Строение
Это не схема из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование связей.
Измеренные значения
Каждая полоса показывает, какое место нобелий занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Radius 246 pm — that is 0.246 nm, so about 2033 million of them side by side would span a millimetre.
Тепловой диапазон
Нобелий плавится при температуре 1100 K; температура кипения не измерена.
История
The subject of a decade-long discovery dispute between Swedish, American and Soviet teams.
Открытие нобелия стало одним из самых острых споров в науке периода холодной войны. Первое заявление поступило от Нобелевского института в Стокгольме, Швеция, в 1957 году, за ним последовали конкурирующие заявления советских учёных из Дубны и американских исследователей из Беркли, что привело к десятилетней борьбе за приоритет.
В 1957 году шведские физики из Нобелевского института объявили об открытии элемента 102, бомбардируя кюрий-244 ионами углерода-13. Они предложили название «нобелий» в честь Альфреда Нобеля. Однако другие лаборатории не смогли воспроизвести их результаты, и шведская группа в конце концов отозвала свои заявления.
Окончательный синтез был достигнут в 1966 году группой Георгия Флёрова в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, Советский Союз. Учёные успешно создали нобелий-256, бомбардируя уран-238 ионами неона-22, что предоставило убедительные доказательства существования элемента 102.
Международный союз теоретической и прикладной химии наконец разрешил спор в 1992 году, признав советскую группу официальным первооткрывателем. Однако название «нобелий» сохранили из-за его широкого употребления в научной литературе, создав необычную ситуацию, в которой предложившие название не были первооткрывателями.
Спор вокруг нобелия отражал более широкую напряжённость холодной войны в науке, когда с открытиями элементов были связаны национальная гордость и политический престиж. Окончательное решение продемонстрировало способность международного научного сотрудничества преодолевать политические разногласия в поиске истины.
Применение
Нобелий играет важную роль в понимании химии сверхтяжёлых элементов, особенно при изучении поведения электронных орбиталей в условиях чрезвычайно высокого ядерного заряда. Учёные изучают нобелий для проверки предсказаний релятивистских эффектов в тяжёлых атомах и исследования химических связей за пределами традиционных периодических закономерностей.
Исследовательские группы используют нобелий для изучения конца ряда актиноидов и перехода к сверхтяжёлым элементам. Эти исследования помогают определить, где заканчивается заполнение f-орбиталей, и дают представление о закономерностях электронной конфигурации, влияющих на химические свойства элементов 103 и более тяжёлых.
Изотопы нобелия служат превосходными объектами для изучения самопроизвольного деления и цепочек альфа-распада, предоставляя данные, необходимые для понимания пределов ядерной стабильности и предсказания свойств ещё не открытых сверхтяжёлых элементов в теоретическом «острове стабильности».
Физики используют нобелий в экспериментах для проверки квантово-механических расчётов сверхтяжёлых атомов, подтверждая теоретические предсказания о влиянии ядерных оболочек, энергиях связи и оптимальных путях синтеза для создания ещё более тяжёлых элементов.
Исследования нобелия стимулируют развитие сверхчувствительных аналитических методов, включая методы химии одиночных атомов, современную масс-спектрометрию и сложные системы обнаружения излучения, расширяющие границы возможностей ядерной науки.
Применение нобелия исключительно ограничено передовыми лабораториями ядерных исследований, включая GSI в Германии, RIKEN в Японии и Berkeley Lab в США. Эти учреждения используют нобелий для фундаментальных исследований ядерной физики и изучения синтеза сверхтяжёлых элементов.
Исследовательские группы используют нобелий в гамма-спектроскопии и исследованиях радиоактивного распада для измерения точных ядерных свойств, включая спин, чётность и магнитные моменты. Эти измерения предоставляют важные данные для понимания структуры ядерных оболочек сверхтяжёлых элементов.
Учёные проводят передовые химические эксперименты с одиночными атомами нобелия, изучая степени окисления и химическое поведение всего нескольких атомов. Эти эксперименты представляют собой передний край химии, проводимой на абсолютном пределе материаловедения.
Исследования нобелия требуют разработки передовых систем обнаружения, включая позиционно-чувствительные детекторы, системы измерения времени пролёта и современные методы идентификации частиц, совершенствующие технологии ядерного приборостроения для будущих открытий.
Откуда он берётся
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
Нобелий существует только благодаря искусственному синтезу в ускорителях частиц и никогда не обнаруживался в природе на Земле или в спектрах звёзд. Этот сверхтяжёлый элемент представляет собой одно из самых исключительных творений человечества, существующее больше нигде в известной Вселенной.
Учёные создают нобелий, бомбардируя мишени из кюрия или калифорния ионами углерода, кислорода или неона в линейных ускорителях. Первоначальный спорный синтез включал бомбардировку кюрия-244 ядрами углерода-13, хотя убедительное получение элемента не было достигнуто до 1960-х годов.
Наиболее стабильный изотоп нобелия, 259No, имеет период полураспада всего 58 минут, поэтому никакой первичный нобелий не мог сохраниться со времени формирования Земли. Современные синтетические атомы нобелия существуют всего несколько минут, прежде чем распасться на более лёгкие элементы.
Мировое производство нобелия измеряется отдельными атомами на один эксперимент, а общий ежегодный синтез во всём мире, вероятно, составляет всего несколько тысяч атомов. Для синтеза элемента требуются сложные ускорители частиц, редкие материалы мишеней и огромные затраты энергии.
В отличие от элементов, образующихся при нуклеосинтезе в звёздах или взаимодействии космических лучей, нобелий не может образовываться естественным путём из-за чрезвычайно короткого периода полураспада и специфических требований к ядерным реакциям. Он представляет собой вещество, существующее только благодаря вмешательству человеческих технологий.
Обращение
Нобелий радиоактивен. It has no stable isotope — every nucleus decays. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Нобелий — интенсивно радиоактивный синтетический элемент, испускающий опасные альфа-частицы, бета-излучение и гамма-лучи. Даже количества в нанограммах представляют серьёзную опасность для здоровья и требуют обращения в специализированном ядерном учреждении с постоянным радиационным контролем.
Изотопы нобелия подвергаются самопроизвольному делению и альфа-распаду, испуская высокоэнергетическое излучение и нейтроны. Попадание вещества внутрь организма вызвало бы тяжёлое радиационное отравление, повреждение органов и потенциально смертельный радиационный синдром в течение нескольких часов или дней.
Для исследований требуются горячие камеры класса A, роботизированные системы манипуляции и тяжёлая свинцовая защита. Персонал должен находиться на значительном расстоянии от образцов и использовать исключительно инструменты дистанционного обращения. Непрерывный контроль воздуха и возможности экстренной дезактивации обязательны.
Все поверхности, оборудование и материалы, контактирующие с нобелием, становятся радиоактивно загрязнёнными и требуют специальной утилизации как высокоактивные ядерные отходы. Даже микроскопические следы могут создавать устойчивую радиационную опасность в течение нескольких периодов полураспада.
Краткие ответы
Нобелий (symbol No) is element 102 on the periodic table, a актиноид 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 нобелий 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.
Нобелий 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.
Нобелий 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.
Нобелий 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.
Нобелий was discovered in 1958 by Joint Institute for Nuclear Research. It is named after alfred Nobel.
Нобелий does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Нобелий has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.