​Со школьных лет Периодическую таблицу химических элементов Дмитрия Менделеева мы помним как самое масштабное наглядное пособие – в кабинете химии она занимала целую стену. Рядом в красивой раме – портрет ее создателя.

Прошлый год был провозглашен Генеральной ассамблеей ООН Международным годом Периодической таблицы химических элементов (International Year of the Periodic Table of Chemical Elements – IYPT2019) – 150 лет назад великий русский ученый Д.И.Менделеев опубликовал ее первый вариант.

Проведение IYPT2019 поддержали более чем 80 национальных академий наук и исследовательских обществ. Открыли Международный год Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО. В России Международный год взял старт 6 февраля на заседании в Президиуме РАН. Событие максимально приблизили к 8 февраля – дню рождения Дмитрия Ивановича и Дню российской науки.

Историки науки считают датой открытия Периодического закона 1 марта 1869 года, когда наш великий соотечественник Д.И.Менделеев завершил работу над исследованием «Опыт системы на основе элементов от их атомного веса и химического сходства». Этому событию предшествовали усилия многих выдающихся исследователей по всему миру, сделавших несколько попыток систематизации химических элементов.

Д.И.Менделеев опубликовал свой первый вариант Периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов». Еще ранее – в феврале того же года – научное извещение о сделанном открытии разослал ведущим химикам мира. Таблица включала все известные в то время химические элементы (61) и была построена так, что химические свойства объяснялись атомным весом. Он также поставил под сомнение атомный вес некоторых уже известных элементов и предсказал, что есть определенные элементы, которые только предстоит обнаружить.

Недавно журнал New Yorker опубликовал статью Неймы Джахроми «Истории, скрытые в Периодической таблице», где отмечен известный факт о том, что «Менделеев точно предсказал существование тогда еще не открытых элементов, таких как галлий и германий, и предсказал их взаимодействие с другими элементами». В статье приводятся также слова Эрика Шерри из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес), считавшего, что «русский химик был главным рассказчиком и по сравнению с Мейером и другими конкурентами более эффективным евангелистом для периодической системы».

Бытовала легенда, что идея системы химических элементов пришла к Менделееву во сне. Однако сам ученый, отвечая однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, сказал: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете, сидел – и вдруг готово».

В начале 1940-х годов после открытия первых искусственных элементов – нептуния и плутония – вопрос о пределах существования элементов и свойствах распада ядер тяжелее урана вызвал исключительный интерес фундаментальной науки к строению материи и характеру ее превращений. Многие десятилетия подобные исследования проводились и проводятся в крупных научных центрах Германии, США, Японии, Франции и Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова Объединенного института ядерных исследований, которая была организована в 1957 году и вскоре оснащена ускорителем тяжелых ионов У-300. Это положило начало новому направлению в ядерной физике – физике тяжелых ионов. Международные союзы чистой и прикладной физики (IUPAP) и химии (IUPAC) признали приоритет Дубны в открытии 102-го и 105-го элементов, совместные с Национальной лабораторией в (Беркли, США) открытия 103-го и 104-го и отметили большой вклад коллектива ОИЯИ в открытии 106-го и 108-го элементов. В 1997 году на Генеральной Ассамблее IUPAC 105-й элемент был назван дубний.

К концу ХХ столетия ученым в Лаборатории ядерных реакций Дубны удалось продвинуться в синтезе сверхтяжелых элементов и понимании проблемы их стабильности. Благодаря достигнутой высокой эффективности ускорения тяжелых ионных пучков и значительному улучшению экспериментальных методов впервые в 2000-2012 годах были синтезированы самые тяжелые (сверхтяжелые) элементы с атомными номерами 113-118.

Для элемента 118 сотрудничающие команды первооткрывателей Объединенного института ядерных исследований (Россия) и Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (США) предложили название oganesson и символ Og. Факт, свидетельствующий о признании новаторской роли их руководителя профессора Юрия Оганесяна в исследовании трансактиноидных элементов. Его многочисленные достижения включают открытие сверхтяжелых элементов, значительные успехи в изучении физики сверхтяжелых ядер, в том числе получение экспериментальных данных о существовании предсказанного теорией «Острова стабильности» сверхтяжелых элементов. («Остров стабильности» – это группа тяжелых нуклидов, расположенных далеко от известной области ядер, время жизни которых дольше, чем у их более легких предшественников. Предполагается, что благодаря этой особенности они могут обладать высокой стабильностью и даже существовать в природе. Согласно теории, изотопы сверхтяжелых элементов, обладающие повышенной стабильностью, образуют на карте нуклидов большую зону в виде острова с вершиной, расположенной вблизи «ядра-долгожителя» с числом протонов Z=110 и нейтронов N=182. – Прим. ред.)

Элемент 118 завершает 7-ю строку Периодической таблицы. Закроет ли он Периодическую таблицу элементов?

«В последние годы ученые создали сверхтяжелые элементы, которые угрожают разбить Периодическую таблицу, – пишет Н.Джахроми. – В 1998 году российские ученые создали новый элемент, который исчез спустя чуть больше секунды. Главный русский охотник за стихиями Ю.Оганесян назвал его в честь своего покойного наставника Г.Флерова. В 2016 году Ю.Оганесян получил и свое имя на атоме. Его элемент, который в настоящее время является последним в таблице Менделеева, был также короткой вспышкой в исследовательском оборудовании. «Такие элементы, как флеровий и оганесон (№114 и №118 соответственно), могут означать «конец химии, какой мы ее знаем», – приводит автор статьи слова Кита Чапмена из английского журнала Chemistry World. Первоначально предполагалось, что таблица описывает строительные блоки природы. Но поскольку охотники за элементами стали их создателями, смысл таблицы изменился. Теперь она описывает, что возможно в дополнение к тому, что просто существует».

Технеций, первый искусственный элемент, все еще используется в лечении рака во всем мире, отмечено в New Yorker. Теоретически более новые элементы могут быть аналогичным образом полезны: например, флеровий размером с горошину «мог бы обеспечить город энергией», если бы его удалось стабилизировать.

В рамках Международного года Периодической таблицы химических элементов в России проведены более пятисот научно-популярных и образовательных мероприятий, цель которых – привлечение внимания к науке и ее достижениям. На закрытии Международного года в МГУ Александр Сергеев, президент РАН, подчеркнул, что главным результатом стало пробужденное в юных умах здорового любопытства к тому, как много значат химические элементы в нашей жизни.

Оценить завершившийся Международный год Периодической таблицы химических элементов для газеты «Поиск» любезно согласился вице-президент РАН академик Алексей Хохлов:

– Проведено много мероприятий, вызвавших очень большой интерес научного сообщества, причем как в России, так и за рубежом. В том числе конференций по органической и неорганической химии, по ряду других областей науки, связанных с Периодической таблицей химических элементов, более чем в 80 странах мира, в 295 городах. Имя российского ученого звучало на выставках нового типа – интерактивных – и открытых уроках, на научных фестивалях и других мероприятиях, проводимых по всему земному шару. Во многих странах были организованы выставки, посвященные Периодической таблице, отмечался вклад в ее создание Д.И.Менделеева. Среди наиболее ярких событий Международного года – Всероссийский фестиваль NAUKA 0+, Всероссийский съезд учителей химии, XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, где приняли участие почти три тысячи исследователей из 40 стан планеты.

Открытие Д.И.Менделеева, его значение для науки получили широкий резонанс, – подчеркнул вице-президент РАН.

Итог года весьма положительный: многие молодые люди заинтересовались химией и другими науками, связанными с периодической системой химических элементов Менделеева.

Алексей Ремович, президент РАН неоднократно высказывал надежду на то, что в 2019 году Периодическая таблица официально на международном уровне получит имя Дмитрия Менделеева. Не получила.

Не соглашусь с вами. То или иное открытие связывается с именем первооткрывателя не в силу изданного кем-то «декрета», этот факт закрепляется мнением научного сообщества. В результате всех мероприятий года стала очевидной ключевая роль Д.И.Менделеева в создании Периодической таблицы химических элементов. Не случайно его портрет помещен на эмблему Года таблицы, которую во многих странах так и зовут – Менделеевской. Главное, что роль Д.И.Менделеева, которая подчеркивалась и в отечественных публикациях на эту тему, и в зарубежных, стала более выпуклой, заметной для молодежи, прежде всего студентов, аспирантов, по всему миру. И в умах людей, интересующихся химией, Периодическая таблица, конечно, ассоциируется прежде всего с именем Д.Менделеева.

Как вы думаете, эту таблицу когда-нибудь заполнят или этот процесс бесконечен, как жизнь?

Есть предсказание о существовании «острова стабильности» при более высоких зарядах атомного ядра. Так что, по крайней мере, до тех пор, пока мы не дойдем до этих значений, таблица Менделеева, думаю, будет расширяться.

Определенно будет расширяться, – продолжил тему академик Ю.Оганесян, научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н.Флерова ОИЯИ.

Ядра могут иметь массу более 300, а количество элементов – более 118. На примере 118-го видно, что у элементов, именуемых сегодня сверхтяжелыми, уже появляются признаки, отличающие их от легких гомологов. Экспериментальные данные здесь, к сожалению, весьма скудны, прежде всего из-за малого их количества и краткого времени жизни. Одно из направлений будущих исследований – изучение атомной структуры и химических свойств уже синтезированных сверхтяжелых элементов. Сложнее организовать изучение их химических свойств даже на новом оборудовании из-за короткого периода полураспада, исчисляемого долями миллисекунды. Пока не видно и принципиальных ограничений для синтеза 119-го и 120-го элементов – начала 8-го периода таблицы. Несмотря на то что некоторые попытки их получения на старых установках совершались, например, в разных лабораториях в реакциях с ионами титана, хрома и даже железа, усилия не увенчались успехом. Но это – дело техники. Сложнее с изучением химических свойств будущих сверхтяжелых элементов, ведь их период полураспада исчисляется долями миллисекунды. Но и здесь особых сюрпризов не ожидается. Надо работать.

То есть выход за пределы 118-го элемента – дело будущего?

Возможно. Мы полагаем, что элемент 122 либо откроет новую, так называемую серию суперактиноидов, включающую еще 33 элемента вплоть до 155-го, либо 122-й элемент и все последующие продолжат 8-й период. Но в этом случае групповое различие элементов будет быстро исчезать или, как говорят ученые, размываться. Так что пока остается только гадать, как может выглядеть химия атомных гигантов за пределами Периодического закона.

Для новых открытий определенно требуется соответствующее оборудование.

Оно теперь есть. С 2012 года мы сильно сократили экспериментальную программу на действующих установках и начали строить новую лабораторию, получившую название ФСЭ – «Фабрика сверхтяжелых элементов». Пока она не имеет аналогов в мире и отражает технический уровень всех этапов работы по получению сверхтяжелых элементов: от создания мишеней из трансурановых элементов до доставки сверхтяжелых нуклидов к экспериментальным физическим и химическим установкам. По выходу на проектный уровень возможности ФСЭ превзойдут существующий уровень в 50-100 раз.

Юрий Цолакович, за 80 лет после открытия нептуния и плутония – первых искусственных элементов – таблица пополнилась еще 24 названиями. Пять самых тяжелых элементов вписаны в нее за последние 7 лет. Запуск ФСЭ спровоцирует «ревизию» Периодического закона?

Вряд ли. В природе сверхтяжелых элементов пока не нашли, и, вероятнее всего, что самых тяжелых не было даже при зарождении Солнечной системы. Однако все 118 известных сегодня науке элементов располагаются в таблице строго соответственно Периодическому закону, сформулированному полтора века назад Д.И.Менделеевым. Лучше всего ответил на этот вопрос сам ученый. «Я думаю, что она (таблица) еще будет меняться, но совсем не уйдет, останется», – говорил он. Как в воду глядел.

Подготовил Андрей СУББОТИН

Похожие новости

  • 29/11/2019

    Итоги Менделеевского Года

    В Москве состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева. В Фундаментальной библиотеке МГУ собралось более тысячи человек: ученые, журналисты, политики, студенты, руководители компаний, ректоры российских и арабских вузов и многие другие.
    762
  • 10/10/2016

    Как реформировать экономику страны на основе четко сформулированных целей химизации?

    ​Нет сейчас цели более актуальной для власти, чем найти способ выхода из глубокого экономического кризиса: численность населения с денежными доходами ниже прожиточного минимума выросла в первом квартале 2016 года по сравнению с предыдущим кварталом почти вдвое.
    1501
  • 11/02/2019

    Российские ученые равняются на Менделеева

    ​В России стартовал Международный год Периодической таблицы химических элементов, с инициа­тивой проведения которого выступили Российская академия наук, Российское химическое общество им. Д.И.Менделеева, Минобрнауки, российские и зарубежные ученые.
    542
  • 17/11/2017

    Химик Александр Кабанов — о своей работе на стыке наук и том, чем организация науки в России отличается от американской

    ​Александр Кабанов — русский и американский химик, специалист в области адресной доставки лекарств, директор центра нанотехнологий для доставки лекарств университета Северной Каролины, создатель лаборатории «Химический дизайн бионаноматериалов» МГУ, член совета по науке Министерства образования и науки РФ, член координационного совета международной Ассоциации русскоязычной академической науки.
    2437
  • 05/08/2016

    Статьи российских химиков опубликованы в высокоцитируемых международных журналах

    ​Согласно данным мониторинга, в июле в высокоцитируемых международных журналах химической направленности было опубликовано 9 статей, посвящённых исследованиям учёных с российскими аффилиациями. Статьи вышли в таких журналах, как Nano Letters, Chemistry of Materials и Journal of the American Chemical Society.
    1388
  • 22/09/2017

    Российским ученым прогнозируют Нобелевскую премию

    Российские ученые впервые за 15 лет попали в список наиболее цитируемых исследователей, который составляет специализирующаяся на наукометрии компания Clarivate Analytics. Этот список служит для того, чтобы прогнозировать, кто из ученых с наибольшей вероятностью получит Нобелевскую премию.
    979
  • 23/10/2016

    Артем Оганов: научный процесс важнее премий

    ​Его называют следующим Нобелевским лауреатом, но он всегда заявляет, что научный процесс важнее премий и прочих форм признания. Ученый, о котором идет речь, стоит у истоков настоящей революции в химии.
    1784
  • 05/09/2019

    В РАН надеются на получение Юрием Оганесяном Нобелевской премии

    Президент Российской академии наук (РАН) Александр Сергеев выразил надежду на то, что в 2019 году, который объявлен ООН годом Периодической таблицы Менделеева, имя создателя таблицы будет присвоено одному из элементов.
    592
  • 05/12/2016

    Как пробиться в высокорейтинговые журналы молодым ученым?

    ​Как молодым ученым пробиться в высокорейтинговые журналы, зачем возвращаться из-за рубежа в Россию и в чем разница в подходах к воспитанию молодых ученых в разных странах, корреспондентам «Indicator.Ru» рассказал Денис Чусов, молодой ученый, руководитель гранта РНФ, соавтор публикаций в ряде международных высокорейтинговых журналов.
    3225
  • 24/10/2019

    Академик Оганесян об учреждении премии имени Менделеева

    ​​​21 октября 2019 года в Париже на 207-й сессии Исполнительного совета ЮНЕСКО было принято решение об учреждении международной премии ЮНЕСКО и России им. Д.И. Менделеева за достижения в области фундаментальных наук.
    529