Химический элемент резерфордий: история открытия, свойства

социальный Проект

Резерфордий

Резерфордий — это химический элемент таблицы Менделеева, который в 1964 году смогли синтезировать советские ученые Объединенного института ядерных исследований в Дубне под руководством непревзойденного физика-ядерщика Георгия Флерова. Это событие стало огромным достижением отечественной науки. 

Сегодня ученые предполагают, что в будущем элемент может стать перспективной заменой для редкоземельного металла гафния. Он применяется в аэрокосмической, ядерной и оптической отраслях для создания сплавов, обладающих высокой прочностью, легкостью и невосприимчивостью к воздействию неблагоприятной среды. Благодаря своим химическим свойствам резерфордий может быть использован и для создания сильных окислителей, столь необходимых в самых разнообразных областях промышленности.

Открытие резерфордия стало поводом для целого ряда исследований по всему свету. Достижение советских ядерщиков послужило началом нового этапа развития мировой науки.

Как создавали новый элемент периодической таблицы

Модель резерфордия
Модель резерфордия. Фото Ahazard.sciencewriter\wikimedia.org

В 1964 году ученые Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне совершили историческое открытие, синтезировав 104-й элемент периодической системы. Этот проект был возглавлен выдающимся советским физиком-ядерщиком Георгием Николаевичем Флеровым.

Для создания этого элемента ученые использовали ядро плутония-242, которое «обстреливали» ядрами неона-22. Как результат, воздействие дало атомы сто четвертого элемента, которые попадали в среду.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Изначально открытый элемент получил название «курчатовий». Название «резерфордий» для нового элемента было принято гораздо позднее, в 1997 году Международным союзом теоретической и прикладной химии в честь выдающегося английского физика Эрнеста Резерфорда. Он был одним из величайших физиков ХХ века, открыл ядерное расщепление и явился первым, кто исследовал внутреннее строение атома. В разные периоды времени резерфордий также назывался уннильквадием и сиборгием, но позже название все же заменили.

Несмотря на то, что 104-й элемент периодической системы был открыт более полувека назад, связанные с ним исследования продолжаются по сей день. Так или иначе, открытие резерфордия позволило ученым получить новые знания о свойствах элементов и создать новые методы их синтеза.

Уникальные химические свойства резерфордия

Портрет физика-ядерщика Флерова на почтовой марке
Портрет физика-ядерщика Флерова на почтовой марке. Фото: wikimedia.org

Одним из ключевых факторов, характеризующих химические свойства резерфордия, является степень окисления (+4). С такой степенью окисления резерфордий способен при повышенных температурах (от 250 до 300 градусов по Цельсию) образовывать летучие соединения — галогениды RfCl4 и RfBr4.

Традиционно их используют в самых разных областях промышленности и науки как сильные окислители и катализаторы.

Важно учесть, что на основе этих же свойств можно разрабатывать новые методы для синтезирования резерфордия. А это чрезвычайно важно, ведь на данный момент большого количества резерфордия нет — он был получен лишь в ультрамалых количествах. Это делает проведение различных исследований и экспериментов с этим элементом чрезвычайно трудоемким и дорогостоящим. В настоящее время ученые работают над созданием усовершенствованных методов синтеза резерфордия и его изотопов, а также изучают свойства и характеристики этого элемента.

Уникальные физические свойства резерфордия

Исследования резерфордия продолжаются, и, возможно, в будущем нас ждут новые грандиозные открытия. Большую надежду ученые возлагают на схожие черты в физических свойствах 104- элемента и редкоземельного металла гафния.

Гафний (Hf) является редким, тугоплавким и коррозионно-стойким металлом, который находит широкое применение в различных отраслях промышленности. Одной из ключевых областей его применения является производство сплавов для аэрокосмической техники. Он используется для создания высокопрочных и легких сплавов, которые не только обеспечивают оптимальные характеристики прочности и жесткости конструкций, но и снижают их вес. Благодаря этому удается увеличить маневренность и скорость летательных аппаратов.

Еще одной важной областью применения металлического гафния является атомная промышленность. Материал обладает высокой коррозионной стойкостью и способен выдерживать высокие температуры, что позволяет использовать его в качестве защитного покрытия для топливных элементов ядерных реакторов. Благодаря этому удается увеличить их срок службы и обеспечить безопасность эксплуатации.

Специальная оптика также является одной из областей применения гафния. Материал используется для создания оптических стекол и линз для микроскопов, лазеров и других приборов. Благодаря высокой показателю преломления и низкой дисперсии света, удается достичь высокой четкости и контрастности изображения.

Основная проблема в том, что гафния крайне мало, вот почему так важно изучать их физическое сходство с резерфордием. Если оно будет подтверждено, а ученые смогут найти способ более легкого получения 104-го элемента, возможно, в будущем он сможет заменить редкий гафний и позволит техническому прогрессу сделать огромный шаг вперед.

Картмаксимум к 100-летию со дня рождения Георгия Николаевича Флёрова
Картмаксимум к 100-летию со дня рождения Георгия Николаевича Флёрова. Фото: wikimedia.org

Мировое значение получения резерфордия

Синтезирование резерфордия, совершенное советскими физиками-ядерщиками во главе с Георгием Флеровым в 1964 году, уникально. Полученный ими 104-й элемент периодической таблицы крайне интересен мировой науке благодаря своим химическим и физическим свойствам. Более того, исследования этого элемента продолжаются, и, возможно, в будущем они станут предтечей грандиозного скачка научно-технического прогресса.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Один из «отцов» резерфордия Георгий Николаевич Флеров, помимо продуктивной научной деятельности, также занимал должность члена общественного художественного совета Театра на Таганке.

Популярные вопросы

Вопрос: Сколько изотопов резерфордия известно к настоящему времени?

Ответ: По последним данным, опубликованным в 2016 году, известно 16 изотопов резерфордия.

Вопрос: Как изначально в СССР назвали резерфордий?

Ответ: Первое название 104-го элемента периодической таблицы — курчатовий. В разные периоды времени его также именовали уннильквадием, а потом сиборгием, но позже название все же заменили. Сегодня он известен как резерфордий.