2. Trọng lượng lớn nhất của actat, trong một quá trình nghiên cứu vào khoảng 0,002 microgram Những phương pháp nào được ứng dụng để nghiên cứu
6.6.2 Tổng hợp các nguyên tố siêu Uran
Các nguyên tố siêu Uran nằm ở vị trí nào trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học?
Mendeleep cho rằng, các ô trống có thể không chỉ nằm ở giữa các nguyên tố đã tìm thấy, mà còn có thể nằm ở cuối bảng tuần hoàn. Và trong cuốn sách “Hóa học cơ
bản” xuất bản lần thứ 2 (năm 1870) Mendeleep đã đưa vào bảng tuần hoàn, trong đó có tính đến vị trí của các nguyên tố chu kì UP.
Sau khi tìm ra Technetium (Tc) người ta hiểu ra rằng, các nguyên tố siêu Uran có thể được tổng hợp nhờ các phản ứng hạt nhân. Quan trọng là tìm ra con đường phân rã Uran phù hợp, để thu được các nguyên tố nặng, thay vì các nguyên tố nhẹ. Vào năm 1940 hai giáo sư người Mỹ Macmillan và Abelson tìm ra nguyên tố phóng xạ mới. Nguyên tố mới này là sản phẩm của quá trình phân rã Uran với bức xạ đặc trưng. Nó được xem là nguyên tố hóa học đầu tiên, không thuộc hệ thống các nguyên tố tự nhiên. Nó được gọi tên là Neptunium theo tên của Hải vương tinh, hành tinh đứng sau Thiên vương tinh trong hệ mặt trời.
Trong qúa trình phân rã β của Neptunium có thể tao thành nguyên tố mới với số hiệu 94. Nó được các nhà vật lý và các nhà hóa phóng xạ Mỹ Glenn Theodore Seaborg, E. M. Macmillan, J. Kennedy và A. Vale tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1094. Nó được gọi tên là Plutonium theo tên hành tinh cuối cùng trong hệ mặt trời – diêm vương tinh. Bốn năm sau các nguyên tố thứ 95 và 96 đã được tìm thấy, và được gọi tên là Americium theo danh dự của Mỹ và Curium để nhớ đến nhà nghiên cứu phóng xạ nổi tiếng – bà Marie Curie. Các nguyên tố này cũng được Seaborg và các đồng nghiệp tổng hợp. Tính chất hóa học của Neptunium, Plutonium, Americium và Curium cũng gần giống với tính chất của Uran và hoàn toàn khác với tính chất của các kim loại bạch kim. Sau đó các nhà khoa học ngày càng nghiêng về quan điểm, rằng Uran và các nguyên tố tiếp sau nó phải tạo thành nhóm đặc biệt, tương tự họ Lanthanide, và sắp xếp trong một hàng riêng của hệ thống tuần hoàn. Và sau một vài năm sau Seaborg và các đồng nghiệp đã tổng hợp thêm các nguyên tố siêu Uran mới – Berkelium (năm 1949) và Kalifornium (năm 1950). Tên của các nguyên tố này được đặt theo tên nơi tìm ra chúng – thành phố Berkeli thuộc bang California. Năm 1951 Seaborg và Macmillan được nhận giải thưởng Nobel vì đã tìm ra các nguyên tố siêu uran. Mặc dù các đồng vị tương đối bền với chu kỳ bán hủy gần một nghìn năm, nhưng các nhà khoa học chỉ được làm việc với một lượng rất nhỏ (vài mg) berkelium và kalifornium. Để thu được mỗi nguyên tố
siêu uran tiếp theo cần phải có nguyên tố siêu uran trước nó – do đó khối lượng nguyên tố cho phép để nghiên cứu giảm nhanh theo chiều tăng số thứ tự các nguyên tố hóa hoc. Nếu như sản lượng hàng năm của neptunium và plutonium tính bằng tấn thì của berkelium và kalifornium tính bằng milligram.
Hai nguyên tố siêu uran tiếp theo được phát hiện hoàn toàn bằng cách khác. Năm 1952 người Mỹ thực hiện thử nghiệm về bom nguyên tử trên đảo Bikini. Tại hiện trường của vụ nổ đã thu thập được các mẫu chất, từ chúng đã tách ra được các nguyên tố thứ 99 – einsteinium và thứ 100 – fermium, gọi tên theo danh dự của Albert Einstein và Enrico Fermi.
Vào năm 1995 từ 1 microgram einsteinium đã thu được nguyên tố mới, được gọi theo danh dự của tác giả bảng hệ thống tuần hòa D. I. Mendeleep. Mendelevium lần đầu tiên được tạo ra trong phòng thí nghiệm của A. Ghiorso và Seaborg với số lượng chỉ có 17 nguyên tử.
Nguyên tố thứ 102 thu được với số lượng vài chục nguyên tử, nhưng để chứng minh sự tạo thành nó, cần phải mất một vài năm. Tổng hợp nguyên tố này được tiến hành bởi các nhà khoa học Thụy điển ở viện Nobel vật lý Stockholm, sau đó ở phòng thí nghiệm Seaborg tại thành phố Berkeley và ở viện liên hợp nghiên cứu hạt nhân ở Dubna dưới sự chỉ đạo của George N. Flerov (1913-1990). Nguyên tố được đặt tên “Nobelium” theo danh dự của Alfred Nobel. Nobelium được cho là tìm thấy năm 1958.
Thành công tìm ra nguyên tố tiếp theo – Lawrencium – thuộc về các nhà khoa học từ Berkeley (năm 1961). Các nhà nghiên cứu của các trung tâm khoa học Dubna và Berkeley đã đồng thời tìm ra nguyên tố thứ 104 (năm 1964), nguyên tố mà hơn 30 năm sau đó được gọi tên rutherford. Có trong tay 12 nguyên tử Rutherford, các nhà vật lý từ Dubna đã chứng minh rằng tính chất của nó tương tự hafnium.
Vào những năm 70 các nhà khoa học từ Dubna và Berkeley đã phát hiện ra nguyên tố thứ 105 – dubna, được gọi theo tên trung tâm hạt nhân Dubna của Nga, ở đây
các nhà nghiên cứu đã tạo ra được 18 nguyên tử dubna, và chứng minh được vị trí của nó ở nhóm V của bảng hệ thống tuần hoàn.
Việc tìm ra các nguyên tố tiếp theo còn khó khăn hơn nhiều – các nhà khoa học gặp phải khó khăn với sự phân rã quá nhanh (tính bằng mili giây) của các đơn vị nguyên tử. Dưới đây chỉ đưa ra tên gọi và ngày tìm ra các nguyên tố: nguyên tố thứ 106 – siborg – tìm ra ở Berkeley vào năm 1974, thứ 107 – bori - ở Darmstadt (Đức) vào năm 1981, thứ 110 – darmtadt - ở Darmtadt vào năm 1994, thứ 111 – pentgen - ở Darmtadt vào năm 1994. Đã có thông tin về việc tìm thấy các nguyên tố thứ 112, 114 và 116, tuy nhiên hiện tại chúng đang được nghiên cứu và chưa được đặt tên.
Phần 7 Hóa học hiện đại
Những thành công của hóa học ở những thập kỷ cuối của thế kỷ XX đã đóng góp rất lớn vào sự tiến bộ khoa học. Đặc biệt các nhà khoa học đã có đạt được những thành tựu to lớn trong lĩnh vực hóa học, dựa trên các phuuwong pháp nghiên cứu mới, hóa dược và hóa học về các hợp chất tự nhiên, lý thuyết và hóa học máy tính, cũng như hóa môi trường.