Первые осознанные эксперименты по чеканке монет из платины были проведены не в России, как это принято считать, а в Великобритании. Во второй половине 1820-х годов на платиновых кружках были отчеканены мулы – монетовидные предметы, аверс и реверс ...
Международный год Периодической таблицы химических элементов в 2019 году ознаменует собой замечательную серию важных этапов в истории Периодической таблицы химических элементов, начиная с 2800, 350, 230, 190, 150 и 80 годов до н. э.
Так, примерно в 800 г. до н.э. арабский алхимик Хабир ибн Хайян впервые выделил химические элементы мышьяк и сурьму. В 1669 г. Хенниг Бранд (Германия) впервые открыл новый элемент – фосфор. В 1789 г. Антуан Лавуазье (Франция) составил список 33 химических элементов, сгруппированных в четыре категории: газы, металлы, неметаллы и земли. В 1829 г. Иоганн Вольфганг Деберейнер (Германия) заметил, что если объединить некоторые сходные по своим химическим свойствам элементы в группы по три (триады) и расположить их по возрастанию атомного веса, то атомная масса среднего элемента триады близка к полусумме атомных масс двух крайних элементов триады (Закон триад).
В 1869 г. Дмитрий Иванович Менделеев (Россия) разработал современную Периодическую таблицу химических элементов. В 1939 г. женщина-ученый из Франции Маргарита Перей открыла химический элемент франций путем заполнения пробелов в Периодической таблице, предложенной Менделеевым. Считается также, что выплавка свинца началась не менее 9 000 лет назад в Африке, а самый старый, известный нам артефакт свинца - статуэтка, найденная в храме Осириса на месте Абидоса (Египет) около 3800 г. до н.э.
1 марта 1869 г. считается датой открытия Периодического закона. В этот день Дмитрий Иванович Менделеев завершил свою работу над исследованием «Опыт системы на основе элементов от их атомного веса и химического сходства». Этому событию предшествовал огромный объем работы самых выдающихся химиков в мире.
К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно. В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомная масса многих элементов близка к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам (стронций, кальций и барий; хлор, бром и йод и др.). Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа (1862), который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности.
В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого («закон октав») внешне немного напоминала менделеевскую, но была скомпрометирована настойчивыми попытками автора найти в таблице мистическую музыкальную гармонию.
В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер (1864). Однако главное отличие было в том, что за основу периодичности была взята валентность, которая не является единственной и постоянной для отдельно взятого элемента, в результате чего такая таблица не может претендовать на полноценное описание физики периодического закона.
Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); ещё ранее (февраль 1869 г.) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира.
Эта таблица включала все известные из 61 элементов и позволила расположить их таким образом, что химические свойства/валентность доминировали над атомным весом. Он также поставил под сомнение атомный вес некоторых из известных элементов и предсказал что есть определенные элементы, которые еще предстоит обнаружить.
Таким образом, 1 марта 1869 г. стал днем открытия Периодического закона. Мейер опубликовал обновленную версию своей таблицы, которая была очень похожа на Таблицу Менделеева в декабре 1869 года. По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».
В 1882 году Лондонское королевское общество присудило золотые медали Дэви совместно Менделееву и Мейеру с формулировкой «За открытие периодических соотношений атомных весов». В настоящее время Менделеев почти повсеместно признан в качестве первооткрывателя Периодической таблицы.
В зарубежной литературе Мейер считается либо «одним из первооткрывателей», либо «независимо от Менделеева опубликовавшим этот периодический закон». Однако Л. Мейер в своих исследованиях не пошёл дальше расстановки уже открытых на тот момент элементов в сплошной ряд, в то время как Д. И. Менделеев в своей таблице оставил несколько свободных мест и предсказал ряд фундаментальных свойств ещё не открытых элементов и само их существование, а также свойства их соединений. Для ряда элементов — бериллия, индия, урана, тория, церия, титана, иттрия — Менделеев делает исправление атомного веса.
Мейер опубликовал статью «К истории периодической атомистики». Оттиск её он послал Д. И. Менделееву, который опубликовал ответную — «К истории периодического закона», где утверждал, что таблица Л. Мейера представляла собой только простое сопоставление элементов по валентности, считавшейся им коренным свойством — немецкий учёный не признавал атомный вес в качестве такового, как определяющего периодичность, поэтому в его таблице отсутствовали некоторые важные аналоги (например, B—Al), а следующая работа Л. Мейера «Природа элементов как функция их атомных весов» написана только в декабре 1869 года (более чем через полгода после опубликования Д. И. Менделеевым Периодического закона) с предложением общей системы химических элементов, расположенных по возрастанию атомных масс, которая, по словам Л. Мейера, «в существенном идентична данной Менделеевым». Однако это ещё в 1866 году предложил английский химик Дж. Ньюлендс в своём «законе октав». Л. Мейер построил кривые зависимости атомных объёмов элементов от их атомных масс.
