Химическая география
Периодическая система элементов c флагами стран, где эти элементы были открыты.
Периодическая система элементов c флагами стран, где эти элементы были открыты.
Художник - Царев Юрий Валентинович (1932–1996).
Москва. Издательство "Плакат". 1980 год.
На фото — самая маленькая Периодическая система химических элементов, выполненная методом электронно-лучевой литографии. Этот сувенир, частью которого она является, сотрудники Ноттингемского университета подготовили к визиту Юрия Цолаковича Оганесяна — специалиста в области экспериментальной ядерной физики, создателя сверхтяжелых элементов (один из которых, 118-й оганесон, назван в его честь). Кроме таблицы на микросувенире изображены портреты Д. И. Менделеева и Ю. Ц. Оганесяна.
Размер этой микроскопической Периодической системы — 14×7 микрометров. Размер атомных символов — около 100 нанометров, толщина линий, с помощью которых они отображены, не превышает 30 нанометров. Новая таблица примерно в шесть раз меньше Периодической системы, созданной в том же Ноттингемском университете в 2010 году и внесенной в книгу рекордов Гиннеса как самая маленькая таблица Менделеева. Прежний рекордсмен был выгравирован ионным пучком на волосе профессора Ноттингемского университета Мартина Полякоффа — специалиста по зеленой химии и участника научно-популярного проекта The Periodic Table of Videos (кстати, именно он стал инициатором визита Оганесяна в университет 13 марта 2019 года). Размер таблицы на волосе (см. видео ее создания) составляет 90×46 микрометров (толщина человеческого волоса — от 17 до 181 микрометров). Побить свой собственный рекорд сотрудникам Исследовательского центра нано- и микромасштабных объектов удалось с помощью электронно-лучевой литографии.
Создание микрокартинки разделяется на несколько этапов. Сначала нужно нанести рисунок на полимерную пленку (резист), покрывающую кремниевый кристалл. Делается это с помощью высокоэнергетического пучка электронов диаметром всего несколько нанометров, что позволяет «рисовать» или «писать» очень тонкими линиями. Пучок электронов меняет степень растворимости полимера-резиста в растворителе (его называют проявителем). После нанесения изображения поверхность кристалла очищается от резиста с помощью проявителя, который растворяет те места полимера, которые провзаимодействовали с пучком электронов, оставляя в нем окна — открытые участки кремниевой подложки. Через эти окна и наносится изображение.
Объемные портреты Менделеева и Оганесяна создавали, используя резист на основе полиметилметакрилата. Этот тип резиста формировал трехмерную структуру, параметры которой зависели от продолжительности облучения электронным пучком. Когда форма была готова, портреты на кремниевую подложку переносились методом реактивного ионного травления: химически активная плазма удаляла с кремниевой подложки разное количество атомов кремния в зависимости от толщины и свойств резиста. В результате получились узнаваемые портреты, хотя Дмитрий Иванович здесь больше похож на представителя расы клингонов из вселенной «Звездного пути».
Периодическую систему, расположенную между портретами, получили методом вакуумного напыления. Этот подход похож на трафаретную печать. С помощью электронного пучка в резисте были проделаны отверстия, повторявшие очертания символов химических элементов. Затем на кремний осаждали атомы золота, переведенные в газообразное состояние с помощью термического испарения в вакууме. Атомы золота связывались только с доступной поверхностью кремния — той, над которой не было «защиты» из полимерного резиста. После удаления резиста и очистки кремниевого слоя с буквами и портретами от загрязнений памятный сувенир был готов.
Автор Аркадий Курамшин: https://elementy.ru/kartinka_dnya/849/Samaya_malenkaya_tabli...
