No · Element 102 · Actinoid
Gegenstand eines jahrzehntelangen Entdeckungsstreits zwischen schwedischen, amerikanischen und sowjetischen Teams.
Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Ringen — eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um die Ansicht zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo Nobelium bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Gleiches Element, andere Neutronenzahl
Alle Nobelium-Atome haben dieselbe Zahl von Protonen, 102, und unterscheiden sich nur in der Zahl der Neutronen: Diese Varianten sind die Isotope des Elements. Keines davon ist stabil. Das langlebigste bekannte Isotop, No-259, hat 157 Neutronen und eine Halbwertszeit von 58 Min..
| ISOTOP | Neutronen | Natürliche Häufigkeit | Halbwertszeit | Zerfallsart |
|---|---|---|---|---|
| No-253 | 151 | — | 1,62 Min. | α (55 %), ε/β⁺ (45 %) |
| No-254 | 152 | — | 51,2 Sek. | α (90 %), ε (10 %) |
| No-255 | 153 | — | 3,52 Min. | ε/β⁺ (70 %), α (30 %) |
| No-257 | 155 | — | 24,5 Sek. | α, ε, SF |
| No-259 langlebigstes | 157 | — | 58 Min. | α, ε/β⁺, SF |
Hier liefert die Schul-Faustregel, gerundete Atommasse (259) minus Ordnungszahl, dasselbe Ergebnis: 157.
Zerfallsarten
Daten: IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, Bewertungen der Grundzustände, abgerufen am 10. Oktober 2026. Die Häufigkeit ist der Anteil der Atome im natürlichen Element; ein Strich bedeutet, dass das Isotop keine natürliche Standardhäufigkeit hat.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 246 pm — das entspricht 0,246 nm; etwa 2,03 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.
Temperaturbereich
Nobelium schmilzt bei 1100 K; sein Siedepunkt wurde nicht gemessen.
Die Geschichte
Gegenstand eines jahrzehntelangen Entdeckungsstreits zwischen schwedischen, amerikanischen und sowjetischen Teams.
Die Entdeckung von Nobelium wurde zu einem der umstrittensten Streitfälle der Wissenschaft im Kalten Krieg. Der erste Anspruch kam 1957 vom Nobel-Institut in Stockholm, Schweden, gefolgt von konkurrierenden Ansprüchen sowjetischer Wissenschaftler in Dubna und amerikanischer Forscher in Berkeley. Dies führte zu einem zehn Jahre dauernden Prioritätsstreit.
1957 gaben schwedische Physiker am Nobel-Institut die Entdeckung von Element 102 bekannt, indem sie Curium-244 mit Kohlenstoff-13-Ionen beschossen. Sie schlugen zu Ehren von Alfred Nobel den Namen „Nobelium“ vor. Andere Laboratorien konnten ihre Ergebnisse jedoch nicht reproduzieren, und das schwedische Team zog seine Ansprüche schließlich zurück.
Die eindeutige Synthese gelang 1966 dem Team von Georgy Flerov am Vereinigten Institut für Kernforschung in Dubna, Sowjetunion. Durch den Beschuss von Uran-238 mit Neon-22-Ionen erzeugten sie erfolgreich Nobelium-256 und lieferten damit schlüssige Beweise für die Existenz von Element 102.
Die Internationale Union für reine und angewandte Chemie beendete die Kontroverse schließlich im Jahr 1992 und sprach dem sowjetischen Team die offizielle Entdeckung zu. Der Name „Nobelium“ wurde jedoch aufgrund seiner weiten Verbreitung in der wissenschaftlichen Literatur beibehalten. Dadurch entstand die ungewöhnliche Situation, dass die Namensgeber nicht die Entdecker waren.
Die Kontroverse um Nobelium spiegelte die umfassenderen Spannungen des Kalten Krieges in der Wissenschaft wider, wobei nationaler Stolz und politisches Ansehen mit Elemententdeckungen verbunden waren. Die letztendliche Lösung zeigte, dass internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit politische Spaltungen bei der Suche nach der Wahrheit überwinden kann.
Anwendungen
Nobelium spielt eine entscheidende Rolle beim Verständnis der Chemie superschwerer Elemente, insbesondere bei der Untersuchung des Verhaltens von Elektronenorbitalen unter Bedingungen sehr hoher Kernladung. Wissenschaftler untersuchen Nobelium, um Vorhersagen relativistischer Effekte in schweren Atomen zu überprüfen und chemische Bindungen jenseits traditioneller Periodentrends zu erforschen.
