Как нашли химические элементы

Глубокая древность[править | править код]

• Медь
• Серебро
• Золото
• Свинец
• Олово
• Железо
• Углерод

До нашей эры[править | править код]

• Сурьма — ранее 3000 до н. э.
• Ртуть — ранее 1500 до н. э.
• Цинк — 1300—1000 до н. э.
• Сера — примерно VI век до н. э.

Средние века/Начало Нового времени[править | править код]

Элемент	Год	Кто открыл	Страна
Мышьяк	~1250 год	Альберт Великий	Германия
Висмут	не позже 1546 года	Георгий Агрикола
Фосфор	1669	Хенниг Бранд

XVIII век[править | править код]

Элемент	Год	Кто открыл	Страна
Кобальт	1735	Г. Брандт	Швеция
Платина	А. де Ульоа	Испания
Никель	1751	А. Кронштедт	Швеция
Водород	1766	Г. Кавендиш	Великобритания
Азот	1772	Д. Резерфорд
Кислород	1774	Дж. Пристли
Марганец	К. Шееле, Ю. Ган	Швеция
Хлор	К. Шееле
Барий	К. Шееле, Ю. Ган
Молибден	1778	К. Шееле
Вольфрам	1781
Теллур	1782	Ф. Мюллер	Габсбургская монархия
Уран	1789	М. Г. Клапрот	Германия
Цирконий
Стронций	1790	А. Кроуфорд, М. Г. Клапрот	Великобритания
Иттрий	1794	Ю. Гадолин	Финляндия (в составе Шведского королевства)
Титан	1795	М. Г. Клапрот	Германия
Хром	1797	Л. Воклен	Франция
Бериллий	1798

XIX век[править | править код]

Элемент	Год	Кто открыл	Страна
Ниобий	1801	Ч. Хэтчетт	Великобритания
Тантал	1802	А. Экеберг	Швеция
Палладий	1803	У. Волластон	Великобритания
Церий	Й. Берцелиус, В. Хизингер и М. Г. Клапрот	Швеция и Германия
Иридий	1804	C. Теннант	Великобритания
Осмий
Родий	У. Волластон
Натрий	1807	Г. Дэви
Калий
Бор	1808	Ж. Гей-Люссак, Л. Тенар	Франция
Кальций	Г. Дэви	Великобритания
Магний
Иод	1811	Б. Куртуа	Франция
Кадмий	1817	Ф. Штромейер	Германия
Селен	Й. Берцелиус	Швеция
Литий	И. Арфведсон
Кремний	1823	Й. Берцелиус
Алюминий	1825	X. Эрстед	Дания
Бром	1826	А. Балар	Франция
Торий	1828	Й. Берцелиус	Швеция
Ванадий	1830	Н. Сефстрём
Лантан	1839	К. Мосандер
Эрбий	1843
Тербий
Рутений	1844	К. К. Клаус	Россия (Казань)
Рубидий	1861	Р. Бунзен, Г. Кирхгоф	Германия
Цезий
Таллий	У. Крукс	Великобритания
Индий	1863	Ф. Райх, Т. Рихтер	Германия
Галлий	1875	П. Лекок де Буабодран	Франция
Иттербий	1878	Ж. Мариньяк	Швейцария
Тулий	1879	П. Клеве	Швеция
Самарий	П. Лекок де Буабодран	Франция
Гольмий	П. Клеве	Швеция
Скандий	Л. Нильсон
Празеодим	1885	К. Ауэр фон Вельсбах	Австро-Венгрия
Неодим	К. Ауэр фон Вельсбах
Фтор	1886	А. Муассан	Франция
Германий	К. Винклер	Германия
Гадолиний	П. Лекок де Буабодран	Франция
Диспрозий
Аргон	1894	У. Рамзай, Дж. Рэлей	Великобритания
Гелий	1895	У. Рамзай, У. Крукс
Неон	1898	У. Рамзай, М. Траверс
Ксенон
Криптон
Полоний	П. Кюри, М. Склодовская-Кюри	Франция
Радий	П. Кюри, М. Склодовская-Кюри, Г. Бемон
Радон	1899	Р. Оуэнс, Э. Резерфорд	Великобритания
Актиний	А. Дебьерн	Франция

XX век[править | править код]

Элемент	Год	Кто открыл	Страна
Европий	1901	Э. Демарсе	Франция
Лютеций	1907	Ж. Урбен
Протактиний	1918	О. Ган, Л. Мейтнер; Ф. Содди, Дж. Кранстон	Германия
Гафний	1923	Д. Костер, Д. Хевеши	Дания
Рений	1927	И. Ноддак (Такке), В. Ноддак	Германия
Технеций	1937	К. Перье, Э. Сегре	США и Италия
Франций	1939	М. Перей	Франция
Астат	1940	Д. Корсон, К. Р. Маккензи, Э. Сегре	США
Нептуний	Э. Макмиллан, Ф. Х. Эйблсон, Калифорнийский университет
Плутоний	1941	Г. Сиборг, А. Валь, Дж. В. Кеннеди[en], Э. Сегре
Америций	1944	Г. Сиборг
Кюрий
Прометий	1945	Дж. А. Маринский
Берклий	1949	А. Гиорсо, Г. Сиборг, Stanley G. Thompson, Kenneth Street Jr.
Калифорний	1950
Эйнштейний	1952	Аргоннская национальная лаборатория, Лос-Аламосская национальная лаборатория и Калифорнийский университет
Фермий	1953
Менделевий	1955	А. Гиорсо, Evans G. Valens
Нобелий	1965	Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ)	СССР (Дубна)
Лоуренсий	LBNL и ОИЯИ	США и СССР (Дубна)
Резерфордий	1964
Дубний	1968
Сиборгий	1974	LBNL, LLNL	США
Борий	1981	GSI и ОИЯИ	Германия и СССР (Дубна)
Мейтнерий	1982	П. Амбрустер и Г. Мюнценберг, GSI	Германия
Хассий	1984	П. Амбрустер и Г. Мюнценберг, GSI
Дармштадтий	1994	С. Хофманн, В. Нинов, Ф. П. Хессбергер, П. Армбрустер, Х. Фолгер, Г. Мюнценберг, Х. Шотт
Рентгений	S. Hofmann, V. Ninov и др., GSI
Коперниций	1996
Флеровий	1999	ОИЯИ	Россия (Дубна)
Ливерморий	2000

XXI век[править | править код]

Элемент	Год	Кто открыл	Страна
Оганесон	2002	ОИЯИ	Россия (Дубна)
Нихоний	2003	ОИЯИ и RIKEN	Россия (Дубна) и Япония
Московий	ОИЯИ	Россия (Дубна)
Теннессин	2010

График[править | править код]

Таблица[править | править код]

Химические элементы по времени открытия
H		He
Li	Be		B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg		Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca		Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr		Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
Значение цветов:      до 1500 года (13 элементов): Древний мир и Средневековье.      1500—1800 годы (+21 элемент): открытия эпохи Просвещения.      1800—1849 годы (+24 элемента): революции научная и промышленная.      1850—1899 годы (+26 элементов): импульс открытиям придало развитие спектроскопии.      1900—1949 годы (+13 элементов): импульс от квантовой теории атома и квантовой механики.      1950—1999 годы (+16 элементов): открытия после начала использования атомной энергии, номера элементов от 98 и выше, синтез на ускорителях.      2000 год — н. в. (+5 элементов): недавний ядерный синтез.