Такая Таблица Менделеева висит на кафедре аналитической химии в университете ЮАР. Помимо стандартной информации (обозначение элемента, порядковый номер) почти к каждому элементу прикреплен его оригинал в герметичной колбе и примеры применения в жизни:
Оригинал фото для подробного осмотра здесь: https://ibb.co/Z13b4wg
На момент открытия периодического закона химикам было известно 63 элемента. С тех пор было открыто еще 55 новых химических элементов — в среднем новый химический элемент открывался каждые три года. Однако сам характер таких исследований существенно изменился. С середины ХХ века новые ячейки таблицы заполняются искусственными элементами, синтезированными ускорителями. Главные действующие лица в этом процессе уже не химики, а физики. А так как синтез новых элементов - это высокотехнологичный и дорогостоящий процесс, то в гонке за приоритетом участвуют лишь единицы - крупнейшие лаборатории из России, США, Европы и Японии. Как и в космических исследованиях, здесь есть место элементу геополитического соперничества.
Периодический закон, который был открыт химиком Дмитрием Менделеевым больше не работает. Ему подчиняются лишь первые 111 элементов таблицы. А уже 112-й элемент «копернеций» ведет себя вовсе не так, как предсказывал ученый прошлого.
«На первых порах нам казалось, что периодический закон перестанет работать где-то на 123-м элементе, теперь появились намеки на то, что этот момент уже наступил. Разница небольшая, но ее вполне можно увидеть, и она, как мы считаем, как раз связана с этими релятивистскими эффектами», — руководитель лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований (город Дубна) Юрий Оганесян.
До начала 1960-х годов приоритет в синтезе новых элементов принадлежал Соединенным Штатам. Однако вскоре важным игроком стал Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) в подмосковной Дубне. Элементы со 101-го по 106-е Советские и Американские физики синтезировали почти наперегонки. В конце 1990-х годов ОИЯИ разработал новый метод синтеза на основе ядер кальция-48. Это очень редкий и дорогой изотоп обычного кальция (атомный номер 20) с большим избытком нейтронов. Этот метод позволил российским физикам окончательно оторваться от погони. Их усилиями была полностью заполнена 7-я строка периодической таблицы.
«Обычные сплавы ртути и других металлов распадаются при нагревании до 160 градусов Цельсия, а сплавы с элементом-112 теряют стабильность при нуле градусов. При этом с физической точки зрения различия в поведении электронов у ртути и коперниция крайне малы», — пояснил специалист.
Источник: Telegram-канал "Рубить сплеча"
Обложка труда Д. Менделеева “Попытка химического понимания мирового эфира”
Newnoname, wikimedia.org
О необходимости закрепить официально имя Д.И. Менделева в названии Периодической таблицы химических элементов заявила член-корреспондент РАН Юлия Горбунова 30 января по видеосвязи из Парижа на пресс-конференции в Петербурге, посвященной 150-летию Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева.
Юлия Горбунова, которая является вице-президентом Российского химического общества им. Д.И. Менделеева и членом международного оргкомитета по празднованию года Периодической таблицы химических элементов, отметила, что на сегодняшний день таблица не носит официально имя Менделеева, но во многих странах она так и называется — таблица Менделеева.
В Париже проходит выставка, на которую привезли найденную в документах университета Сент-Эндрюс в Шотландии самую старую из известных таблиц химических элементов, напечатанную в 1885 году. Имя Менделеева стоит в ее названии.
Торжественное открытие года Периодической таблицы химических элементов состоялось 29 января в Париже в штаб-квартире ЮНЕСКО. Инициаторами проведения такого года стали Российское химическое общество имени Д.И. Менделеева, РАН, Министерство образования и науки РФ. Вопрос обсуждался на разных уровнях, и в 2017 году генеральная ассамблея ООН единогласно приняла решение, что 2019 год будет называться годом Периодической таблицы химических элементов.
Как сообщила Горбунова, российские ученые надеются, что результатом года станет официальное признание необходимости присвоить имя Д.И. Менделеева Периодической таблице химических элементов. Практически во всех выступлениях на открытии года, начиная от генерального директора ЮНЕСКО и заканчивая руководителями международных химических, физических, астрономических обществ, спикеры признавали гениальность Менделеева, заслуга которого состояла не только в том, что он смог расположить в таблице известные на тот момент 63 химических элемента, но и предсказал появление новых элементов.
