История открытия редких химических элементов

скачать (161.5 kb.)

1   2   3   4
Америций, Аmericium, Аm (95)

Этот элемент получен искусственно путем облучения плутония нейтронами в конце 1944 г. в Металлургической лаборатории Чикагского университета Сиборгом, Джеймсом и Морганом. С открытием америция стало очевидно, что тяжелые трансурановые элементы образуют семейство, подобное семейству редкоземельных элементов - лантаноидов. При этом от элемента к элементу постепенно заполняется электронная 5f-оболочка, точно так же, как у лантаноидов заполняется 4f-оболочка. Америций содержит шесть 5f-электронов, и в этом отношении он подобен европию, тоже содержащему шесть 4f-электронов. На этом основании и было предложено название америций в честь Америки, так же как европий был назван в честь Европы.

Кюрий, Curium, Сm (96)

Кюрий, принадлежащий к группе актиноидов, был открыт (синтезирован) в 1944 г. в Металлургической лаборатории Чикагского университета Сиборгом и др. путем бомбардировки плутония ионами гелия. Через три года было получено чистое химическое соединение - гидроксид кюрия. Название новому элементу дано в честь супругов Кюри по аналогии с названием редкоземельного элемента гадолиния, имеющего похожее строение электронных оболочек. В символе Cm начальная буква обозначает фамилию Кюри, а вторая - имя Марии Кюри-Склодовской.

Беркелий, Berkelium, Bk (97)

Открыт в декабре 1949 г. Томпсоном, Гиорсо и Сиборгом в Калифорнийском университете в Беркли. При облучении 241Am alfa-частицами они получили изотоп беркелия 243Вk. Поскольку Bk обладает структурным сходством с тербием, получившим свое название от имени г. Иттерби в Швеции, и американские ученые назвали свой элемент по имени г. Беркли. В русской литературе часто встречается название берклий.

Калифорний, Californium, Cf (98)

Этот трансурановый элемент впервые был получен в феврале 1950 г. бомбардировкой микрограммовых количеств кюрия alfa-частицами. Честь его открытия принадлежит Томпсону, Стриту, Гиорсо и Сиборгу. Элемент, идентифицированный на ничтожном количестве исследуемого материала (около 5000 атомов), назван по имени штата Калифорния, в университете которого он был открыт. Кроме того, во внимание принято соответствие между свойствами калифорния и редкоземельного элемента диспрозия. Авторы открытия сообщили, что "диспрозий назван на основе греческого слова, означающего труднодоступный; открытие другого (соответствующего) элемента столетие спустя оказалось также труднодоступным в Калифорнии".

Эйнштейний, Einsteinium, Еs (99)

Открытие эйнштейния почти одновременно с фермием является результатом исследований продуктов взрыва термоядерного устройства, произведенного американцами в Тихом океане в ноябре 1952 г. (операция "Майк"). Было установлено, что в продуктах взрыва содержатся особенно тяжелые ядра урана и плутония, в том числе 224Pu и 246Pu. Образование таких ядер могло быть лишь результатом мгновенного захвата ядрами 238U нескольких нейтронов (от 6 до 17!). Это давало основание предположить, что одновременно с тяжелыми изотопами урана и плутония могли образоваться ядра элементов с атомным номером больше 98. Действительно, при разделении продуктов взрыва обнаружилось присутствие нового тяжелого элемента, и после переработки большого количества коралловых отложений и грязи, привезенных с места взрыва, удалось выделить два изотопа (253 и 255) нового элемента. Ему было присвоено название "эйнштейний" в честь крупнейшего математика и физика XX в. Альберта Эйнштейна. Позже элемент 99 был получен искусственно другими методами, главным образом путем продолжительного облучения плутония нейтронами высоких энергий. Этим методом за 2-3 года можно получить несколько граммов эйнштейния; при термоядерной реакции он образуется за несколько тысячных долей секунды. Наиболее устойчивый изотоп эйнштейний-254 обладает периодом полураспада около 270 дней.