См. также[править | править код]

• Синтезированные химические элементы
• История химии
• Хронология химии

Литература[править | править код]

• Трифонов Д. Н., Трифонов В. Д. Как были открыты химические элементы: Пособие для учащихся. — М.: Просвещение, 1980. — 224 с.
• Фигуровский Н. А. Открытие элементов и происхождение их названий. — М.: Наука, 1970. — 207 с.

Z Element Observed or predicted Isolated (widely known) Notes By By   27 Cobalt 1735 G. Brandt 1735 G. Brandt Proved that the blue color of glass is due to a new kind of metal and not bismuth as thought previously.^[43] 28 Nickel 1751 F. Cronstedt 1751 F. Cronstedt Found by attempting to extract copper from the mineral known as fake copper (now known as niccolite).^[44] 12 Magnesium 1755 J. Black 1808 H. Davy Joseph Black observed that magnesia alba (MgO) was not quicklime (CaO) in 1755; until then both substances were confused. Davy isolated the metal electrochemically from magnesia.^[45] 20 Calcium 1755 J. Black 1808 H. Davy Joseph Black observed that magnesia alba (MgO) was not quicklime (CaO) in 1755; until then both substances were confused. Davy isolated the metal by electrolysis of quicklime.^[46] 13 Aluminium 1756 A. S. Marggraf 1824 H.C.Ørsted In 1746, Johann Heinrich Pott published a treatise distinguishing alum from lime and chalk, and Marggraf precipitated the new earth alumina in 1756.^[5] Antoine Lavoisier predicted in 1787 that alumina is the oxide of an undiscovered element, and in 1808 Davy tried to decompose it. Although he failed, he proved Lavoisier correct and suggested the present name.^[47][48] Hans Christian Ørsted was the first to isolate metallic aluminium in 1824.^[49][50] 11 Sodium 1758 A. S. Marggraf 1807 H. Davy Andreas Sigismund Marggraf recognised the difference between soda ash and potash in 1758, but not all chemists accepted his conclusion. In 1797, Martin Heinrich Klaproth suggested the names natron and kali for the two alkalis (whence the symbols). Davy isolated sodium metal a few days after potassium, by using electrolysis on sodium hydroxide.^[46] 19 Potassium 1758 A. S. Marggraf 1807 H. Davy Andreas Sigismund Marggraf recognised the difference between soda ash and potash in 1758, but not all chemists accepted his conclusion. In 1797, Martin Heinrich Klaproth suggested the names natron and kali for the two alkalis (whence the symbols). Davy isolated potassium metal by using electrolysis on potash.^[51] 1 Hydrogen 1766 H. Cavendish 1766 H. Cavendish Cavendish was the first to distinguish H
₂ from other gases,^[52] although Paracelsus around 1500, Robert Boyle,^[53][54] and Joseph Priestley had observed its production by reacting strong acids with metals. Lavoisier named it in 1783.^[55][56] It was the first elemental gas known. 9 Fluorine 1771 W. Scheele 1886 H. Moissan Scheele studied fluorspar and correctly concluded it to be the lime (calcium) salt of an acid.^[57] Radical fluorique appears on the list of elements in Lavoisier’s Traité Élémentaire de Chimie from 1789, but radical muriatique also appears instead of chlorine.^[58] André-Marie Ampère again predicted in 1810 that hydrofluoric acid contained an element analogous to chlorine, and between 1812 and 1886 many researchers tried to obtain it. It was eventually isolated by Moissan.^[59] 8 Oxygen 1771 W. Scheele 1771 W. Scheele Scheele obtained it by heating mercuric oxide and nitrates in 1771, but did not publish his findings until 1777. Joseph Priestley also prepared this new air by 1774, but only Lavoisier recognized it as a true element; he named it in 1777.^[60][61] Before him, Sendivogius had produced oxygen by heating saltpetre, correctly identifying it as the “food of life”.^[62] 7 Nitrogen 1772 D. Rutherford 1772 D. Rutherford Rutherford discovered nitrogen while studying at the University of Edinburgh.^[63] He showed that the air in which animals had breathed, even after removal of the exhaled carbon dioxide, was no longer able to burn a candle. Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, and Joseph Priestley also studied the element at about the same time, and Lavoisier named it in 1775–6.^[64] 56 Barium 1772 W. Scheele 1808 H. Davy Scheele distinguished a new earth (BaO) in pyrolusite in 1772. He did not name his discovery; Guyton de Morveau suggested barote in 1782.^[5] It was changed to baryte in the Méthode de nomenclature chimique of Louis-Bernard Guyton de Morveau, Antoine Lavoisier, Claude Louis Berthollet, and Antoine François, comte de Fourcroy (1787). Davy isolated the metal by electrolysis.^[65] 17 Chlorine 1774 W. Scheele 1774 W. Scheele Obtained it from hydrochloric acid, but thought it was an oxide. Only in 1808 did Humphry Davy recognize it as an element.^[66][67] 25 Manganese 1774 W. Scheele 1774 G. Gahn Distinguished pyrolusite as the calx of a new metal. Ignatius Gottfred Kaim is sometimes listed as also having discovered the new metal in 1770, as did Scheele in 1774. It was isolated by reduction of manganese dioxide with carbon.^[68] 42 Molybdenum 1778 W. Scheele 1781 J. Hjelm Scheele recognised the metal as a constituent of molybdena.^[69] 74 Tungsten 1781 W. Scheele 1783 J. and F. Elhuyar Scheele showed that scheelite (then called tungsten) was a salt of calcium with a new acid, which he called tungstic acid. The Elhuyars obtained tungstic acid from wolframite and reduced it with charcoal, naming the element “volfram”.^[5][70] Since that time both names, tungsten and wolfram, have been used depending on language.^[5] In 1949 IUPAC made wolfram the scientific name, but this was repealed after protest in 1951 in favour of recognising both names pending a further review (which never materialised). Currently only tungsten is recognised for use in English.^[67] 52 Tellurium 1782 F.-J.M. von Reichenstein 1798 H. Klaproth Muller observed it as an impurity in gold ores from Transylvania.^[71] Klaproth isolated it in 1798.^[67] 38 Strontium 1787 W. Cruikshank 1808 H. Davy W. Cruikshank in 1787 and Adair Crawford in 1790 concluded that strontianite contained a new earth. It was eventually isolated electrochemically in 1808 by Davy.^[72] 5 Boron 1787 L. Guyton de Morveau, A. Lavoisier, C. L. Berthollet, and A. de Fourcroy 1808 H. Davy In 1787, radical boracique appeared in the Méthode de nomenclature chimique of Louis-Bernard Guyton de Morveau, Antoine Lavoisier, Claude Louis Berthollet, and Antoine François, comte de Fourcroy.^[5] It also appears in Lavoisier’s Traité Élémentaire de Chimie from 1789.^[58] On June 21, 1808, Lussac and Thénard announced a new element in sedative salt, Davy announced the isolation of a new substance from boracic acid on June 30.^[73] Davy then prepared a pure sample via electrolysis.^[67] 14 Silicon 1789 A. Lavoisier 1823 J. Berzelius Silica appears as a “simple earth” in the Méthode de nomenclature chimique, and in 1789 Lavoisier concluded that the element must exist.^[5] Davy thought in 1800 that silica was a compound, not an element, and in 1808 he proved this although he could not isolate the element, and suggested the present name.^[74][75] In 1811 Louis-Joseph Gay-Lussac and Louis-Jacques Thénard probably prepared impure silicon,^[76] and Berzelius obtained the pure element in 1823.^[77] 1789 A. Lavoisier Lavoisier writes the first modern list of chemical elements – containing 33 elements including light and heat but omitting Na, K (he was unsure of whether soda and potash without carbonic acid, i.e. Na₂O and K₂O, are simple substances or compounds like NH₃),^[78] Sr, Te; some elements were listed in the table as unextracted “radicals” (Cl, F, B) or as oxides (Ca, Mg, Ba, Al, Si).^[58] He also redefines the term “element”. Until then, no metals except mercury were considered elements. 