Откуда берутся новые химические элементы? Зачем расширять таблицу Менделеева?

Наука и жизньНаука

«Пустые клеточки» таблицы Менделеева

• Откуда берутся новые химические элементы • Существуют ли они в природе • Зачем нужно расширять таблицу Менделеева • Есть ли её предел и что дают новые знания о химических элементах в практическом смысле.

Александр Владимирович Карпов. Тобольск, Музей истории управления Сибирью. Фото Наталии Лесковой

Рассказывает доктор физико-математических наук Александр Карпов, учёный секретарь Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований. Разговор состоялся на фестивале «Менделеевские дни», организованном в феврале 2024 года в честь 190-летия Дмитрия Ивановича Менделеева на его родине, в Тобольске.

Беседу ведёт Наталия Лескова.

— Александр Владимирович, что для вас значит Менделеев?

— Учёным часто приходится рассказывать, чем они занимаются. В таких ситуациях бывает непросто найти ту первую ступень в разговоре, на которой собеседнику должно быть всё знакомо и понятно. Мне как сотруднику Лаборатории ядерных реакций Объединённого института ядерных исследований это сделать легко: говоришь про таблицу Менделеева и про то, что в нашей лаборатории открываются новые элементы, которые наполняют эту таблицу, и более комфортной «первой ступеньки» в разговоре не представить. Чтобы объяснить такие вещи, как, например, бозон Хиггса или теория струн, найти общеизвестную отправную точку сложно. И нужно отыскать своего рода «таблицу Менделеева», чтобы рассказать о том, чем занимаешься.

Конечно, Дмитрий Иванович Менделеев — очень интересная личность. Многогранная! Многоплановая! Не так много людей, которым всегда что-то интересно, а Дмитрий Иванович — из таких, с внутренним мотором, до последних дней заставляющих искать новые задачи, решать научные проблемы. Эта любознательность продлевает жизнь — физическую и умственную, делает людей интересными для окружающих. Такие люди вызывают у меня восхищение, это то, к чему нужно стремиться.

— Как вы думаете, каким образом он додумался до создания такого фундаментального закона? Как ему пришло в голову это сделать?

— Идея витала в воздухе. В то время было очевидно, что химические элементы не просто хаотичный набор каких-то сущностей, а «кирпичики», которые должны укладываться в некую «стену». У разных учёных были попытки, более или менее удачные, разгадать принцип, по которому можно было бы систематизировать элементы, но догадка Менделеева оказалась самой близкой к современному представлению о периодичности свойств химических элементов. Он расположил элементы в соответствии с их атомными весами. Сейчас мы понимаем, что это не совсем верно, правильнее было бы расположить их в соответствии с атомным номером — числом протонов в ядре, но во времена Менделеева не было известно ни ядро, ни то, что в нём находятся протоны, — существовало только понятие атомного веса.

Затем Дмитрий Иванович увидел закономерности повторяемости химических свойств. Так элементы выстроились в периоды и группы. Это групповое сходство стало величайшим открытием, которое дало возможность не только упорядочить существующие элементы, но и оставить пустые клеточки для ещё неизвестных элементов, свойства которых были заранее описаны.

— Откуда он знал, что в пустых клеточках обязательно появятся новые элементы?

— Очевидно, что плохая теория не объясняет ничего. Хорошая теория объясняет то, что мы наблюдаем. А великая — та, которая не только объясняет известные факты, но и предсказывает то, что в настоящее время неизвестно. И пустые клеточки были заполнены ещё при жизни Дмитрия Ивановича. Менделеев сформулировал фундаментальный закон, закон природы.

Кстати, в западном мире эту таблицу не называют «таблицей Менделеева», но ассоциируют именно с именем Дмитрия Ивановича. Год 150-летия открытия периодического закона (2019 год. — Прим. ред.) был объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Дата праздновалась во всём мире, на эмблеме был Менделеев, и все мероприятия проходили под его именем.