На открытие приехало около тысячи гостей из 80 стран мира. «Вчерашний старт дал начало всенародному празднованию успехов естественных наук по всему миру во всех странах. Эти мероприятия поддерживаются на правительственном уровне», — сказала Горбунова. Она подчеркнула, что периодический закон, открытый Менделеевым, лежит в основе многих наук
В стратегии научно-технического развития в России есть семь приоритетов, и каждый из них связан с химией. Это новые материалы для конструирования, новые виды энергии, новые лекарства и персонализированная медицина, сельское хозяйство, противодействие техногенным угрозам, новые материалы для транспорта.
Мультидисциплинарность события отметила и доктор химических наук, директор Института химии СПбГУ Ирина Балова. Химия стала центральной наукой, связующей многие другие науки. Развиваются биохимия, физическая химия, фармацевтическая химия, медицинская химия и другие передовые направления.
В России в конце декабря 2018 года вышло распоряжение правительства о проведении мероприятий в рамках года Периодической таблицы химических элементов. Комитет по проведению этого года возглавил премьер Дмитрий Медведев. В настоящее время согласован план, предусматривающий более 500 мероприятий, которые будут проходить в разных точках — от маленьких поселков до крупных городов.
Среди мероприятий — конференции, круглые столы, открытые уроки, химический диктант и другие. В том числе, 9–13 сентября 2019 года в Петербурге пройдет XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Кроме этого, на специальном открытом сайте каждый желающий может зарегистрировать свое мероприятие, посвященное году Периодической таблицы химических элементов.
Напомним, что периодическая система химических элементов была открыта великим русским ученым Д.И. Менделеевым в 1869–1871 годах. Самую старую из напечатанных периодических таблиц химических элементов обнаружили в университете Сент-Эндрюс в 2014 году.
Источник: ИА Красная Весна
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Переда вами, вероятно, самая старая из сохранившихся настенных таблиц Менделеева, изданных типографским способом. Она была отпечатана в конце XIX века в Вене и вместе с другими таблицами из этого тиража использовалась в качестве демонстрационного материала для занятий со студентами. Таблица была обнаружена в 2014 году в Сент-Эндрюсском университете и отреставрирована, однако массовый интерес к находке возник только спустя пять лет, когда 2019 год был объявлен годом Периодической таблицы химических элементов.
История находки старейшей аудиторной Периодической системы напоминает сценарий фильма, про который хочется сказать: «Нет, так не бывает, сюжет притянут за уши». В 2014 году сотрудникам химического факультета Сент-Эндрюсского университета (это самый старый шотландский университет и третий в Великобритании) было поручено навести порядок на складе, расположенном под одной из крупных лекционных аудиторий. Распоряжение об уборке появилось после визита пожарной инспекции: по мнению проверяющих, ситуация на складе никоим образом не соответствовала требованиям пожарной безопасности. Дело в том, что с момента постройки нового корпуса университета в 1968 году на складе в случайном порядке копились реактивы, оборудование и принадлежности для лабораторных и демонстрационных экспериментов. Чтобы навести порядок среди всего этого богатства и решиться наконец выкинуть то, что уже точно не будет использоваться, ушло несколько месяцев.
Ближе к окончанию этой эпической уборки участников ждал приятный сюрприз: в глубине склада была найдена стопка наглядных учебных материалов — таблицы и картинки, которые, вероятно, перекочевали на склад из здания, где до 1968 года располагался химический факультет. Среди этих бумаг, некоторые из которых рассыпались от старости, и была обнаружена вышеупомянутая таблица Менделеева.
Реставрация обнаруженной таблицы: сохранившаяся бумага с текстом, отделенная от тканевой основы, замочена в растворе гидрокарбоната магния Mg(HCO3)2. Фото с сайта phys.org
Возраст таблицы и плохие условия хранения сделали свое печальное дело: бумага, на которой были отпечатаны символы химических элементов, стала хрупкой и могла рассыпаться от малейшего прикосновения. Этому способствовала тяжелая основа таблицы из льняной ткани, а также то, что таблица была свернута в рулон. Сент-Эндрюсский университет получил на реставрацию таблицы грант от Британского фонда реставрации рукописей. Ее восстановлением занялся известный в Британии реставратор предметов живописи Ричард Хокс.