40 Zirconium 1789 H. Klaproth 1824 J. Berzelius Martin Heinrich Klaproth identified a new oxide in zircon in 1789,^[79][80] and in 1808 Davy showed that this oxide has a metallic base although he could not isolate it.^[81][82] 92 Uranium 1789 H. Klaproth 1841 E.-M. Péligot Klaproth mistakenly identified a uranium oxide obtained from pitchblende as the element itself and named it after the recently discovered planet Uranus.^[83][84] 22 Titanium 1791 W. Gregor 1825 J. Berzelius Gregor found an oxide of a new metal in ilmenite; Klaproth independently discovered the element in rutile in 1795 and named it. The pure metallic form was only obtained in 1910 by Matthew A. Hunter.^[85][86] 39 Yttrium 1794 J. Gadolin 1843 H. Rose Johan Gadolin discovered the earth in gadolinite in 1794, but Mosander showed later that its ore, yttria, contained more elements.^[87][88] In 1808, Davy showed that yttria is a metallic oxide, although he could not isolate the metal.^[89][90] Wöhler mistakenly thought he had isolated the metal in 1828 from a volatile chloride he supposed to be yttrium chloride,^[91][92] but Rose proved otherwise in 1843 and correctly isolated the element himself that year. 24 Chromium 1797 N. Vauquelin 1798 N. Vauquelin Vauquelin analysed the composition of crocoite ore in 1797, and later isolated the metal by heating the oxide in a charcoal oven.^[5][93][94] 4 Beryllium 1798 N. Vauquelin 1828 F. Wöhler and A. Bussy Vauquelin discovered the oxide in beryl and emerald in 1798, and in 1808 Davy showed that this oxide has a metallic base although he could not isolate it.^[95][96] Vauquelin was uncertain about the name to give to the oxide: in 1798 he called it la terre du beril, but the journal editors named it glucine after the sweet taste of beryllium compounds (which are highly toxic). Johann Heinrich Friedrich Link proposed in 1799 to change the name from Glucine to Beryllerde or Berylline (because glucine resembled glycine), a suggestion taken up by Klaproth in 1800 in the form beryllina. Klaproth had independently worked on beryl and emerald and likewise concluded that a new element was present. The name beryllium for the element was first used by Wöhler upon its isolation (Davy used the name glucium). Both names beryllium and glucinium were used (the latter mostly in France) until IUPAC decided on the name beryllium in 1949.^[5] 23 Vanadium 1801 A. M. del Río 1867 H.E.Roscoe Andrés Manuel del Río found the metal (calling it erythronium) in vanadinite in 1801, but the claim was rejected after Hippolyte Victor Collet-Descotils dismissed it as chromium based on erroneous and superficial testing.^[97] Nils Gabriel Sefström rediscovered the element in 1830 and named it vanadium. Friedrich Wöhler then showed that vanadium was identical to erythronium and thus that del Río had been right in the first place.^[98][99] Del Río then argued passionately that his old claim be recognised, but the element kept the name vanadium.^[99] 41 Niobium 1801 C. Hatchett 1864 W. Blomstrand Hatchett found the element in columbite ore and named it columbium. In 1809, W. H. Wollaston claimed that columbium and tantalum are identical, which proved to be false.^[67] Heinrich Rose proved in 1844 that the element is distinct from tantalum, and renamed it niobium. American scientists generally used the name columbium, while European ones used niobium. Niobium was officially accepted by IUPAC in 1949.^[100] 73 Tantalum 1802 G. Ekeberg Ekeberg found another element in minerals similar to columbite, and named it after Tantalus from Greek mythology because of its inability to be dissolved by acids (just as Tantalus was tantalised by water that receded when he tried to drink it).^[67] In 1809, W. H. Wollaston claimed that columbium and tantalum are identical, which proved to be false.^[67] In 1844, Heinrich Rose proved that the elements were distinct and renamed columbium to niobium (Niobe is the daughter of Tantalus).^[101] 46 Palladium 1802 W. H. Wollaston 1802 W. H. Wollaston Wollaston discovered it in samples of platinum from South America, but did not publish his results immediately. He had intended to name it after the newly discovered asteroid, Ceres, but by the time he published his results in 1804, cerium had taken that name. Wollaston named it after the more recently discovered asteroid Pallas.^[102] 58 Cerium 1803 H. Klaproth, J. Berzelius, and W. Hisinger 1838 G. Mosander Berzelius and Hisinger discovered the element in ceria and named it after the newly discovered asteroid (then considered a planet), Ceres. Klaproth discovered it simultaneously and independently in some tantalum samples. Mosander proved later that the samples of all three researchers had at least another element in them, lanthanum.^[103] 76 Osmium 1803 S. Tennant 1803 S. Tennant Tennant had been working on samples of South American platinum in parallel with Wollaston and discovered two new elements, which he named osmium and iridium.^[104] 77 Iridium 1803 S. Tennant and H.-V. Collet-Descotils 1803 S. Tennant Tennant had been working on samples of South American platinum in parallel with Wollaston and discovered two new elements, which he named osmium and iridium, and published the iridium results in 1804.^[105] Collet-Descotils also found iridium the same year, but not osmium.^[67] 45 Rhodium 1804 H. Wollaston 1804 H. Wollaston Wollaston discovered and isolated it from crude platinum samples from South America.^[106] 53 Iodine 1811 B. Courtois 1811 B. Courtois Courtois discovered it in the ashes of seaweed.^[107] The name was given by Davy in 1813.^[67] 3 Lithium 1817 A. Arfwedson 1821 W. T. Brande Arfwedson discovered the alkali in petalite.^[108] 48 Cadmium 1817 S. L Hermann, F. Stromeyer, and J.C.H. Roloff 1817 S. L Hermann, F. Stromeyer, and J.C.H. Roloff All three found an unknown metal in a sample of zinc oxide from Silesia, but the name that Stromeyer gave became the accepted one.^[109] 34 Selenium 1817 J. Berzelius and G. Gahn 1817 J. Berzelius and G. Gahn While working with lead they discovered a substance that they thought was tellurium, but realized after more investigation that it was different.^[110] 35 Bromine 1825 J. Balard and C. Löwig 1825 J. Balard and C. Löwig They both discovered the element in the autumn of 1825. Balard published his results the next year,^[111] but Löwig did not publish until 1827.^[112] 90 Thorium 1829 J. Berzelius 1914 D. Lely, Jr. and L. Hamburger Berzelius obtained the oxide of a new earth in thorite.^[113] 57 Lanthanum 1838 G. Mosander 1841 G. Mosander Mosander found a new element in samples of ceria and published his results in 1842, but later he showed that this lanthana contained four more elements.^[114] 60 Neodymium 1841 G. Mosander 1885 C. A. von Welsbach Discovered by Mosander and called didymium. Carl Auer von Welsbach later split it into two elements, praseodymium and neodymium. Neodymium had formed the greater part of the old didymium and received the prefix “neo-“.^[67][115] 68 Erbium 1843 G. Mosander 1879 T. Cleve Mosander managed to split the old yttria into yttria proper and erbia, and later terbia too.^[116] 65 Terbium 1843 G. Mosander 1886 J.C.G. de Marignac Mosander managed to split the old yttria into yttria proper and erbia, and later terbia too.^[117] 44 Ruthenium 1844 K. Claus 1844 K. Claus Gottfried Wilhelm Osann thought that he found three new metals in Russian platinum samples, and in 1844 Karl Karlovich Klaus confirmed that there was a new element.^[118] 55 Caesium 1860 R. Bunsen and R. Kirchhoff 1882 C. Setterberg Bunsen and Kirchhoff were the first to suggest finding new elements by spectrum analysis. They discovered caesium by its two blue emission lines in a sample of Dürkheim mineral water.^[119] The pure metal was eventually isolated in 1882 by Setterberg.