Фермий, Fermium, Fm (100)

Этот трансурановый элемент открыт в 1953 г. почти неожиданно. В ноябре 1952 г. на одном из островов Тихого океана ученые США произвели термоядерный взрыв большой силы (операция "Майк"). Часть продуктов зтого взрыва была уловлена бумажными фильтрами, установленными на пролетавших сквозь облако взрыва беспилотных самолетах, а другая часть выпала в осадок неподалеку от места взрыва. Те и другие продукты подвергли анализу в ряде лабораторий США. В осадке были обнаружены атомы урала весьма высокого молекулярного веса, так как уран во время взрыва мгновенно захватывает до 17 нейтронов. В продуктах термоядерного взрыва были найдены также тяжелые изотопы плутония 244Pu и 246Рu, которые образовались или при захвате ураном-238 6-8 нейтронов или при распаде сверхтяжелых атомов урана. Сотрудники лаборатории в Беркли (Сиборг, Гиорсо, Томпсон, Хиггинс) предположили, что при взрыве могли образоваться и элементы с атомными номерами более 98, и действительно, при разделении продуктов взрыва в ионнообменнике обнаружились следы нового тяжелого элемента. Но чтобы подтвердить этот факт и иметь возможность идентифицировать новый элемент, материала оказалось недостаточно. Тогда на месте взрыва были собраны в больших количествах отложения кораллов и доставлены в лабораторию. Извлечения из этой "дорогой грязи" исследовали в лабораториях Беркли, Лос-Аламоса и Аргонны и нашли в них изотопы двух новых элементов - 99 (эйнштейний) и 100 (фермий). Удалось извлечь лишь 200 атомов элемента 100, и на столь ничтожном количестве материала его идентифицировали. Название "фермий" (Fermium) придумано группой ученых, принимавших участие в исследованиях; оно дано в честь Ферми - знаменитого итальянского физика, лауреата Нобелевской премии, считающегося "отцом атомного века".

Менделевий, Mendelevium, Md (101)

Менделевий получен искусственно в 1955 г. Сиборгом с группой сотрудников при бомбардировке эйнштейния 253 ядрами гелия. Сначала было синтезировано всего несколько атомов (к 1958 г. их число достигло 100), которые идентифицировали как атомы нового элемента. При радиоактивном распаде менделевия с выделением электронов образуется фермий 256; последний распадается спонтанно с расщеплением ядра. Период полураспада Md равен 30 мин. Сиборг и его сотрудники предложили назвать новый элемент менделевием "в знак признания пионерской роли великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал периодическую систему элементов для предсказания химических свойств еще не открытых элементов - принцип, который послужил ключом для открытия последних семи трансурановых элементов".

Нобелий, Nobelium, No (102)

В 1967 г. из Нобелевского физического института в Стокгольме поступило сообщение о том, что группе исследователей в результате бомбардировки ядер кюрия-244 сильно ускоренными ионами углерода-13 удалось получить новый трансурановый элемент 102. Элемент, испускающий alfa-лучи, имеет период полураспада 10-12 мин.; массовое число 253. Было предложено назвать элемент нобелием в честь института, в котором велось исследование. Однако убедительно подтвердить свое открытие шведские ученые не смогли. Не удалось сделать это и американским ученым Гиорсо и Сиборгу, сообщив, что при бомбардировке ядер кюрия-246 ионами углерода (С-12 и С-13) они получили изотоп элемента 102 с массовым числом 254 и периодом полураспада около 3 сек., они не смогли его идентифицировать химическим путем. Наиболее убедительные исследования сделаны в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне под руководством Г.Н.Флерова. Здесь был избран другой путь синтеза элемента-102, временно обозначенного индексом "Х": бомбардировкой ядер урана-238 ионами неона.

92U238 + 10Ne22= 102X260 или 102X256 +40n1.

Установлено, что период полураспада изотопа 102X256 (спонтанного деления на два приблизительно одинаковых осколка) превышает 1000 сек. В настоящее время во многих лаборатория продолжаются исследования с целью изыскания методов получения и определения времени жизни изотопов элемента 102.

Лоуренсий, Lawrencium, Lr (103)

В 1961 г. сотрудники Калифорнийского университета (Гиорсо и др.), бомбардируя калифорний быстрыми ионами бора, установили, что при этом образуется новый трансурановый элемент, принадлежащий к семейству актиноидов. Элемент наименовали лоуренсием в честь американского физика Лоуренса - одного из создателей первых ускорителей и циклотронов для получения частиц высокой энергии.

Также к редким элементам относятся элементы, принадлежащие к крупе драгоценных.

