Находка — редчайший природный элемент¶

Находка (Nh) — химический элемент 13-й группы периодической таблицы Менделеева, атомный номер 113. Относится к супертяжёлым элементам; в природе не встречается — все известные изотопы синтезированы искусственно. Название происходит от русского слова «находка» и утверждено Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) в 2016 году в честь того, что элемент был впервые получен в России, в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

¶История открытия

Синтез элемента 113 был впервые осуществлён российской группой физиков под руководством Юрия Оганесяна в ОИЯИ. В 2004 году в Дубне в реакции слияния ядер хрома-51 и висмута-209 был получен сверхтяжёлый нуклид. Последующие эксперименты позволили получить три изотопа находки: Nh-278, Nh-282 и Nh-283 с периодами полураспада от долей миллисекунды до нескольких секунд.

Параллельно с дубненской группой попытки синтезировать элемент 113 предпринимали японские учёные из РИКЭН (Институт физико-химических исследований) во главе с Косукэ Моритой. Их эксперименты по слиянию цинка-70 и висмута-209 дали подтверждённые результаты несколько позже, в 2004—2012 годах.

В 2015 году IUPAC официально признал приоритет российской группы в открытии элемента 113. В январе 2016 года название «находка» и символ Nh были утверждены окончательно. Это первый химический элемент, названный в честь российского научного центра и русского слова.

¶Синтез

Основной метод получения находки — бомбардировка ядер висмута-209 ионами хрома-51 в циклическом ускорителе Дубненского центра (циклотрон У-400М). Ядра хрома разгоняются до энергии, достаточной для преодоления кулоновского барьера, и сливаются с ядрами висмута, образуя компаундное ядро находки в возбуждённом состоянии. Оно испускает нейтроны и переходит в основное состояние, после чего распадается по цепочке альфа-распадов.

Получение каждого нового атома требует недель непрерывной работы ускорителя. За всё время проведения экспериментов получено лишь несколько атомов находки, что делает её одним из самых труднодоступных веществ, известных науке.

¶Изотопы

Все изотопы находки крайне нестабильны и быстро распадаются, поэтому в макроскопических количествах элемент существовать не может.

¶Свойства

¶Прогнозируемые физические свойства

Находка относится к седьмому периоду периодической таблицы, к подгруппе таллия (13-я группа). По расчётам теоретиков, она должна быть металлом с предположительно высокой плотностью. Из-за релятивистского сжатия электронных оболочек, характерного для сверхтяжёлых элементов, химические свойства находки могут существенно отличаться от других представителей 13-й группы — алюминия, галлия, индия и таллия.

¶Химические свойства

Экспериментально химия находки практически не изучена из-за краткоживущести её изотопов. Расчётные модели предполагают, что наиболее вероятная степень окисления +1, тогда как у таллия преобладает +3. Это объясняется тем, что 7p-электроны находки из-за релятивистских эффектов слабее участвуют в образовании химических связей.

¶Место в периодической таблице

Находка замыкает ряд из четырёх элементов седьмого периода, открытых в Дубне: флеровий (Fl, 114), московий (Mc, 115), ливерморий (Lv, 116) и теннессин (Ts, 117). Элемент 113 стал первым из этой группы, получившим официальное признание IUPAC.

¶Интересные факты

• Находка — первый элемент периодической таблицы, открытие которого было официально закреплено за российской научной школой.
• Название «находка» утверждено 28 ноября 2016 года; до этого элемент носил временное обозначение ununtrium (Uut).
• Сверхтяжёлые элементы, включая находку, синтезируют в количествах, измеряемых единицами атомов, что принципиально отличает их от всех остальных химических элементов.

¶Источники

• Оганесян Ю. Ц. Открытие сверхтяжёлых элементов. — ОИЯИ, Дубна.
• Материалы IUPAC по номенклатуре химических элементов (2016).
• Публикации ОИЯИ по синтезу элементов 113—118.