^[120] 37 Rubidium 1861 R. Bunsen and G. R. Kirchhoff Hevesy Bunsen and Kirchhoff discovered it just a few months after caesium, by observing new spectral lines in the mineral lepidolite. Bunsen never obtained a pure sample of the metal, which was later obtained by Hevesy.^[121] 81 Thallium 1861 W. Crookes 1862 C.-A. Lamy Shortly after the discovery of rubidium, Crookes found a new green line in a selenium sample; later that year, Lamy found the element to be metallic.^[122] 49 Indium 1863 F. Reich and T. Richter 1867 T. Richter Reich and Richter first identified it in sphalerite by its bright indigo-blue spectroscopic emission line. Richter isolated the metal several years later.^[123] 2 Helium 1868 N. Lockyer 1895 W. Ramsay, T. Cleve, and N. Langlet P. Janssen and Lockyer observed independently a yellow line in the solar spectrum that did not match any other element. However, only Lockyer made the correct conclusion that it was due to a new element. This was the first observation of a noble gas, located in the Sun. Years later after the isolation of argon on Earth, Ramsay, Cleve, and Langlet observed independently helium trapped in cleveite.^[124] 1869 D. I. Mendeleev Mendeleev arranges the 63 elements known at that time (omitting terbium, as chemists were unsure of its existence, and helium, as it was not found on Earth) into the first modern periodic table and correctly predicts several others. 31 Gallium 1875 P. E. L. de Boisbaudran P. E. L. de Boisbaudran Boisbaudran observed on a pyrenea blende sample some emission lines corresponding to the eka-aluminium that was predicted by Mendeleev in 1871 and subsequently isolated the element by electrolysis.^[125][126] 70 Ytterbium 1878 J.C.G. de Marignac 1906 C. A. von Welsbach On October 22, 1878, Marignac reported splitting terbia into two new earths, terbia proper and ytterbia.^[127] 67 Holmium 1878 J.-L. Soret and M. Delafontaine 1879 T. Cleve Soret found it in samarskite and later, Per Teodor Cleve split Marignac’s erbia into erbia proper and two new elements, thulium and holmium. Delafontaine’s philippium turned out to be identical to what Soret found.^[128][129] 21 Scandium 1879 F. Nilson 1879 F. Nilson Nilson split Marignac’s ytterbia into pure ytterbia and a new element that matched Mendeleev’s 1871 predicted eka-boron.^[130] 69 Thulium 1879 T. Cleve 1879 T. Cleve Cleve split Marignac’s erbia into erbia proper and two new elements, thulium and holmium.^[131] 62 Samarium 1879 P.E.L. de Boisbaudran 1879 P.E.L. de Boisbaudran Boisbaudran noted a new earth in samarskite and named it samaria after the mineral.^[132] 64 Gadolinium 1880 J. C. G. de Marignac 1886 P.E.L. de Boisbaudran Marignac initially observed the new earth in terbia, and later Boisbaudran obtained a pure sample from samarskite.^[133] 59 Praseodymium 1885 C. A. von Welsbach Carl Auer von Welsbach discovered it in Mosander’s didymia.^[134] 32 Germanium 1886 C. A. Winkler In February 1886 Winkler found in argyrodite the eka-silicon that Mendeleev had predicted in 1871.^[135] 66 Dysprosium 1886 P.E.L. de Boisbaudran 1905 G. Urbain De Boisbaudran found a new earth in erbia.^[136] 18 Argon 1894 Lord Rayleigh and W. Ramsay 1894 Lord Rayleigh and W. Ramsay They discovered the gas by comparing the molecular weights of nitrogen prepared by liquefaction from air and nitrogen prepared by chemical means. It is the first noble gas to be isolated.^[137] 63 Europium 1896 E.-A. Demarçay 1901 E.-A. Demarçay Demarçay found spectral lines of a new element in Lecoq’s samarium, and separated this element several years later.^[138] 36 Krypton 1898 W. Ramsay and W. Travers 1898 W. Ramsay and W. Travers On May 30, 1898, Ramsay separated a noble gas from liquid argon by difference in boiling point.^[139] 10 Neon 1898 W. Ramsay and W. Travers 1898 W. Ramsay and W. Travers In June 1898 Ramsay separated a new noble gas from liquid argon by difference in boiling point.^[139] 54 Xenon 1898 W. Ramsay and W. Travers 1898 W. Ramsay and W. Travers On July 12, 1898 Ramsay separated a third noble gas within three weeks, from liquid argon by difference in boiling point.^[140] 84 Polonium 1898 P. and M. Curie 1902 W. Marckwald In an experiment done on July 13, 1898, the Curies noted an increased radioactivity in the uranium obtained from pitchblende, which they ascribed to an unknown element. Independently rediscovered and isolated in 1902 by Marckwald, who named it radiotellurium.^[141] 88 Radium 1898 P. and M. Curie 1902 M. Curie The Curies reported on December 26, 1898, a new element different from polonium, which Marie later isolated from uraninite.^[142] 86 Radon 1899 E. Rutherford and R. B. Owens 1910 W. Ramsay and R. Whytlaw-Gray Rutherford and Owens discovered a radioactive gas resulting from the radioactive decay of thorium, isolated later by Ramsay and Gray. In 1900, Friedrich Ernst Dorn discovered a longer-lived isotope of the same gas from the radioactive decay of radium. Since “radon” was first used to specifically designate Dorn’s isotope before it became the name for the element, he is often mistakenly given credit for the latter instead of the former.^[143][144] 89 Actinium 1902 F. O. Giesel 1903 F. O. Giesel Giesel obtained from pitchblende a substance that had properties similar to those of lanthanum and named it emanium.^[145] André-Louis Debierne had previously (in 1899 and 1900) reported the discovery of a new element actinium that was supposedly similar to titanium and thorium, which cannot have included much actual element 89. But by 1904, when Giesel and Debierne met, both had radiochemically pure element 89, and so Debierne has generally been given credit for the discovery.^[146] 71 Lutetium 1906 C. A. von Welsbach and G. Urbain 1906 C. A. von Welsbach von Welsbach proved that the old ytterbium also contained a new element, which he named cassiopeium (he renamed the larger part of the old ytterbium to aldebaranium). Urbain also proved this at about the same time (von Welsbach’s paper was published first, but Urbain sent his to the editor first), naming the new element lutetium and the old one neoytterbium (which later reverted back to ytterbium). However, Urbain’s samples were very impure and only contained trace quantities of the new element. Despite this, his chosen name lutetium was adopted by the International Committee of Atomic Weights, whose membership included Urbain. The German Atomic Weights Commission adopted cassiopeium for the next forty years. Finally in 1949 IUPAC decided in favour of the name lutetium as it was more often used.^[67][147] 91 Protactinium 1913 O. H. Göhring and K. Fajans 1927 A. von Grosse The two obtained the first isotope of this element, ^234mPa, that had been predicted by Mendeleev in 1871 as a member of the natural decay of ²³⁸U: they named it brevium. A longer-lived isotope ²³¹Pa was found in 1918 by Otto Hahn and Lise Meitner, and was named by them protoactinium: since it is longer-lived, it gave the element its name. Protoactinium was changed to protactinium in 1949.^[148] Originally isolated in 1900 by William Crookes, who nevertheless did not recognize that it was a new element.^[149] 72 Hafnium 1922 D. Coster and G. von Hevesy 1922 D. Coster and G. von Hevesy Georges Urbain claimed to have found the element in rare-earth residues, while Vladimir Vernadsky independently found it in orthite. Neither claim was confirmed due to World War I, and neither could be confirmed later, as the chemistry they reported does not match that now known for hafnium. After the war, Coster and Hevesy found it by X-ray spectroscopic analysis in Norwegian zircon.^[150] 75 Rhenium 1925 W. Noddack, I. Noddack, O. Berg 1928 W. Noddack, I. Noddack In 1925 Walter Noddack, Ida Eva Tacke and Otto Berg announced its separation from gadolinite and gave it the present name.