— Когда французский химик Лекок де Буабодран открыл галлий, Менделеев написал ему письмо, что он неправильно посчитал плотность. Тот удивился, пересчитал — и оказалось, что Менделеев прав...

— В этом свойство периодичности — он видел, как изменяются физико-химические свойства элементов и довольно точно предсказал свойства ещё неизвестных элементов, которые и помогли найти эти элементы. Открыли галлий, и вскоре германий.

— Многие новые элементы появляются и сейчас, и вы, в частности, этим занимаетесь. Откуда они берутся? Ведь их может и не быть в природе?

— Часть из них, безусловно, есть в природе. Мы с вами находимся на Земле, в Солнечной системе, возраст которой четыре с половиной миллиарда лет. И, по счастью для нас с вами как людей и по несчастью как для исследователей, мы находимся очень далеко от тех катастрофических событий во Вселенной, в которых рождаются элементы. Мы удалены на десятки тысяч световых лет от этих мест, и поэтому на Земле очень трудно обнаружить тяжелейшие элементы, что могли бы прилететь из космоса.

В основном учёные находят те элементы, которые были когда-то на Земле и сохранились до наших дней. Это возможно, только если ядра стабильны, либо если времена их жизни сравнимы с возрастом Земли — четыре с половиной миллиарда лет. Например, уран, несмотря на свою радиоактивность, считается долгоживущим, период его полураспада — миллиарды лет. Все элементы тяжелее урана живут меньше, и хотя некоторые из них — миллионы и десятки миллионов лет, но и этот срок несравним с возрастом нашей планеты, поэтому трансурановые элементы просто не сохранились, не дожили до наших дней, по крайней мере, в значимых весовых количествах.

— То есть элементы, которые были, но теперь их нет?

— Да. Уран считается самым тяжёлым элементом в природе. Это не совсем верно, но так принято говорить. Начало пути поиска трансурановых элементов — это воссоздание тех условий, которые существовали миллиарды лет назад, или тех, что существуют во Вселенной за десятки и сотни тысяч световых лет от нас. Когда мы говорим о самых тяжёлых элементах, здесь, действительно, встаёт вопрос: есть ли они в природе, могут ли они образовываться, и если образуются, то где?

Современная таблица Д. И. Менделеева. ОИЯИ имеет приоритет по открытию элементов 102—105, 107 и 114—118.

— А почему нужно искать там, где тяжелее?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

За и против За и против

Друзья и враги Симона Петлюры иногда переходили из одного стана в другой

Дилетант
Стоит только начать Стоит только начать

Советы для тех, кому лень заниматься спортом или всегда некогда

Лиза
Тёмное зазеркалье Тёмное зазеркалье

Рядом с нами может существовать параллельный зеркальный мир, названный теневым

Наука и жизнь
Что сказать при расставании: 6 фраз, которые смягчат душевную боль партнера Что сказать при расставании: 6 фраз, которые смягчат душевную боль партнера

Почему так важно правильно расставаться и как сделать это экологично?

Psychologies
Про напиток из цикория Про напиток из цикория

Есть время и место для кофе и есть время и место для цикория

Наука и жизнь
Отцы атомной бомбы: 5 ученых, стоящих за созданием самого разрушительного оружия Отцы атомной бомбы: 5 ученых, стоящих за созданием самого разрушительного оружия

Кто создавал ядерное оружие?

ТехИнсайдер
Стрельцы: преступление и наказание Стрельцы: преступление и наказание

Стрелецкий бунт 1698 года: «усердие в усмирении» достигало высот заоблачных

Дилетант
10 цитат Дональда Вудса Винникотта, которые помогут определить, достаточно ли вы хорошая мать 10 цитат Дональда Вудса Винникотта, которые помогут определить, достаточно ли вы хорошая мать

Как понять,справляетесь ли вы с заботой о детях

Psychologies
Россия «в состоянии крайней слабости» Россия «в состоянии крайней слабости»