Сначала реставраторы удалили с поверхности таблицы грязь и пыль, а также те участки бумаги, которые не подлежали восстановлению. Затем бумажный плакат отделили от льняной основы, промыли в деионизированной воде при нейтральных значениях pH. После промывки водой таблицу обработали раствором гидроксида кальция Ca(OH)2, удалив кислые загрязнения, а затем выдержали в растворе гидрокарбоната магния Mg(HCO3)2, бумага при этом адсорбировала ионы магния, нужные для увеличения ее прочности. На завершающем этапе реставрации утраченные участки бумаги были восстановлены с помощью японской бумаги васи (см. Бруссонетия бумажная и Paper mulberry) и крахмальной пасты.
После реставрации таблица заняла почетное место среди раритетных экспонатов библиотеки университета, а ее копию выставили на всеобщее обозрение на химическом факультете Сент-Эндрюсского университета.
Копия реставрированной Периодической системы на стене химического фаультета Сент-Эндрюсского университета. Фото © Алан Эйткен с сайта chemistryworld.com
Таблица подписана по-немецки: если переводить дословно — «Периодическая зависимость элементов Менделеева». Она похожа на вторую версию Периодической системы, предложенную Дмитрием Ивановичем Менделеевым в 1871 году в книге «Основы химии», но не полностью ей идентична. В свою таблицу 1871 года Менделеев внес несколько еще не открытых химических элементов, предсказав их атомные массы и свойства, и в версии самого Дмитрия Ивановича на месте предсказанных элементов стояли только их атомные веса. В Сент-Эндрюсской таблице же два элемента — скандий (Sc) и галлий (Ga) уже отпечатаны как обнаруженные.
Наиболее известна тройка предсказанных и открытых при жизни Менделеева элементов — экабор (скандий, открыт в 1879 году), экаалюминий (галлий, открыт в 1875 году) и экакремний (германий, открыт в 1886 году). Именно после того, как эти элементы были открыты и их свойства практически совпали с менделеевскими предсказаниями, о Периодической системе перестали говорить как просто о способе систематизации химических элементов. Периодический закон был признан фундаментальным естественнонаучным законом. Исполнение предсказаний Менделеева привело к тому, что Дмитрий Иванович перестал быть просто одним из трех систематизаторов химических элементов и создателей таблицы наряду с Юлиусом Лотаром Мейером и Джоном Александром Ньюлендсом. Открытие галлия, скандия и германия превратило Менделеева в создателя основного закона химии и самого известного русского химика во мире.
Таблица Менделеева, в которой были расставлены химические элементы, имела определенные черты, свойственные и для таблицы Ньюлендса, и для таблицы Мейера. Во всех трех таблицах элементы были расположены в порядке увеличения атомной массы, во всех трех таблицах оставались пустые ячейки, зарезервированные под элементы, которые еще не были открыты. Но, в отличие от коллег, Дмитрий Иванович не просто оставил в своей версии таблицы пустые ячейки — он предсказал атомные массы и свойства еще не открытых элементов. И если первое сообщение о периодическом законе было сделано Менделеевым в марте 1869 года, днем его рождения как фундаментального химического закона скорее стоит считать 1875 год, который показал, что определенные экспериментальным путем свойства открытого галлия близки предсказанным с помощью периодического закона свойствам экаалюминия.
В 1882 году Лондонское королевское общество присудило Менделееву и главному его конкуренту в приоритете открытия периодической системы Лотару Мейеру свои высшие награды — золотые медали Дэви — «За открытие периодических соотношений атомных весов». Однако после открытия германия в 1886 году и Ньюлендс, и Мейер всё реже упоминаются в связи с созданием и периодического закона, и его графического отображения — Периодической системы.