^[151][152] Masataka Ogawa claimed to have found a new element in thorianite in 1908, but assigned it as element 43 and named it nipponium;^[153] the Japanese nuclear chemist Kenji Yoshihara has attempted to reinterpret Ogawa’s data as a discovery of rhenium, but the evidence for this is insufficiently conclusive.^[154] Rhenium was the last stable element to be discovered. 43 Technetium 1937 C. Perrier and E. Segrè 1937 C. Perrier & E. Segrè The two discovered a new element in a molybdenum sample that was used in a cyclotron, the first element to be discovered by synthesis. It had been predicted by Mendeleev in 1871 as eka-manganese.^{[155][156][157]} In 1952, Paul W. Merrill found its spectral lines in S-type red giants.^[158] Minuscule trace quantities were finally found on Earth in 1962 by B. T. Kenna and Paul K. Kuroda: they isolated it from Belgian Congo pitchblende, where it occurs as a spontaneous fission product of uranium.^[159] The Noddacks (discoverers of rhenium) claimed to have discovered element 43 in 1925 as well and named it masurium (after Masuria), but their claims were disproven by Kuroda, who calculated that there cannot have been enough technetium in their samples to have enabled a true detection.^[160] 87 Francium 1939 M. Perey Perey discovered it as a decay product of ²²⁷Ac.^[161] Francium was the last element to be discovered in nature, rather than synthesized in the lab, although four of the “synthetic” elements that were discovered later (plutonium, neptunium, astatine, and promethium) were eventually found in trace amounts in nature as well.^[162] Before Perey, it is likely that Stefan Meyer, Viktor F. Hess, and Friedrich Paneth had observed the decay of ²²⁷Ac to ²²³Fr in Vienna in 1914, but they could not follow up and secure their work because of the outbreak of World War I.^[162] 93 Neptunium 1940 E.M. McMillan and H. Abelson Obtained by irradiating uranium with neutrons, it was the first transuranium element discovered.^[163] Natural traces were found in Belgian Congo pitchblende by D. F. Peppard et al. in 1952.^[164] 85 Astatine 1940 R. Corson, R. MacKenzie and E. Segrè Obtained by bombarding bismuth with alpha particles.^[165] In 1943, Berta Karlik and Traude Bernert found it in nature; due to World War II, they were initially unaware of Corson et al.’s results.^[166] Horia Hulubei and Yvette Cauchois had previously claimed its discovery as a natural radioelement from 1936, naming it dor: they likely did have the isotope ²¹⁸At, and probably did have enough sensitivity to distinguish its spectral lines. But they could not chemically identify their discovery, and their work was doubted because of an earlier false claim by Hulubei to having discovered element 87.^[167][168] 94 Plutonium 1941 Glenn T. Seaborg, Arthur C. Wahl, W. Kennedy and E.M. McMillan Prepared by bombardment of uranium with deuterons.^[169] Seaborg and Morris L. Perlman then found it as traces in natural Canadian pitchblende in 1941–1942, though this work was kept secret until 1948.^[170] 96 Curium 1944 Glenn T. Seaborg, Ralph A. James and Albert Ghiorso Prepared by bombarding plutonium with alpha particles during the Manhattan Project^[171] 95 Americium 1944 G. T. Seaborg, R. A. James, O. Morgan and A. Ghiorso Prepared by irradiating plutonium with neutrons during the Manhattan Project.^[172] 61 Promethium 1945 Charles D. Coryell, Jacob A. Marinsky, and Lawrence E. Glendenin 1945 Charles D. Coryell, Jacob A. Marinsky, and Lawrence E. Glendenin^[173][174] It was probably first prepared at the Ohio State University in 1942 by bombarding neodymium and praseodymium with neutrons, but separation of the element could not be carried out. Isolation was performed under the Manhattan Project in 1945.^[175] Found on Earth in trace quantities by Olavi Erämetsä in 1965; so far, promethium is the most recent element to have been found on Earth.^[176] 97 Berkelium 1949 G. Thompson, A. Ghiorso and G. T. Seaborg (University of California, Berkeley) Created by bombardment of americium with alpha particles.^[177] 98 Californium 1950 S. G. Thompson, K. Street, Jr., A. Ghiorso and G. T. Seaborg (University of California, Berkeley) Bombardment of curium with alpha particles.^[178] 99 Einsteinium 1952 A. Ghiorso et al. (Argonne Laboratory, Los Alamos Laboratory and University of California, Berkeley) 1952 Formed in the first thermonuclear explosion in November 1952, by irradiation of uranium with neutrons; kept secret for several years.^[179] 100 Fermium 1953 A. Ghiorso et al. (Argonne Laboratory, Los Alamos Laboratory and University of California, Berkeley) Formed in the first thermonuclear explosion in November 1952, by irradiation of uranium with neutrons; first identified in early 1953; kept secret for several years.^[180] 101 Mendelevium 1955 A. Ghiorso, G. Harvey, G. R. Choppin, S. G. Thompson and G. T. Seaborg (Berkeley Radiation Laboratory) Prepared by bombardment of einsteinium with helium.^[181] 103 Lawrencium 1961 A. Ghiorso, T. Sikkeland, E. Larsh and M. Latimer (Berkeley Radiation Laboratory) First prepared by bombardment of californium with boron atoms.^[182] 102 Nobelium 1966 E. D. Donets, V. A. Shchegolev and V. A. Ermakov (JINR in Dubna) First prepared by bombardment of uranium with neon atoms^[183] 104 Rutherfordium 1969 A. Ghiorso et al. (Berkeley Radiation Laboratory) and I. Zvara et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of californium with carbon atoms by Albert Ghiorso’s team and by bombardment of plutonium with neon atoms by Zvara’s team.^[184] 105 Dubnium 1970 A. Ghiorso et al. (Berkeley Radiation Laboratory) and V. A. Druin et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of californium with nitrogen atoms by Ghiorso’s team and by bombardment of americium with neon atoms by Druin’s team.^[185] 106 Seaborgium 1974 A. Ghiorso et al. (Berkeley Radiation Laboratory) Prepared by bombardment of californium with oxygen atoms.^[186] 107 Bohrium 1981 G.Münzenberg et al. (GSI in Darmstadt) Obtained by bombarding bismuth with chromium.^[187] 109 Meitnerium 1982 G. Münzenberg, P. Armbruster et al. (GSI in Darmstadt) Prepared by bombardment of bismuth with iron atoms.^[188] 108 Hassium 1984 G. Münzenberg, P. Armbruster et al. (GSI in Darmstadt) Prepared by bombardment of lead with iron atoms^[189] 110 Darmstadtium 1994 S. Hofmann et al. (GSI in Darmstadt) Prepared by bombardment of lead with nickel^[190] 111 Roentgenium 1994 S. Hofmann et al. (GSI in Darmstadt) Prepared by bombardment of bismuth with nickel^[191] 112 Copernicium 1996 S. Hofmann et al. (GSI in Darmstadt) Prepared by bombardment of lead with zinc.^[192][193] 114 Flerovium 1999 Y. Oganessian et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of plutonium with calcium. It may have already been found at Dubna in 1998, but that result has not been confirmed.^[194] 116 Livermorium 2000 Y. Oganessian et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of curium with calcium^[195] 118 Oganesson 2002 Y. Oganessian et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of californium with calcium^[196] 115 Moscovium 2003 Y. Oganessian et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of americium with calcium^[197] 113 Nihonium 2003–2004 Y. Oganessian et al. (JINR in Dubna) and K. Morita et al. (RIKEN in Wako, Japan) Prepared by decay of moscovium by Oganessian’s team^[197] and bombardment of bismuth with zinc by Morita’s team.^[198] Both teams began their experiments in 2003; Oganessian’s team detected its first atom in 2003, but Morita’s only in 2004. However, both teams published in 2004. 117 Tennessine 2009 Y. Oganessian et al. (JINR in Dubna) Prepared by bombardment of berkelium with calcium^[199]