Положение «белой России» в 1919 году выглядело крайне уязвимым

Дилетант
Клуб добряков Клуб добряков

История женщины, которая справилась с потерями и теперь вдохновляет других

Новый очаг
Как провести дофаминовый детокс: 3 основных правила Как провести дофаминовый детокс: 3 основных правила

Как сделать дофаминовый детокс? Давайте разбираться с психологом

Psychologies
Экстремальная глажка и вышивка по металлу: 10 самых странных хобби в мире Экстремальная глажка и вышивка по металлу: 10 самых странных хобби в мире

Рассказываем о 10 самых странных увлечениях на свете

ТехИнсайдер
10 автомобилей, внешность которых безнадежно испортили дизайнеры 10 автомобилей, внешность которых безнадежно испортили дизайнеры

Десять автомобилей, которые с треском провалились в дизайнерском развитии

Maxim
Демоны, ставшие ангелами. Как люди искусства боролись с депрессией Демоны, ставшие ангелами. Как люди искусства боролись с депрессией

О том, как творческие люди давали отпор депрессии благодаря своему творчеству

СНОБ
Почему дергается глаз Почему дергается глаз

Подергивание глаз: частые и неочевидные причины

Лиза
ТОП-5 самых известных корейских автобрендов и их первые модели ТОП-5 самых известных корейских автобрендов и их первые модели

На мировом уровне корейский автопром заявил о себе лишь пару десятилетий назад

РБК
Жизнь по 102-й горизонтали Жизнь по 102-й горизонтали

Как живет один из самых необычных заповедников России?

Наука и жизнь
Грустный «Космонавт»: как паук помогает Адаму Сэндлеру справиться с кризисом в браке Грустный «Космонавт»: как паук помогает Адаму Сэндлеру справиться с кризисом в браке

Научная фантастика «Космонавт» про грустного Адама Сэндлера в космосе

Forbes
Подводный робот на колесах обработает подводные сооружения антикоррозионным составом Подводный робот на колесах обработает подводные сооружения антикоррозионным составом

Инженеры разработали подводный робот Crawfish

N+1
Синтезатор случайностей и ошибок Синтезатор случайностей и ошибок

Дмитрий Морозов (::vtol::): звук как открытое произведение

Weekend
4 самых полезных продукта русской кухни 4 самых полезных продукта русской кухни

Солянка, разносолы, творог и каши: русские блюда, полезные для здоровья

Maxim
Очень старые деньги Очень старые деньги

Какими были доходы и расходы древних римлян?

Men Today
Вот что нужно знать, если вы хотите начать медитировать! Простые советы экспертов Вот что нужно знать, если вы хотите начать медитировать! Простые советы экспертов

Самым большим препятствием на пути к практике медитации является начало

ТехИнсайдер
Господин фикус Господин фикус

Приметы и суеверия, связанные с популярным комнатным растением

Лиза
Как правильно ездить на электросамокате в 2024 году: номера, карточки и новые штрафы Как правильно ездить на электросамокате в 2024 году: номера, карточки и новые штрафы

Электросамокаты, гироскутеры, моноколеса и иже с ними впервые добавили в ПДД

Maxim
Когда это закончится? Когда это закончится?

Жителям Польши дольше других пришлось ждать, чем кончится схватка

Дилетант
Сборная Грузии пробилась на Евро-2024. Вспоминаем лучших игроков в истории грузинского футбола Сборная Грузии пробилась на Евро-2024. Вспоминаем лучших игроков в истории грузинского футбола

Величайшие футболисты-грузины — от Месхи до Хвичи

СНОБ
Экологичный бежевый Экологичный бежевый

Японская сдержанность и скандинавская практичность в интерьере дома на склоне

Идеи Вашего Дома
Что это такое принцип Парето и как его применять Что это такое принцип Парето и как его применять

Оказывается, что 80% результата можно обеспечить 20% усилий

РБК
Искусственный интеллект смог создать «идеальное» пиво Искусственный интеллект смог создать «идеальное» пиво

ИИ доработал состав пенного напитка, который смог поразить дегустаторов-людей

ТехИнсайдер
Открыть в приложении