Серебро, Argentum, Ag (47)

Серебро (англ. Silver, франц. Argent, нем. Silber) стало известно значительно позднее золота, хотя и оно тоже встречается иногда в самородном состоянии. В Египте археологами найдены серебряные украшения, относящиеся еще к додинастическому периоду (5000 -- 3400 до н. э.). Однако до середины II тысячелетия до н. э. серебро было большой редкостью и ценилось дороже золота. Предполагают, что древнеегипетское серебро было привозным из Сирии. Древнейшие серебряные предметы в Египте и других странах Западной Азии, как правило, содержат в себе золото (от 1 до 38%); их, вероятно, изготовляли из естественных сплавов, так же как и знаменитый золото-серебряный сплав "электрон" (греч. азем). Может быть, это обстоятельство дало повод называть серебро "белым золотом". Древнеегипетское название серебра "хад" (had или hat) означает "белое". В Месопотамии серебряные украшения зарегистрированы в находках, относящихся к 2500 г. до н. э. Серебряные предметы здесь также редки до XVI в. до н. э., когда серебро стало использоваться в гораздо больших масштабах. В древнем Уре (около 2000 л. до н. э.) серебро называлось ку-баб-бар (ku-habbar) от ку (быть чистым) и баббар (белый). Серебряные предметы, относящиеся ко II тысячелетию до н.э., найдены и в других странах (Эгейский архипелаг, Троя). В рукописях тех времен встречается греческое название серебра - от слова (белый, блистающий, сверкающий). С древнейших времен серебро применялось в качестве монетного сплава (900 частей серебра и 100 частей меди). Европейские народы познакомились с серебром около 1000 г. до н. э. Еще в эллинистическом Египте, а вероятно, и раньше серебро часто называли луной (стр. 39) и обозначали знаком луны (чаще - растущей после новолуния). В алхимический период это название серебра было широко распространенным. Наряду с ним и с обычным лат. algentum существовали и тайные названия, например Sidia (id est Luna), terra fidelis, terra coelestis и т.д. Алхимики иногда считали серебро конечным продуктом трансмутации неблагородных металлов, осуществляемым с помощью "белого философского камня" (белого порошка), а иногда - промежуточным продуктом при получении искусственного золота. Внешний вид и цвет металла объясняют то, что его называли серебром не только на древнеегипетском, ассирийском, древнегреческом, армянском (аркат или аргат) и латинском языках, но и на некоторых новых языках. Филологи полагают, что романские названия серебра произошли от греч. (корень арг по-санскритски означает пылать, быть светлым), тоже связанного с санскритским arjuna (свет), rajata (белый). Труднее объяснить происхождение англ. Silver (древнеангл. Seolfor), нем. Silber и схожих с ними названий - готского Silubr, голландского zilver, шведского silfer, датского solf. Полагают, что все эти названия произошли от ассирийского Сарпу (sarpu), точнее Si-rа-pi-im (серафим?), означающего "белый металл", "серебро". Что касается происхождения славянских названий сидабрас, сиребро (чешск, стрибро) и древнеславянского (древнерусского) сребро (сьребро, съребро, серебро), то большинство филологов связывает их с германским Silber, т. е. с ассирийским Сарпу. Возможно, однако, и другое сопоставление со словом "серп" (лунный) - по-древнеславянски "сьрп". Так, в Новгородской первой летописи под 6907 г. имеется выражение "солнце погибе и явися серпь на небесе". Существуют многочисленные и своеобразные, имеющие разное происхождение названия серебра на языках неславянских народов Росси.

Платина, Platinum, Pt (78)

Платина (англ. Platinum, франц. Platine, нем. Platin), вероятно, была известна еще в древности. Первое описание платины как металла весьма огнестойкого, который можно расплавить лишь с помощью "испанского искусства", сделал итальянский врач Скалингер в 1557 г. По-видимому, тогда же металл получил и свое название "платина". Оно отображает пренебрежительное отношение к металлу, как мало к чему пригодному и не поддающемуся обработке. Слово "платина" произошло от испанского названия серебра - плата (Plata) и представляет собой уменьшительную форму этого слова, которое по-русски звучит, как серебрецо, серебришко (по Менделееву - серебрец). Интересно отметить, что слово платина созвучно русскому "плата" (платить, оплата и пр.) и близко ему по смыслу. В XVII в. платина называлась Platina del Pinto, так как она добывалась в золотистом песке реки Пинто в Южной Америке; существовало и другое название подобного рода - Platina del Tinto от реки Rio del Tinto в Андалузии. Более подробно платину описал в 1748 г. де Уоллоа - испанский математик, мореплаватель и торговец. Начиная со второй половины XVIII в. платиной, ее свойствами, методами переработки и использования стали интересоваться многие химики-аналитики и технологи, в том числе и ученые Петербургской академии наук. Наиболее важные работы в этой области в первой половине XIX в. - это создание методов получения ковкой платины (Соболевский, Волластон и др.), открытие ее некоторых соединений (Мусин-Пушкин и др.) и металлов платиновой группы.

