البنية
ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.
القيم المقيسة
يوضح كل شريط موضع نوبليوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق مقياس
Radius 246 pm — that is 0.246 nm, so about 2033 million of them side by side would span a millimetre.
النطاق الحراري
ينصهر نوبليوم عند 1100 K؛ ولم تُقَس نقطة غليانه.
القصة
The subject of a decade-long discovery dispute between Swedish, American and Soviet teams.
أصبح اكتشاف النوبليوم واحدًا من أكثر النزاعات إثارة للجدل في علوم الحرب الباردة. جاء الادعاء الأول من معهد نوبل في ستوكهولم، السويد عام 1957، تلاه ادعاءات متنافسة من علماء سوفييت في دوبنا وباحثين أمريكيين في بيركلي، مما أدى إلى معركة استمرت عقدًا حول أولوية الاكتشاف.
في عام 1957، أعلن فيزيائيون سويديون في معهد نوبل اكتشاف العنصر 102، بقذف الكوريوم-244 بأيونات الكربون-13. واقترحوا اسم «نوبليوم» تكريمًا لألفرد نوبل. غير أن مختبرات أخرى لم تتمكن من إعادة إنتاج نتائجهم، وسحب الفريق السويدي ادعاءاته في نهاية المطاف.
تحقق التخليق المؤكد عام 1966 على يد فريق غيورغي فليروف في المعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا، الاتحاد السوفييتي. وتمكن الفريق بنجاح من إنشاء النوبليوم-256 بقذف اليورانيوم-238 بأيونات النيون-22، مقدمًا دليلًا قاطعًا على وجود العنصر 102.
حسم الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية الجدل أخيرًا في 1992، مانحًا الفريق السوفييتي فضل الاكتشاف الرسمي. ومع ذلك، أُبقي على اسم «نوبليوم» بسبب انتشاره الواسع في الأدبيات العلمية، مما أوجد وضعًا غير معتاد لم يكن فيه واضعو الاسم هم المكتشفين.
عكس الجدل حول النوبليوم التوترات الأوسع للحرب الباردة في مجال العلوم، إذ ارتبط الفخر الوطني والهيبة السياسية باكتشاف العناصر. وأظهر الحل النهائي قدرة التعاون العلمي الدولي على تجاوز الانقسامات السياسية في سبيل الوصول إلى الحقيقة.
الاستخدامات
يؤدي النوبليوم دورًا حاسمًا في فهم كيمياء العناصر فائقة الثقل، ولا سيما دراسة سلوك مدارات الإلكترونات تحت ظروف الشحنة النووية القصوى. يدرس العلماء النوبليوم للتحقق من تنبؤات التأثيرات النسبية في الذرات الثقيلة واستكشاف الروابط الكيميائية التي تتجاوز الاتجاهات التقليدية في الجدول الدوري.
تستخدم فرق البحث النوبليوم لدراسة نهاية سلسلة الأكتينيد والانتقال إلى العناصر فائقة الثقل. يساعد هذا البحث على تحديد الموضع الذي ينتهي فيه ملء مدارات f، ويوفر رؤى حول أنماط التوزيع الإلكتروني التي تؤثر في الخصائص الكيميائية للعناصر 103 وما بعدها.
تُعد نظائر النوبليوم موضوعات ممتازة لدراسة الانشطار التلقائي وسلاسل اضمحلال ألفا، إذ توفر بيانات حاسمة لفهم حدود الاستقرار النووي والتنبؤ بخصائص العناصر فائقة الثقل غير المكتشفة في «جزيرة الاستقرار» النظرية.
يستخدم الفيزيائيون النوبليوم في تجارب تختبر الحسابات الميكانيكية الكمومية للذرات فائقة الثقل، للتحقق من التنبؤات النظرية المتعلقة بتأثيرات القشرة النووية، وطاقات الربط، ومسارات التخليق المثلى لإنشاء عناصر أثقل حتى.
تدفع أبحاث النوبليوم إلى تطوير تقنيات تحليل فائقة الحساسية، تشمل أساليب كيمياء الذرة الواحدة، ومطيافية الكتلة المتقدمة، وأنظمة الكشف الإشعاعي المتطورة التي توسع حدود الممكن في العلوم النووية.
تقتصر تطبيقات النوبليوم حصرًا على مختبرات الأبحاث النووية المتقدمة، ومنها GSI في ألمانيا، وRIKEN في اليابان، وBerkeley Lab في الولايات المتحدة. تستخدم هذه المرافق النوبليوم في أبحاث الفيزياء النووية الأساسية ودراسات تخليق العناصر فائقة الثقل.
تستخدم فرق البحث النوبليوم في مطيافية أشعة غاما ودراسات الاضمحلال النووي لقياس الخصائص النووية الدقيقة، بما في ذلك اللف، والتكافؤ، والعزوم المغناطيسية. توفر هذه القياسات بيانات أساسية لفهم بنية القشرة النووية في العناصر فائقة الثقل.
