Положение лантаноидов, актиноидов в периодической системе.Искусственно полученные элементы.

Положение лантаноидов и актиноидов В шестом периоде вслед за лантаном располагаются 14 элементов с порядковыми номерами 58-71, называемых лантаноидами (слово лантаноиды означает «подобные лантану», а актиноиды «подобные актинию»).

У лантана (Z= 57) один электрон поступает на 5d-подуровень, после чего заполнение этого подуровня приостанавливается, а начинает заполняться 4f-уровень, семь орбиталей которого могут быть заняты 14 электронами. Это происходит у атомов всех лантаноидов с Z = Поскольку у этих элементов заполняется глубинный 4f- подуровень третьего снаружи уровня, они обладают весьма близкими химическими свойствами.

В седьмом периоде 14 элементов с порядковыми номерами составляют семейство актиноидов. У актиния и актиноидов заполнение уровней электронами подобно лантану и лантаноидам. Они в своих соединениях проявляют больше различных степеней окисления. Например, степень окисления актиния +3, а урана +3, +4, +5 и +6. Изучение химических свойств актиноидов крайне сложно вследствие неустойчивости их ядер.

Лантаноиды Церий (Се) 58 назван в честь малой планеты Цецера. Металл с высокой реакционной способностью. Наиболее широко распространен из элементов семейства. Применяется в производстве стекол, керамики и сплавов. Празеодим (Рr) 59 (от греч. prasios didymos «зеленый близнец») мягкий ковкий металл. Используется в сплавах для получения постоянных магнитов, в оптических стеклах. Неодим (Nd) 60 (от греч. neos didymos «новый близнец») применяется в сплавах для получения постоянных магнитов, в оптических стеклах и глазури. Сплавы с Ge, Sc, Си и Gd являются основой лазерной техники и производства ЭВМ нового поколения. Прометий (Рт) 61 (от греч. имени Прометей) радиоактивный металл. Применяется в миниатюрных специальных батареях.

Лантаноиды Самарий (Sm) 62 от названия минерала «самарский». Используется для получения постоянных магнитов, органических реагентов, специальных стекол, катализаторов, керамики и в электронике. Европий (Еu) 63 назван в честь Европы. Редкий и наиболее реакционно-способный, мягкий металл. Применяется для изготовления сверхпроводящих пленок. Гадолиний (Gd) 64 назван в честь финского химика Ю. Гадолина. Применяется в производстве магнитов, огнеупоров, в электронике, для нейтронной радиографии, в сплавах для изготовления магнитооптических регистрирующих устройств, в лазерной технике. Тербий (Тb) 65 от названия минерала «иттербита». Встречается реже большинства лантаноидов. Применяется в твердотельных устройствах и лазерах. Диспрозий (Dy) 66 (от греческого dysprositos «получаемый с трудом») реакционноспособный, твердый металл, бурно реагирующий с водой. Применяется в сплавах для изготовления магнитов.

Лантаноиды Гольмий (Но) 67 (от латинского Holmia Стокгольм) применяется для концентрирования шлаков в высоких магнитных полях. Эрбий (Еr) 68 - назван в честь города Иттерби (Швеция). В сплаве с титаном применяется для изготовления стекол, поглощающих ИК-излучение. Тулий (Тт) 69 (назван в честь Thule древнее название Скандинавии) наиболее редкий из лантаноидов, радиоактивен. Применяется иногда в качестве источника радиации в портативном рентгеновском оборудовании. Иттербий (Yb) 70 (назван, как и Тb, от названия минерала «иттербита») находит применение в датчиках нормального напряжения. Лютеций (Lu) 71 (от латинского Lutetia Париж) очень твердый и очень тяжелый редкий металл. Применяется лишь в научных исследованиях.

Актиноиды Торий (Th) 90 (назван по имени Тора скандинавского бога войны) тяжёлый слаборадиоактивный; чистый металл мягок и пластичен, но сплавы могут быть очень твердыми, например, с Mg. Используется в светопреломляющих материалах, ядерных топливных элементах, непроницаемых для газов оболочках. Протактиний (Ра) 91 (от греческого protos первый) содержится в урановом ядерном топливе, в промышленности применяется мало. Уран (U) 92 (назван в честь планеты Уран) ковкий, пластичный металл. Используется как ядерное топливо в реакторах, а изотоп 235 U для создания ядерного оружия.