Forschungsteams nutzen Nobelium, um das Ende der Actinoid-Reihe und den Übergang zu superschweren Elementen zu untersuchen. Diese Forschung hilft zu bestimmen, wo die Besetzung der f-Orbitale endet, und liefert Erkenntnisse über Muster der Elektronenkonfiguration, die die chemischen Eigenschaften der Elemente 103 und darüber hinaus beeinflussen.
Nobelium-Isotope eignen sich hervorragend zur Untersuchung der spontanen Spaltung und von Alpha-Zerfallsreihen. Sie liefern wichtige Daten zum Verständnis der Grenzen der Kernstabilität und zur Vorhersage der Eigenschaften noch unentdeckter superschwerer Elemente auf der theoretischen „Insel der Stabilität“.
Physiker setzen Nobelium in Experimenten ein, die quantenmechanische Berechnungen für superschwere Atome prüfen. Dabei werden theoretische Vorhersagen zu Kernschaleneffekten, Bindungsenergien und optimalen Synthesewegen zur Erzeugung noch schwererer Elemente überprüft.
Die Nobeliumforschung treibt die Entwicklung ultraempfindlicher analytischer Verfahren voran, darunter Methoden der Einzelatomchemie, fortgeschrittene Massenspektrometrie und hochentwickelte Strahlungsnachweissysteme, die die Grenzen des in der Kernwissenschaft Möglichen erweitern.
Die Anwendungen von Nobelium sind ausschließlich auf hochmoderne kernphysikalische Forschungslabore beschränkt, darunter GSI in Deutschland, RIKEN in Japan und Berkeley Lab in den Vereinigten Staaten. Diese Einrichtungen nutzen Nobelium für grundlegende kernphysikalische Forschung und Untersuchungen zur Synthese superschwerer Elemente.
Forschungsteams verwenden Nobelium in der Gammaspektroskopie und bei Untersuchungen des Kernzerfalls, um präzise Kerneigenschaften wie Spin, Parität und magnetische Momente zu messen. Diese Messungen liefern wichtige Daten zum Verständnis der Kernschalenstruktur superschwerer Elemente.
Wissenschaftler führen wegweisende chemische Experimente mit einzelnen Atomen von Nobelium durch und untersuchen Oxidationsstufen und chemisches Verhalten mit nur wenigen Atomen. Diese Experimente stellen die Grenze der Chemie dar und arbeiten an der Grenze der Materialwissenschaft.
Die Nobeliumforschung erfordert die Entwicklung fortschrittlicher Nachweissysteme, darunter ortsempfindliche Detektoren, Flugzeitsysteme und fortgeschrittene Verfahren zur Teilchenidentifikation, die die Technologie kernphysikalischer Instrumente für künftige Entdeckungen voranbringen.
Woher es stammt
0 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 0 % der Elemente
Nobelium ist nur aus künstlicher Synthese bekannt in Teilchenbeschleunigern und wurde auf der Erde nie natürlich gefunden oder in Sternspektren nachgewiesen. Dieses superschwere Element gehört zu den exklusivsten Schöpfungen der Menschheit und wurde nie in der Natur gefunden.
Wissenschaftler erzeugen Nobelium, indem sie Curium- oder Californium-Targets in Linearbeschleunigern mit Kohlenstoff-, Sauerstoff- oder Neon-Ionen beschießen. Die ursprünglich umstrittene Synthese umfasste den Beschuss von Curium-244 mit Kohlenstoff-13-Kernen, doch eine eindeutige Herstellung gelang erst in den 1960er-Jahren.
Das stabilste Nobelium-Isotop, 259No, hat eine Halbwertszeit von nur 58 Minuten. Daher ist es unmöglich, dass ursprüngliches Nobelium seit der Entstehung der Erde überlebt hat. Gegenwärtig synthetisierte Nobelium-Atome existieren nur wenige Minuten, bevor sie in leichtere Elemente zerfallen.
Die weltweite Nobeliumproduktion wird in einzelnen Atomen pro Experiment gemessen; insgesamt werden weltweit vermutlich einige tausend Atome pro Jahr synthetisiert. Für die Synthese benötigt man hochentwickelte Teilchenbeschleuniger, seltene Targetmaterialien und enorme Energiezufuhr.