В таблице, обнаруженной в Сент-Эндрюсском университете, скандий и галлий уже приведены как открытые, но германий (клетка без символа элемента, но с атомным весом 72, еще пуста). Это позволяет говорить о том, что таблица отпечатана в период с 1879 по 1886 год (между открытием скандия и германия). Заметим, что еще до открытия германия надпись на немецком языке уже однозначно приписывает авторство систематизации Менделееву. Типографские отметки в левой нижней части таблицы — «Verlag v. Lenoir & Forster, Wien», указывают, что таблица была отпечатана в типографии, специализировавшейся на печати научных материалов, работавшей в Вене с 1875-го по 1888 год. К сожалению, точная дата печати таблицы в типографских отметках не указана.
Счет от поставщика научных полиграфических материалов в Бонне, выставленный профессору Сент-Эндрюсского университета Томасу Перди за приобретение и пересылку настенной Периодической системы. Фото с сайта chemistryworld.com
Маленькое расследование позволило сотрудникам Сент-Эндрюсского университета с большой вероятностью предположить, что найденная таблица появилась в их университете в XIX веке благодаря профессору Томасу Перди (Thomas Purdie), работавшему там с 1884-го по 1908 годы. В архивах университета были найдены детали закупки профессором Перди таблицы у поставщика научных материалов в Бонне. Покупка таблицы вместе с почтовой доставкой обошлась университету не очень дорого — в три марки (эта сумма сегодня эквивалентна примерно 1500 рублям). Собственно говоря, ситуация вполне обычная: профессор, начинающий исследовательскую и преподавательскую работу на новом месте, старается обустроить его, приобретая самое новое для своего времени исследовательское оборудование и самые свежие учебно-методические материалы.
С помощью раритетной таблицы Менделеева можно совершить путешествие во времени. Хотя основные ее очертания напоминают классическую короткопериодную версию Периодической системы, она заметно отличается от нее. Во-первых, некоторые атомные массы, приводимые в таблице, отличаются от привычных для нас значений (например, атомная масса 240 для урана, 125 — для теллура). Уточненные значения атомных масс, которые куда ближе к массам, опубликованным в современных таблицах (238,03 для урана и 127,6 для теллура), были получены немного позже — американским химиком Теодором Уильямом Ричардсом, которому присудили в 1914 году Нобелевскую премию по химии именно за «...точное определение атомных масс большого числа химических элементов...».
Во-вторых, в таблице полностью отсутствуют инертные газы, что, впрочем, и неудивительно. Сообщение об открытии первого инертного газа — аргона — было сделано в 1894 году, через восемь лет после открытия германия. Чуть позже были открыты и другие инертные газы, и из-за их инертности (нульвалентности) Менделеев предложил поместить их в нулевую группу Периодической системы, что и было сделано в последнем прижизненном издании «Основ химии». В привычной для нас восьмой группе инертные газы оказались уже после работ Генри Мозли и Нильса Бора, объяснивших причины периодичности свойств химических элементов повторяемостью электронной конфигурации. Отдельные семейства лантаноидов и актиноидов тоже появились уже в ХХ веке, а в обнаруженной таблице известные на то время лантаноиды и актиноиды (в таблице их два — уран и торий) распределены по группам.
Ну и, наконец, «пасхальное яйцо» для самых внимательных. В шестой группе, восьмом ряду Сент-Эндрюсской таблицы помещен символ Di с атомной массой 145. Это не устаревший символ диспрозия, как кто-то мог подумать, а «элемент» дидим (Didymium) — смесь трудноразделяемых элементов неодима и празеодима, которая с 1839-го по 1885 год считалась индивидуальным химическим элементом. То, что «дидим» представляет собой два элемента, австрийский химик Карл Ауэр фон Вельсбах показал только в 1885 году. Кстати, это обстоятельство позволяет сузить временной интервал, в который таблица была отпечатана, до периода 1879–1885 годов.
В заключение хотелось бы пожелать коллегам быть внимательнее и осторожнее, наводя порядок в помещениях, где долго копятся предметы, ставшие ненужными. Как показывает пример химиков Сент-Эндрюсского университета, во время такой уборки можно найти настоящий раритет.
Фото с сайта gsy.bailiwickexpress.com.
Аркадий Курамшин
http://elementy.ru/kartinka_dnya/814/Stareyshaya_nastennaya_...