История синтеза сверхтяжелых элементов В годах профессором Гленном Сиборгом и его коллегами в Радиационной национальной лаборатории (Беркли, США) были синтезированы искусственные элементы с Z= Они были получены в реакциях последовательного захвата нейтронов ядрами изотопа урана 235U в длительных облучениях на мощных ядерных реакторах. Элемент с Z=101 (менделевий) был открыт в 1955 году при облучении ускоренными альфа-частицами. В России в 1957 году для синтеза новых элементов была создана специальная лаборатория в Дубне, которую возглавил член-корреспондент Академии наук СССР Георгий Николаевич Флеров.

С 1960-х годов началась эпоха ускорителей элементарных частиц - циклотронов, эпоха ускорения тяжелых ионов, когда синтез новых элементов стали производить только при взаимодействии двух тяжелых ядер. Пять элементов с Z>101 были получены на ускорителях заряженных частиц (циклотрон Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ; Дубна, СССР) и линейный ускоритель тяжелых ионов "Хайлак" (Беркли, США) в ядерных реакциях с ускоренными тяжелыми ионами. Элементы с атомными номерами, начиная с 105, являются сверхтяжелыми искусственно полученными радиоактивными химическими элементами. Элементы с атомными номерами 104 и далее называются трансактинидными.

104-й элемент был впервые синтезирован в Дубне в 1964 году. Его получила группа ученых Лаборатории ядерных реакций во главе с Флеровым. В 1969 году элемент был получен группой ученых в университете Беркли, Калифорния. В 1997 году элемент получил название резерфордий, символ Rf. 105-й элемент был синтезирован в 1970 году двумя независимыми группами исследователей в Дубне и Беркли (США). Получил название дубний в честь города Дубна, где располагается Объединенный институт ядерных исследований, символ Db. Впервые 106-й элемент был получен в СССР Флеровым с сотрудниками в 1974 году, практически одновременно он был синтезирован в США Гленом Сиборгом с коллегами. В 1997 году Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) утвердил для 106 элемента название сиборгий (в честь Сиборга), символ Sg.

Первые опыты по получению 107-го элемента были выполнены в СССР Юрием Оганесяном с группой ученых в 1976 году. Первые надежные сведения о ядерных свойствах 107 элемента были получены в ФРГ в 1981 и 1989 годах. В 1997 году Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) утвердил для 107 элемента название барий (в честь Нильса Бора), символ Bh. Первые опыты по получению 108-го элемента были выполнены в СССР в годах. Надежные данные о ядерных свойствах 108 элемента были получены в ФРГ в 1984 и 1987 годах. В 1997 году ИЮПАК утвердил для 108 элемента название кассий (по земле Гессен, Германия), символ Hs. Впервые 109-й элемент был получен в ФРГ в 1982 году и подтвержден в 1984 году. В 1994 году ИЮПАК утвердил для 109 элемента название мейтнерий (в честь Лизы Мейтнер), символ Mt.

Более тяжелые элементы - с атомными номерами и самый тяжелый на данный момент 118-й элемент были получены российскими учеными из Объединенного института ядерных исследований в годах. В 2011 году два из них, с номерами 114 и 116, получили официальный статус (Флеровий и Ливерморий). Элемент под номером 114 был впервые синтезирован в декабре 1998 года путем бомбардировки ядрами кальция-48 мишени из плутония-244, а 116 элемент - в июле 2000 года путем бомбардировки ядрами кальция-48 мишени из кюрия-248.

Последний успешный эксперимент по синтезу нового сверхтяжелого элемента был проведен в Лаборатории имени Флерова Объединенного института ядерных исследований в 2010 году, был получен 117-й элемент таблицы Менделеева (Унунсептий). В апреле 2011 года физики из немецкого Центра исследования тяжелых ионов (GSI) в Дармштадте (Гессен) при участии российских коллег начали эксперимент по синтезу нового химического элемента с атомным номером 120.

Положение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева искусственно полученных элементов К 2016 г. известно 119 химических элементов, из них 94 обнаружены в природе (некоторые лишь в следовых количествах), остальные получены искусственно в результате ядерных реакций Первые 112 элементов имеют постоянные названия, остальные временные.