Anders als Elemente, die bei der Nukleosynthese in Sternen oder durch Wechselwirkungen mit kosmischer Strahlung entstehen, überdauert Nobelium wegen seiner kurzen Halbwertszeiten nicht in der Natur, und ob der r-Prozess bei Verschmelzungen von Neutronensternen es kurzzeitig erzeugt, ist eine offene Frage. Jedes bekannte Nobeliumatom wurde in einem Labor erzeugt.
Handhabung
Nobelium ist radioaktiv. Es besitzt kein stabiles Isotop — jeder Atomkern zerfällt. Die Handhabung erfordert eine geeignete Abschirmung und Genehmigungen.
Nobelium ist radioaktiv, wird aber in Schwerionenbeschleunigern immer nur in wenigen Atomen erzeugt. Seine Isotope zerfallen durch Alphazerfall, Elektroneneinfang und Spontanspaltung; das langlebigste, Nobelium-259, hat eine Halbwertszeit von etwa einer Stunde. Eine wägbare Menge Nobelium hat es nie gegeben; die Atome selbst können daher niemandem eine nennenswerte Strahlendosis zufügen.
Die Gefahren dieser Forschung gehen vom Experiment aus, nicht vom Element: vom Beschleunigerstrahl, von radioaktiven Targets und aktivierten Geräten sowie von den dabei entstehenden Abfällen. Kontaminierte Materialien werden nach nationalen Vorschriften als radioaktiver Abfall entsorgt.
Das Personal befolgt die üblichen Regeln des beruflichen Strahlenschutzes: jährliche Dosisgrenzwerte, persönliche Dosisüberwachung und Dosen so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar. Für Beschäftigte unter 18 Jahren gelten deutlich niedrigere Dosisgrenzwerte als für Erwachsene: ein Zehntel der Grenzwerte für Erwachsene nach den Vorschriften der US-Atomaufsichtsbehörde NRC (10 CFR 20.1207) und 1 mSv pro Jahr in den Laboren des US-Energieministeriums (10 CFR 835.207). Für eine Beschäftigte, die eine Schwangerschaft mitteilt, ist die Dosis des ungeborenen Kindes über die gesamte Schwangerschaft auf 5 mSv begrenzt (10 CFR 20.1208 und 835.206).
Schnelle Antworten
Nobelium (Symbol No) ist Element 102 im Periodensystem, ein Actinoid in Periode 7. Gegenstand eines jahrzehntelangen Entdeckungsstreits zwischen schwedischen, amerikanischen und sowjetischen Teams. Bei Raumtemperatur wird es voraussichtlich fest und radioaktiv sein.
[Rn] 5f¹⁴ 7s²; sie ergibt 7 besetzte Elektronenschalen mit der Verteilung 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2.Es wurde noch keine Probe von Nobelium kondensiert, daher ist der Schmelzpunkt berechnet und nicht gemessen: Es wird vorhergesagt, dass es bei 1100 K (826,9 °C) schmilzt. Der Siedepunkt wurde nicht gemessen.
Nobelium hat kein stabiles Isotop und daher keine Standardatommasse. Die angegebene Zahl 259 ist die Massenzahl seines langlebigsten bekannten Isotops.
Nobelium hat kein stabiles Isotop. Sein langlebigstes bekanntes Isotop, No-259, hat 157 Neutronen (Massenzahl 259 minus Ordnungszahl 102) und eine Halbwertszeit von 58 Min.. Die Schul-Faustregel, gerundete Atommasse (259) minus Ordnungszahl, ergibt ebenfalls 157.
Für Nobelium wird eine Dichte von etwa 9,9 g/cm³ vorhergesagt, obwohl noch nie eine ausreichend große Probe zum Wiegen hergestellt wurde. Zum Vergleich: Wasser hat eine Dichte von 1,0 g/cm³.
Nobelium hat eine Elektronegativität von 1,3 nach Pauling. Die Skala reicht von 0,70 (Francium, das Elektronen am wenigsten stark anzieht) bis 3,98 (Fluor, das stärkste). Werte in diesem mittleren Bereich führen eher zur Bildung kovalenter als stark ionischer Bindungen.
Nobelium wurde 1958 von Joint Institute for Nuclear Research entdeckt. Herkunft des Namens: Alfred Nobel.
Nobelium kommt auf der Erde in keiner nennenswerten Menge natürlich vor — es wird in einem Reaktor oder einem Teilchenbeschleuniger hergestellt.
Ja. Nobelium hat kein stabiles Isotop — jeder seiner Atomkerne zerfällt. Es kommt in der Natur nicht in nutzbaren Mengen vor und muss synthetisiert werden.