Русско-американский элемент снова потерял место в таблице Менделеева

Физики-экспериментаторы продолжают споры о положении в таблице химических элементов синтезированного искусственным образом в Дубне и Беркли атома лоуренсия. Исследование свойств этого элемента затруднено из-за его небольшого времени жизни. Об этом рассказывает Nature News.

Споры возобновились после эксперимента ученых из Японского агентства по атомной энергии. Недавно они получили изотоп лоуренсий-256 (с 103 протонами и 153 нейтронами), обстреливая атомами бора мишень из изотопов тоже искусственного элемента калифорния. Период полураспада лоуренсия составил 27 секунд, а установка позволяла получать один атом за несколько секунд.

Этот атом ученые затем направляли в среду с йодистым кадмием и осаждали на металлической подложке, нагретой до 2,7 тысячи кельвинов. Это позволило высвободить один свободный электрон на внешней оболочке лоуренсия и измерить его первый ионизационный потенциал — минимальную энергию, необходимую для отрыва внешнего электрона от свободного атома и превращения его в простейший положительно заряженный ион.

Полученное значение этой величины оказалось равным 4,96 электронвольта, что напоминает поведение внешнего электрона у таких химических элементов, как натрий и калий (из s-блока). Такое значение первого ионизационного потенциала у лоуренсия ранее теоретически предсказывали авторы из Тель-Авивского университета в Израиле. Такие расчеты часто используют эффекты специальной теории относительности.

Химическая таблица элементов организована таким образом, что атомы с родственной формой электронных облаков (наиболее вероятных областей локализации электронов в соответствии с квантовой механикой) занимают близкие позиции. Например, существуют s, p, d и f-блоки, для которых электронные облака имеют свои геометрии. Так, s-облако принимает форму сферы, а p — гантели. Схожесть формы внешних электронных облаков элементов отражает схожесть химических свойств их атомов.

В соответствии с этим многие ученые полагают, что лоуренсий более похож на скандий и иттрий и поэтому должен быть помещен в d-блок таблицы — туда же, где и эти элементы. Однако большинство таблиц элементов (в том числе и Менделеева) помещают лоуренсий в последнюю ячейку двух рядов 30-и элементов (f-блок), называемых лантаноидами и актиноидами.

Международный союз теоретической и прикладной химии, занимающийся вопросами официального регулирования химической номенклатуры собирается рассмотреть подробно вопрос положения лоуренсия (а также лютеция) в ходе своего заседания, которое должно состояться летом 2015 года.