Как возникли химические элементы, из которых состоит все вокруг, в том числе и мы сами? «В звездах!» — воскликнет читатель, который что-то об этом слышал. «Что-то еще такое было сразу после Большого взрыва, и еще сверхновые…» — задумается тот, кто слышал чуть больше. Да, да, и еще раз да, но не только. К химическому многообразию Вселенной приложили руку и первые минуты после Большого взрыва, и звезды, и сверхновые, и нейтронные звезды, и даже космические лучи. Не пугайтесь, сейчас все разложим по полочкам.

Космическое лего

Число атомов подавляет воображение: в стакане воды их больше, чем стаканов воды в Мировом океане. Будь все они индивидуальными и неповторимыми, никто не смог бы разобраться в этом хаосе. К счастью, все атомы устроены одинаково: они состоят из ядра и кружащих вокруг него электронов. Ядро же состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов.

Самое простое ядро у атома водорода: в нем всего один протон. Следующий по простоте элемент — гелий, в его ядре два протона. Число протонов легко узнать: это просто номер элемента в таблице Менделеева.

А что с нейтронами? Более чем 99,9% ядер водорода вообще не имеют нейтронов, они представляют собой просто одиночный протон. Это простейшая разновидность (как говорят ученые, изотоп) водорода — протий. Но бывает еще водород, в ядре которого компанию протону составляет нейтрон (это дейтерий) и даже два нейтрона (это тритий, но он радиоактивен и быстро распадается). Вообще, изотопы одного элемента отличаются друг от друга числом нейтронов. Изотопы есть у всех элементов, но в дальнейшем рассказе нам пригодятся только изотопы водорода и гелия. У гелия два стабильных (не радиоактивных) изотопа: гелий-4 и более редкий гелий-3. Эти цифры означают суммарное число протонов и нейтронов в ядре.

Островок разнообразия

Сегодня в таблице Менделеева 118 элементов, но некоторые из них были получены искусственно (и работы по созданию новых элементов продолжаются). Сколько же из них встречается в природе? Справочники дают различные ответы, от 90 до 98. Тут важно, как считать: некоторые радиоактивные элементы сначала были созданы в лаборатории, а уж потом было обнаружено, что они на короткое время и в ничтожных количествах образуются в горных породах.

Хотя на Земле присутствует не менее 90 элементов, 98% ее массы приходится всего на шесть: кислород, кремний, алюминий, магний, кальций и железо. Это, так сказать, геохимическая шестерка. Есть и другая шестерка — биохимическая. В нее входят элементы, преобладающие в составе живой клетки: водород, углерод, азот, кислород, фосфор и сера. Впрочем, живые организмы нуждаются и во многих других элементах.

Наша планета — кладезь химического разнообразия по сравнению с космосом. Вселенная в целом очень скучна: 91% атомных ядер приходится на простейший химический элемент — водород. Еще почти 9% — на второй по простоте, гелий. И менее 1% — на все остальные элементы. Если считать не по числу ядер, а по массе, картина будет чуть менее унылой, потому что водород и гелий очень легкие. Но именно чуть-чуть.

Если вас удивило и опечалило химическое однообразие Вселенной, подождите: сейчас мы разберемся, как так вышло.

Жар творения

Сразу после Большого взрыва температура была слишком велика для существования протонов и нейтронов. Но Вселенная быстро расширялась, энергия распределялась по все большему пространству, и материя остывала. Еще до конца первой секунды возникли протоны и нейтроны.

Протоны — это, как мы помним, ядра водорода (точнее, его самого распространенного изотопа протия). То есть одна ячейка в таблице Менделеева худо-бедно заполнилась.

Примерно через минуту после Большого взрыва космос остыл до нескольких миллиардов градусов, и нейтроны начали объединяться с протонами в ядра дейтерия. А дальше начались первые во Вселенной термоядерные реакции: ядра сталкивались и сливались друг с другом. Это время называется эпохой первичного нуклеосинтеза. Она продолжалась двадцать минут или около того. После этого Вселенная остыла до миллионов градусов. Это уже слишком прохладно для термоядерного синтеза.

Вот важнейшие из происходивших тогда реакций (все они воспроизведены в лабораториях):

Дейтерий + дейтерий = тритий + протон
Дейтерий + дейтерий = гелий-3 + нейтрон
Дейтерий + тритий = гелий-4 + нейтрон
Дейтерий + гелий-3 = гелий-4 + протон

Так образовался почти весь современный гелий. Даже звезды, неутомимые генераторы гелия, произвели его совсем немного по сравнению с первичным нуклеосинтезом. Дело в том, что около 80% атомных ядер во Вселенной не входит даже в состав галактик, а уж тем более звезд.

На этом процесс создания элементов застопорился. Концентрация гелия была слишком мала, чтобы он стал материалом для создания новых элементов, как это происходит в звездах.

Правда, из гелия все-таки образовались литий, бериллий и бор, но в ничтожных количествах. Увы, эти ядра разрушаются в термоядерных реакциях так же легко, как и создаются. Недаром их во Вселенной и поныне меньше, чем любых других элементов легче железа. Да и наблюдаемое-то содержание членов этой злосчастной троицы не так легко объяснить. Вероятно, они возникали, когда частицы космических лучей врезались в межзвездный водород. А еще к их синтезу могли приложить руку сверхновые, о которых мы еще поговорим.

Мы — звездный пепел

Так бы и быть космосу скучной смесью водорода и гелия, если бы не новые термоядерные реакторы — звезды. Первые из них озарили космос через сотни миллионов лет после Большого взрыва.

Большую часть жизни звезда занимается тем же, чем и Вселенная в эпоху первичного нуклеосинтеза: превращает водород в гелий. Правда, цепочка реакций при этом совсем иная и довольно сложная. Ведь в звезде, в отличие от раннего космоса, нет изобилия свободных нейтронов. Нейтрон вне атомного ядра и живет-то лишь несколько минут.