Золото, Aurum, Аu (79)

Золото (англ. Gold, франц. Оr, нем. Gold) - один из семи металлов древности. Обычно считают, что золото было первым металлом, с которым познакомился человек еще в эпоху каменного века благодаря его распространению в самородном состоянии. Особые свойства золота - тяжесть, блеск, неокисляемость, ковкость, тягучесть - объясняют, почему его стали использовать с самых древнейших времен главным образом для изготовления украшений и отчасти - оружия. Золотые предметы различного назначения найдены археологами в культурных слоях, относящихся к IV и даже V тысячелетию до н.э., т.е. к эпохе неолита. В III и II тысячелетиях до н. э. золото уже было широко распространено в Египте, Месопотамии, Индии, Китае, с глубокой древности оно было известно в качестве драгоценного металла народам американского и европейского континентов. Золото, из которого сделаны древнейшие украшения, нечисто, в нем содержатся значительные примеси серебра, меди и других металлов. Лишь в VI в. до н. э. в Египте появилось практически чистое золото (99,8%). В эпоху Среднего царства началась разработка нубийских месторождений золота (Нубия, или Эфиопия древности). Отсюда произошло и древне египетское название золота - нуб (Nub). В Месопотамии добыча золота в широком масштабе велась уже во II тысячелетии до н.э. Вавилонское название золота - хурэ - шу (hurasu) имеет отдаленное сходство с древнегреческим словом (хризос), которое встречается во всех древнейших лйтературных памятниках. Возможно, это слово происходит от названия местности, откуда могло поступать золото. Древнеиндийское ayas (золото) позднее употреблялось на других языках для обозначения меди, что, возможно, служит указанием на распространение в древности поддельного золота. С древнейших времен золото сопоставлялось с солнцем, называлось солнечным металлом или просто солнцем (Sol). В египетской эллинистической литературе и у алхимиков символ золота - кружок с точкой посредине, т.е. такой же, как и символ солнца. Иногда в греческой алхимической литературе встречается символ в виде кружка с изображением связанного с ним луча.

Золото как наиболее драгоценный металл служило издавна меновым эквивалентом в торговле, в связи с чем возникли способы изготовления золотоподобных сплавов на основе меди. Эти способы получили широкое развитие и распространение и послужили основой возникновения алхимии. Главной целью алхимиков было найти способы превращения (трансмутации) неблагородных металлов в золото и серебро. Европейские алхимики, идя по следам арабских, разработали теорию "совершенного" или даже "сверхсовершенного" золота, добавка которого к неблагородному металлу превращает последний в золото. В алхимической литературе встречается множество названий золота, обычно зашифрованных: зарас (zaras), трикор (tricor), соль (Sol), солнце (Sonir), секур (secur), сениор (senior) и т. д. Часть из них имеет арабское происхождение, например al-bahag (радость), hiti (кошачий помет), ras (голова, принцип), su'a (луч), diya (свет), alam (мир).

Латинское (этрусское) название золота аурум (Aurum, древнее ausom) означает "желтое". Слово это хорошо сопоставляется с древнеримским aurora или ausosa (утренняя заря, восточная страна, восток). По мнению Шредера, слово золото у народов Средней Европы тоже означает желтый: на древнегерманском языке - gulth, gelo, gelva, на литовском - geltas, на славянском - золото, на финском - kulda. У некоторых сибирских народов золото называется алтун, у древних персов - zarania (или zar), что сопоставляется с древнеиндийским hyrania (чаще, правда, относящимся к серебру) и древнегреческим (небеса). Особняком стоит армянское название золота - оски. Славянское золото, или злато, употребляемое с древнейших времен, несомненно, связано (вопреки Шредеру) с древнейшим индоевропейским Sol (солнце), вероятно, так же как среднеевропейское Gold (gelb) с греческим (солнце).

Такое разнообразие названий золота свидетельствует о повсеместном знакомстве с ним различных древних на родов и племен и о перекрещивании разноплеменных названий. Производные названия соединений золота, применяемые в настоящее время, происходят от латинского aurum, русского "золото" и греческого.

1   2   3   4

Америций, Аmericium, Аm (95)



Рефераты Практические задания Лекции
Учебный контент

© ref.rushkolnik.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации