b Lide, David R., ur. (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics (84th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0484-9. 
  3. ^ a b Fournier, Jean-Marc (1976). „Bonding and the electronic structure of the actinide metals”. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 37 (2): 235—244. Bibcode:1976JPCS...37..235F. doi:10.1016/0022-3697(76)90167-0. 
  4. ^ Dean, John A., ur. (1999). Lange's Handbook of Chemistry (15 izd.). McGraw-Hill. Section 4; Table 4.5, Electronegativities of the Elements. 
  5. ^ First Ionization Potentials of Fm, Md, No, and Lr: Verification of Filling-Up of 5f Electrons and Confirmation of the Actinide Series
  6. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  7. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  8. ^ a b v g d đ e ž z i j k l lj Barber Robert C.; Greenwood Norman N.; Hrynkiewicz Andrzej Z.M; Jeannin Yves P.; et al. (1993). „Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements”. Pure and Applied Chemistry. 65 (8): 1757. doi:10.1351/pac199365081757.  (Napomena: za prvi dio vidi: Pure & Applied Chemistry, vol. 63, br. 6, str. 879–886, 1991)
  9. ^ Silva 2011, str. 1636-1637.
  10. ^ Fields Peter R.; Friedman Arnold M.; Milsted John; Atterling Hugo; et al. (1. 9. 1957). „Production of the New Element 102”. Physical Review. 107 (5): 1460—1462. Bibcode:1957PhRv..107.1460F. doi:10.1103/PhysRev.107.1460. 
  11. ^ a b v g d đ John Emsley (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. str. 368—9. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  12. ^ a b Ghiorso Albert; Seaborg Glenn T.; Oganessian Yuri Ts.; Zvara Ivo; Armbruster Peter; et al. (1993). „Responses on 'Discovery of the transfermium elements' by Lawrence Berkeley Laboratory, California; Joint Institute for Nuclear Research, Dubna; and Gesellschaft fur Schwerionenforschung, Darmstadt followed by reply to responses by the Transfermium Working Group”. Pure and Applied Chemistry. 65 (8): 1815—1824. doi:10.1351/pac199365081815. 
  13. ^ a b „Names and symbols of transfermium elements” (PDF). Pure & Applied Chemistry. 69 (12): 2471—2473. 1997. doi:10.1351/pac199769122471. 
  14. ^ Hoffmann Darleane C.; Lee Diana M.; Pershina Valeria (2006). „Transactinides and the future elements”. Ur.: Morss Lester R.; Edelstein Norman M.; Fuger Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 izd.). Springer. str. 1660. ISBN 978-1-4020-3555-5. 
  15. ^ „Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium” (Saopštenje). IUPAC. 30. 5. 2012. Arhivirano iz originala 2. 6. 2012. g. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Nobelijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Нобелијум&oldid=27548735”