Что происходит, когда водород исчерпывается? Это зависит от массы светила. Звезды массой менее 0,5 солнечной на этом и заканчивают свою жизнь. Их недра недостаточно горячи и плотны для того, чтобы в термоядерные реакции вступил уже гелий. Солнце, к нашей гордости, пойдет дальше: оно создаст углерод, азот и кислород. А еще более массивные светила синтезируют элементы вплоть до железа, в ядре которого 26 протонов.

Дальше бессильны и термоядерные топки звезд. Столь тяжелые ядра трудно столкнуть друг с другом: мешает электрическое отталкивание многочисленных протонов.

К слову, большая часть звездных термоядерных реакций пока не воспроизведена на Земле. Создать нужные условия слишком сложно. Но они просчитаны теоретически, и результаты расчетов хорошо совпадают с наблюдаемым составом Вселенной.

Хэви-метал для Вселенной

Но первые 26 элементов — это даже не треть от встречающихся в природе 90. Как же образовались остальные?

На этот случай физика припасла трюк. Помните, мы сетовали, что в звездах не так уж много свободных нейтронов? Но все-таки нейтроны там возникают в некоторых ядерных реакциях. А дальше нейтрон врезается в атомное ядро и прилипает к нему. Нейтрону, в отличие от протона, это легко сделать: он ведь не заряжен и не отталкивается от ядра.

И вот, когда частицы ядра уже приняли его в свою тесную компанию, нейтрон выкидывает фокус. Он испускает электрон и превращается в протон! В ядре становится на протон больше, а значит, это уже следующий химический элемент. При обычном небольшом потоке нейтронов такой процесс протекает медленно, поэтому называется s-процессом, от английского slow — «медленный».

S-процесс идет в звездах — красных гигантах и может производить элементы вплоть до висмута (83 протона). Но он действительно нетороплив: требуется тысяча лет, чтобы превратить ядро железа в ядро свинца (82 протона). Вместе с тем элементы под номерами 84—89 (от полония до актиния) радиоактивны. Такое ядро распадается быстрее, чем s-процесс успевает прилепить к нему новый протон!

Как же объяснить существование в природе тория (90 протонов) и урана (92)? На помощь спешит r-процесс, от английского rapid — «быстрый». Он включается при взрывах сверхновых и столкновениях нейтронных звезд. Эти космические катаклизмы создают кратковременные, но мощные потоки нейтронов. Благодаря им могут образовываться даже самые тяжелые ядра.

Сверхновые, кстати, бывают двух типов. Тип Ia связан с термоядерным взрывом белого карлика, а все остальные — с коллапсом массивных звезд (если вам нужны подробности, у Naked Science они есть). Как те, так и другие катастрофы запускают r-процесс.

Это не просто теория. Астрономы знают предостаточно остатков сверхновых и давно изучают их состав. А три года назад тяжелые элементы были обнаружены и на месте столкновения нейтронных звезд.

Доставка готовых смесей

У вещества отгоревшего светила есть два пути. Часть его рассеется по межзвездному пространству и может стать материалом для будущих звезд и планет. Остальное будет навеки законсервировано в остатке звезды (белом карлике, нейтронной звезде или черной дыре). Правда, белые карлики иногда взрываются как сверхновые Ia, превращаясь в межзвездную пыль. Да и нейтронные звезды изредка сталкиваются и сливаются в одну, теряя при этом небольшую часть вещества на «разлет осколков». Но такие катастрофы —  исключение, а не правило. Чаще же всего что в звездный остаток попало, то для остальной Вселенной пропало.

Чем массивнее звезда, тем большую долю своего вещества она возвращает в оборот. Почти вся масса Солнца будет, увы, без толку законсервирована в белом карлике. А вот массивные звезды еще до того, как вспыхнуть в качестве сверхновой, могут рассеять в космосе половину или даже две трети своей массы. Поэтому за кислород воздуха и натрий нашей соленой крови мы должны благодарить расточительные тяжелые светила, а не бережливые легкие.

Удивительно, сколько усилий потребовалось Вселенной, чтобы создать строительный материал для скалистых планет и их обитателей. Но лишь благодаря неутомимой работе этого химического комбината есть те, кто может удивляться.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Немецкий учёный, академик Лотар Кольдиц так истолковывает особенности открытия Д.И. Менделеева, сопоставляя в высшей степени убедительные результаты его труда с работами других исследователей, искавших подобные закономерности:

«Никто из учёных, занимавшихся до Менделеева или одновременно с ним исследованиями соотношений между атомными весами и свойствами элементов, не смог сформулировать эту закономерность так ясно, как это сделал он. В частности, это относится к Дж. Ньюлендсу и Л. Мейеру. Предсказание ещё неизвестных элементов, их свойств и свойств их соединений является исключительно заслугой Д. И. Менделеева. <…>Наилучшим образом он смог применить свой метод горизонтальной, вертикальной и диагональной интерполяции в открытой им периодической системе для предсказания свойств…»

Развивая в 1869—1871 годах идеи периодичности, Д.И. Менделеев ввёл понятие о месте элемента в периодической системе как совокупности его свойств в сопоставлении со свойствами других элементов. На этой основе, в частности, опираясь на результаты изучения последовательности изменения стеклообразующих оксидов, исправил значения атомных масс 9 элементов (бериллия, индия, урана и др.).

В статье, датированной 29 ноября 1870 года предсказал существование, вычислил атомные массы и описал свойства трёх ещё не открытых тогда элементов — «экаалюминия», «экабора» и «экасилиция». Затем предсказал существование ещё восьми элементов, в том числе «двителлура» — полония, «экаиода» — астата , «экамарганца» — технеция , «двимарганца» — , «экацезия» — франция.

Элементы, предсказанные Менделеевым

1. Галлий («экаалюминий»), открыт в 1875 г. П.Э. Лекок де Буободраном
2. Скандий («экабор»), открыт в 1879 г. Л.Нильсоном
3. Германий («экасилиций») открыт в 1886 г. К.Винклером
4. Полоний («двителлур»), открыт Пьером и Марией Кюри в 1898 г.
5. Радий («экабарий»), открыт  Пьером и Марией Кюри в 1898 г.
6. Протактиний, открыт О. Ганом и Л. Мейтнер в 1918 г.
7. Гафний, открыт  Д. Хевеши и Д.Костером в 1923 г.
8. Рений («двимарганец»), открыт В. Ноддак, И. Такке и О. Бергом в 1925 г.
9. Технеций («экамарганец»), открыт Э. Сегре и  К. Перье в 1937 г.
10. Франций («экацезий»), открыт М. Перей в 1939 г.

Галлий. В 1875 г. французский ученый П. Лекок де Буабодран, исследуя цинковую обманку обнаружил в ней с помощью спектроскопического метода новый элемент и определил некоторые его свойства. Он назвал новый элемент галлием (Gallium) в честь своей родины – Франции (лат. Gallia).

Скандий. В 1879 г. шведский химик Л. Нильсон выделил 69 г. эрбиевой земли с примесью других редких земель. Разделив эту пробу, он получил окись иттербия и неизвестную землю, оказавшуюся новым элементом. Нильсон назвал его скандием в честь Скандинавского полуострова, на котором находится Швеция. Л.Нильсон пишет: «…не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор<…> Так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволившие не только предвидеть существование найденного простого тела, но и наперед дать его важнейшие свойства».

Германий .В 1886 г. немецкий химик К. Винклер в обнаруживает в серебряном минерале аргиродите новый элемент, который впоследствии назвал в честь своей родины германием. Новый элемент оказался предсказанным Менделеевым экасилицием.

Винклер пишет: «Вряд ли может существовать более ошеломляющее доказательство правильности учения о периодичности элементов, чем то, которое заключается в материализации до сих пор гипотетического «экасилиция». Это, поистине говоря, нечто больше, чем простое подтверждение смело выдвинутой теории; оно означает вдохновенное расширение химического кругозора, решительный шаг в области познания».

Л. де Буабодрана, Л.Нильсона и К.Винклера, открывших галлий, скандий и германий, предсказанных и описанных Менделевым, ученый считал укрепителями периодического закона.

Прекрасным подтверждением менделеевского закона  явилась и открытая Рамзаем группа инертных газов, давшая возможность включить в систему «нулевую» группу — пограничную между щелочными металлами и металлоидами.

История открытия элементов

Названия элементов

Часто названия новые элементы получают по месту расположения лаборатории, где они были открыты, и по имени ученого, проводившего исследование.

Имя Д.И. Менделеева носит 101 элемент периодической системы, синтезированный в 1955 году в Беркли (США) – Менделевий (Md). Первым человеком, чье имя занесли в периодическую таблицу при жизни, стал химик Глен Сиборг. В честь него назван 106 элемент таблицы – сиборгий (Sg). 

В 2016 году 118-й элемент получил название оганесон (Og) в честь российского ученого Юрия Цолаковича Оганесяна, внесшего вклад в исследования сверхтяжелых элементов.

Россия в периодической таблице

На настоящий момент 6 элементов периодической системы носят названия, связанные с Россией.

Рутений (Ru) – 44-й элемент, открыт в 1844 г. в Казани  К. Клаусом, назван в честь России (лат. – Ruthenia).

Менделевий (Md) – 101-й элемент, синтезирован в 1955 г. в Беркли (США), назван в честь Дмитрия Ивановича Менделеева.

Дубний (Db) – 105-й элемент, синтезирован в 1970 г. в Дубне и независимо в Беркли (США), назван в честь г. Дубны.

Флеровий (Fl) – 114- й элемент, открыт в 1998 г. в Дубне, назван в честь Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова ОИЯИ.

Московий (Mc)– 115- й элемент, открыт в 2004 г. в Дубне, назван в честь Московской области, где находится ОИЯИ.

Оганессон (Og) – 118- й элемент, открыт в 2006 г., назван в честь российского ученого Ю.Ц. Оганесяна, руководителя лаборатории ядерных реакций  им. Г.Н. Флерова ОИЯИ.

Если мы посмотрим на историю нашей Вселенной, то обнаружим, что в самом начале не было ни Менделеева, ни его периодической таблицы, ни элементов входящих в нее. Наша Вселенная в момент своего рождения была очень плотной и очень горячей. А при таких условиях сложные структуры просто не могут существовать.

Например, при высоких температурах мы можем плавить металлы, то есть можем рушить молекулярную структуру. Повышая температуру, будут разрушаться молекулы на атомы. Атомы также являются составными частицами. Следовательно, повышая температуру дальше мы можем достичь разрушения атомов на отдельные протоны и нейтроны. Повышая температуру еще сильнее, мы продолжим эту матрешку, пока нейтроны и протоны не распадутся на кварки, которые являются фундаментальными частицами и распасться дальше не могут. Поэтому в очень ранней Вселенной не существовало привычного нам вещества.

По мере расширения, Вселенная остывала, что давало возможность образовываться более сложным структурам. Естественно, первым появившимся элементом, судя из таблицы Менделеева, стал водород, поскольку водород — это всего-лишь протон. Это произошло в первые секунды после Большого взрыва.

Поскольку нейтрон немного тяжелее протона, то он появился немного позднее и немного в меньшем количестве. За первые минуты Вселенная расширилась и остыла настолько, что начали происходить термоядерные реакции, в ходе которых стали появляться элементы от водорода до лития включительно. Однако, лития образовалось настолько мало, что его практически не учитывают.

Данный процесс образования первых химических элементов называется первичным нуклеосинтезом. Стоит заметить, что в ходе этого нуклеосинтеза образуется настолько мало лития, что его практически не учитывают, а подсчеты и наблюдения показывают, что Вселенная спустя несколько минут от Большого взрыва на 75% состояла из водорода и почти на 25% из гелия.

В таком составе Вселенная будет пребывать еще долгое время, пока спустя 550 млн лет не образуются первые звезды. В звездах происходит постоянный процесс ядерного синтеза. Большую часть времени звезды преобразуют водород в гелий. Поэтому, по причине процессов в звездах, водорода во Вселенной становится все меньше, а гелия все больше.

Если плотность и температура звезды имеет достаточное значение, то образовавшийся или имеющийся изначально гелий начинает преобразовываться в более тяжелые элементы. Однако, с продвижением по таблице Менделеева требуются все более экстремальные условия.

Экстремальные условия звезда создает сама по себе. Чем тяжелее звезда, тем сильнее она давит сама на себя, тем больше плотность и температура в ее недрах. Следовательно, чем массивнее звезда, тем более тяжелые химические элементы она может производить

Наше Солнце является относительно небольшой звездой, поэтому она может производить элементы только до кислорода. К концу своей жизни Солнце станет красным гигантом, а потом станет белым карликом, сбросив красную оболочку, насыщенную тяжелыми элементами, в космос. Это вещество вместе с таким же сброшенным веществом от других звезд скучкуется и впоследствии образует новое поколение звезд со своими планетами с уже конкретным набором химических элементов.

Первые поколения звезд состояли только из водорода и гелия. Последующие же поколения, как например наша Солнечная система, уже образуются из насыщенного тяжелыми элементами звездного вещества. Все химические элементы на нашей планете, даже те из которых состоит наше тело, когда-то были образованы в звездах. С каждым новым поколением звезды имеют в своем составе все больше и больше тяжелых элементов.

В конце своей жизни многие звезды взрываются и от них остается только белый карлик. Этот белый карлик также может взорваться. Поскольку в недрах таких звезд имеется очень много железа, то при взрыве атомы железа разлетаются по всей космической округе. Все железо, которое мы имеем на Земле, попало к нам именно от таких взорвавшихся карликов.

Многие элементы тяжелее металла образуются непосредственно в момент взрыва остатка от бывшей массивной звезды. Но это далеко не единственное место, где могут рождаться настолько тяжелые элементы.

Около 90% массивных звезд рождаются в парах. Остатками от таких массивных звезд зачастую бывают нейтронные звезды. Если две нейтронные звезды вращаются вокруг общего центра масс, то они постепенно начинают сближаться за счет излучения гравитационных волн. В конечном счете эти два объекта столкнутся со скоростью сравнимой со скоростью света. В таком процессе выделяется колоссальное количество энергии, часть из которых уходит на синтез новых тяжелых элементов. Расчеты показывают, что в ходе слияния нейтронных звезд преимущественно образуются атомы золота. То есть большая часть атомов золота на нашей планете образовалась именно в таких экзотических процессах. Такой процесс действительно является экзотическим, поскольку в нашей галактике такое происходит раз в 20-30 тысяч лет.

Когда мы продвигаемся в по таблице Менделеева, то чем дальше, тем реже встречается элемент в природе. Все потому что для более тяжелых элементов требуются более экстремальные условия, которые встречаются гораздо реже, нежели банальный синтез гелия из водорода в недрах самых обычных звезд.

Делитесь этой статьей в своих социальных сетях, а также не забывайте поставить палец вверх, подписаться на наш канал и оставить комментарий, если вам понравилась данная публикация!

Telegram: https://t.me/different_angle

Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/different_angle

Канал не позиционирует себя, как источник стопроцентно правдивой информации, а лишь претендует быть таковым.