يجري العلماء تجارب كيميائية رائدة على الذرة الواحدة باستخدام النوبليوم، ويدرسون حالات الأكسدة والسلوك الكيميائي باستخدام بضع ذرات فقط. تمثل هذه التجارب الحد الأقصى لتطور علم الكيمياء، إذ تعمل عند الحد المطلق لعلم المواد.
تستلزم أبحاث النوبليوم تطوير أنظمة كشف متطورة للغاية، تشمل الكواشف الحساسة للموضع، وأنظمة زمن الطيران، وأساليب متقدمة لتحديد الجسيمات، مما يطور تقنيات الأجهزة النووية لاكتشافات المستقبل.
مصدره
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
يوجد النوبليوم فقط من خلال التخليق الاصطناعي في مسرعات الجسيمات، ولم يُعثر عليه قط بصورة طبيعية على الأرض أو يُرصد في الأطياف النجمية. ويمثل هذا العنصر فائق الثقل أحد أكثر إبداعات البشرية حصرية، إذ لا يوجد في أي مكان آخر في الكون المعروف.
ينشئ العلماء النوبليوم بقذف أهداف من الكوريوم أو الكاليفورنيوم بأيونات الكربون أو الأكسجين أو النيون في مسرعات خطية. تضمن التخليق الأصلي المتنازع عليه قذف الكوريوم-244 بنوى الكربون-13، رغم أن الإنتاج المؤكد لم يتحقق حتى ستينيات القرن العشرين.
إن أكثر نظائر النوبليوم استقرارًا، 259No، له عمر نصف لا يتجاوز 58 دقيقة، مما يجعل من المستحيل بقاء أي نوبليوم بدائي منذ تشكل الأرض. وتوجد ذرات النوبليوم الاصطناعية الحالية لبضع دقائق فقط قبل أن تضمحل إلى عناصر أخف.
يُقاس الإنتاج العالمي للنوبليوم بـ ذرات منفردة لكل تجربة، إذ قد يبلغ مجموع التخليق في أنحاء العالم بضعة آلاف من الذرات سنويًا. ويتطلب هذا العنصر مسرعات جسيمات متطورة، ومواد هدف نادرة، ومدخلات هائلة من الطاقة لتخليقه.
على خلاف العناصر المتشكلة في التخليق النووي النجمي أو تفاعلات الأشعة الكونية، لا يمكن للنوبليوم أن يتشكل طبيعيًا بسبب قصر عمر نصفه الشديد ومتطلبات التفاعل النووي المحددة. وهو يمثل مادة لا توجد إلا من خلال التدخل التكنولوجي البشري.
التعامل
نوبليوم مشع. It has no stable isotope — every nucleus decays. يتطلب التعامل معه تدريعًا وترخيصًا مناسبين.
تحذير: النوبليوم عنصر اصطناعي مشع بشدة، ينبعث منه جسيمات ألفا الخطرة، وإشعاع بيتا، وأشعة غاما. وحتى الكميات النانوية تشكل مخاطر صحية جسيمة تتطلب التعامل معها في منشأة نووية متخصصة والمراقبة الإشعاعية المستمرة.
تخضع نظائر النوبليوم للانشطار التلقائي واضمحلال ألفا، منتجةً إشعاعًا عالي الطاقة وانبعاثات نيوترونية. وقد يسبب التلوث الداخلي تسممًا إشعاعيًا شديدًا، وتلفًا في الأعضاء، ومتلازمة إشعاعية قاتلة محتملة خلال ساعات أو أيام.
يتطلب البحث خلايا ساخنة من الفئة A، وأنظمة معالجة روبوتية، وتدريعًا سميكًا من الرصاص. يجب على العاملين الحفاظ على مسافة كبيرة من العينات واستخدام أدوات المعالجة عن بُعد حصرًا. وتُعد المراقبة المستمرة للهواء وقدرات إزالة التلوث في حالات الطوارئ إلزامية.
تصبح جميع الأسطح والمعدات والمواد التي تلامس النوبليوم ملوثة إشعاعيًا، وتتطلب التخلص منها بطريقة متخصصة بوصفها نفايات نووية عالية المستوى. وحتى الآثار المجهرية يمكن أن تسبب مخاطر إشعاعية مستمرة تدوم لعدة أعمار نصف.
إجابات سريعة
نوبليوم (symbol No) is element 102 on the periodic table, a أكتينيد in period 7. The subject of a decade-long discovery dispute between Swedish, American and Soviet teams. At room temperature it is expected to be a solid, and it is radioactive.
[Rn] 5f¹⁴ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2 electrons respectively.No sample of نوبليوم has ever been condensed, so both figures are calculated rather than measured: it is predicted to melt at 1100 K (826.9 °C) and boil at not measured.
نوبليوم has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 259, is the mass number of its longest-lived known isotope.
نوبليوم is predicted to have a density of about 9.9 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.
نوبليوم has a Pauling electronegativity of 1.3. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
نوبليوم was discovered in 1958 by Joint Institute for Nuclear Research. It is named after alfred Nobel.
نوبليوم does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. نوبليوم has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.