構造
環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。
測定値
各バーは、その性質についてノーベリウムが118元素の中でどこに位置するかを示しています。
出典：IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。
縮尺どおりの大きさ
Radius 246 pm — that is 0.246 nm, so about 2033 million of them side by side would span a millimetre.
熱範囲
ノーベリウムは1100 Kで融解します。沸点は測定されていません。
物語
The subject of a decade-long discovery dispute between Swedish, American and Soviet teams.
ノーベリウムの発見は、冷戦期の科学における最も激しい論争の一つとなりました。最初の主張は1957年にスウェーデンのストックホルムにあるNobel Instituteから出され、その後、ドゥブナのソビエト科学者とBerkeleyの米国人研究者が相次いで異なる主張を示し、発見の優先権をめぐる10年間の争いが生じました。
1957年、Nobel Instituteのスウェーデン人物理学者は、キュリウム-244に炭素-13イオンを衝突させ、元素102の発見を発表しました。彼らはAlfred Nobelに敬意を表して「ノーベリウム」という名称を提案しました。しかし、他の研究所は結果を再現できず、スウェーデンのチームは最終的に主張を撤回しました。
決定的な合成は1966年、ソビエト連邦のドゥブナにあるJoint Institute for Nuclear Researchで、Georgy Flerovのチームによって達成されました。彼らはウラン-238にネオン-22イオンを衝突させてノーベリウム-256を生成することに成功し、元素102の存在を裏付ける決定的な証拠を示しました。
International Union of Pure and Applied Chemistryは最終的に1992年、ソビエトのチームを公式な発見者として認定し、論争を解決しました。しかし、「ノーベリウム」という名称は科学文献で広く使われていたため維持され、命名者と発見者が異なるという珍しい状況になりました。
ノーベリウムをめぐる論争は、科学における冷戦のより広い緊張関係を反映しており、元素の発見には国家の誇りと政治的威信が結び付いていました。最終的な解決は、真理の追究において国際的な科学協力が政治的分断を乗り越えられることを示しました。
用途
ノーベリウムは、超重元素の化学を理解するうえで重要な役割を果たします。特に、極端な核電荷条件下で電子軌道がどのように振る舞うかを調べる研究に用いられます。科学者はノーベリウムを研究して、重い原子における相対論的効果の予測を検証し、従来の周期的傾向を超えた化学結合を探究します。
研究チームはノーベリウムを用いて、アクチノイド系列の終端と超重元素への移行を調べます。この研究は、f軌道の充填がどこで終わるかを定め、元素103以降の元素の化学的性質に影響を与える電子配置のパターンを理解する手がかりを提供します。
ノーベリウムの同位体は、自発核分裂やアルファ崩壊系列を研究する優れた対象です。核の安定性の限界を理解し、理論上の「安定の島」にある未発見の超重元素の性質を予測するために不可欠なデータを提供します。
物理学者はノーベリウムを用いた実験によって、超重原子に関する量子力学的計算を検証します。核殻効果、結合エネルギー、さらに重い元素を生成するための最適な合成経路についての理論予測を確かめます。
ノーベリウムの研究は、単一原子化学の手法、高度な質量分析法、精密な放射線検出システムなど、超高感度の分析技術の開発を促進し、核科学で可能なことの限界を押し広げています。
ノーベリウムの用途は、ドイツのGSI、日本のRIKEN、米国のBerkeley Labなどの高度な核研究施設に限定されています。これらの施設では、基礎核物理学の研究や超重元素の合成研究にノーベリウムを使用します。
研究チームは、ガンマ線分光法や核崩壊の研究にノーベリウムを利用し、スピン、パリティ、磁気モーメントなどの正確な核の性質を測定します。これらの測定は、超重元素における核殻構造を理解するために不可欠なデータを提供します。
科学者はノーベリウムを用いて先駆的な単一原子化学実験を行い、わずか数個の原子で酸化数や化学的挙動を研究します。これらの実験は、物質科学の絶対的な限界で行われる、化学の究極のフロンティアです。
ノーベリウムの研究には、位置感応型検出器、飛行時間測定システム、高度な粒子識別法などの最先端の検出システムの開発が必要です。これらは、将来の発見に向けた核計測技術を発展させます。
由来
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
ノーベリウムは粒子加速器での人工合成によってのみ存在し、地球上で自然に発見されたことも、恒星のスペクトルで検出されたこともありません。この超重元素は、人類が生み出した非常に希少な存在の一つであり、既知の宇宙のどこにも他には存在しません。
科学者は線形加速器内で、キュリウムまたはカリホルニウムの標的に炭素、酸素、またはネオンのイオンを衝突させてノーベリウムを生成します。最初の論争となった合成では、キュリウム-244に炭素-13の原子核を衝突させましたが、決定的な生成が達成されたのは1960年代になってからでした。
最も安定なノーベリウム同位体である259Noの半減期はわずか58分です。そのため、地球の形成以来、原始ノーベリウムが残存することは不可能です。現在合成されるノーベリウム原子も、より軽い元素に崩壊するまで数分しか存在しません。
世界全体のノーベリウム生成量は実験ごとの個々の原子で数えられ、年間の合成量は世界全体でもおそらく数千原子です。この元素の合成には、高度な粒子加速器、希少な標的物質、莫大なエネルギー投入が必要です。
恒星内元素合成や宇宙線との相互作用によって生成される元素とは異なり、ノーベリウムは極めて短い半減期と特定の核反応条件のため、自然には生成できません。これは、人間の技術的介入によってのみ存在する物質です。
取り扱い
ノーベリウムは放射性です。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 取り扱いには適切な遮蔽と許可が必要です。
警告：ノーベリウムは、危険なアルファ粒子、ベータ線、ガンマ線を放出する非常に強い放射性の人工元素です。ナノグラム単位の量であっても重大な健康リスクがあり、専門の核施設での取り扱いと継続的な放射線監視が必要です。
ノーベリウムの同位体は自発核分裂とアルファ崩壊を起こし、高エネルギー放射線と中性子を放出します。体内が汚染されると、重度の放射線中毒や臓器損傷を引き起こし、数時間から数日以内に致命的な放射線症候群に至る可能性があります。
研究には、Class Aホットセル、ロボット操作システム、厚い鉛遮蔽が必要です。作業員は試料から十分な距離を保ち、遠隔操作用の器具だけを使用しなければなりません。継続的な空気監視と緊急除染能力が必須です。
ノーベリウムに接触したすべての表面、機器、物質は放射性汚染されるため、高レベル核廃棄物として専門的に処分する必要があります。微視的な痕跡であっても、複数の半減期にわたって持続する放射線の危険を生じさせる可能性があります。
簡単な回答
ノーベリウム (symbol No) is element 102 on the periodic table, a アクチノイド 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 ノーベリウム 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.
ノーベリウム 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.
ノーベリウム 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.
ノーベリウム 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.
ノーベリウム was discovered in 1958 by Joint Institute for Nuclear Research. It is named after alfred Nobel.
ノーベリウム does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. ノーベリウム has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.