В своей статье Д. И. Менделеев пишет: «г. Мейер раньше меня не имел в виду периодического закона, а после меня ничего нового к нему не прибавил»; далее русский учёный добавляет, что Л. Мейер не развивал открытия, в частности в направлении систематизации химических соединений (последовательности изменения стеклообразующих окислов), — не делал попыток на его основе дать предсказания свойств не открытых ещё элементов или исправления атомных весов уже известных. «По праву творцом научной идеи, — пишет он, — должно того считать, кто понял не только философскую, но и практическую сторону дела, сумел так его поставить, что в новой истине все могли убедиться и она стала всеобщим достоянием. Тогда только идея, как материя, не пропадёт». В своей статье Д. И. Менделеев также называет тех, кому он «наиболее обязан» своим законом - Э. Ленссена и Ж. Б. Дюма.
После открытия в 1940-1941 гг. первых искусственных элементов - нептуния и плутония - вопрос о пределах существования элементов и свойствах распада сверхтяжелых ядер стал исключительно интересным для фундаментальной науки о строении материи и характере ее превращений. Подобные исследования проводятся уже на протяжении многих лет в крупных научных центрах Германии, США, Японии, Франции и в Лаборатории имени Флерова Объединенного института ядерных исследований в Дубне.
К началу 1950 года были синтезированы 8 трансурановых элементов, и все доступные ячейки в Периодической таблице химических элементов были заполнены. Новые элементы были синтезированы путем последовательного захвата нейтронов ядрами урана в ядерных реакторах или путем быстрого захвата 15-20 нейтронов в термоядерных взрывах.
Принципиально новый подход к синтезу элементов в реакциях слияния тяжелых ядер были предложены независимо профессорами А. Гиорсо и Г. Сиборгом в Национальной лаборатории Беркли, США и профессором Г. Н. Флеровым в Лаборатории № 2 Академии наук в Москве, СССР (теперь это Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»). По инициативе профессора Г.Н. Флерова была создана Лаборатория ядерных реакций в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ), организованном в Дубне под Москвой в 1956 году. Новая лаборатория была оснащена ускорителем тяжелых ионов У300. Это было началом нового направления в ядерной физике - физике тяжелых ионов.
Международные союзы чистой и прикладной физики (IUPAP) и химии (IUPAC) признали приоритет Дубны в открытии 102-105 элементов и отметили большой вклад ОИЯИ в открытии 106-108 элементов.
В 1997 году на Генеральной Ассамблее IUPAC 105-й элемент был назван «Дубний» в знак признания ключевой роли Лаборатории ядерных реакций в разработке научной стратегии и синтезе сверхтяжелых элементов. Как Беркелий и Дубний, так и 110-й элемент Дармштадтий был назван в честь города Дармштадт (Германия), в котором находится Центр изучения тяжелых ионов имени Гельмгольца GSI, где были синтезированы 6 новых элементов (107-112).
К концу прошлого века было открыто 20 искусственных трансурановых элементов. Было обнаружено, что ядерная стабильность трансурановых элементов резко уменьшается с увеличением их атомного номера. Считалось, что даже незначительное продвижение в область еще более тяжелых элементов приведет к пределу их существования, по существу, обозначит границу существования материального мира.
К концу 1990-х годов ученым в Лаборатории ядерных реакций в Дубне удалось продвинуться в синтезе сверхтяжелых элементов и в понимании проблемы их стабильности. Благодаря достигнутой высокой эффективности ускорения тяжелых ионных пучков и значительному улучшению экспериментальных методов впервые были синтезированы новые элементы с атомными номерами 113 – 118.
Для элемента с атомным номером 113 авторы его открытия из RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science (Japan) предложили название нихоний (nihonium) и символ Nh. Нихон ― один из вариантов японского произношения слова Япония и означает буквально «Страна восходящего солнца».
Для элемента с атомным номером 114 первооткрыватели предложили название Flerovium и символ Fl.
Для элемента с атомным номером 115 предложено название московий (moscovium) и символ Mc, а для элемента с атомным номером 117 ― теннесин (tennessine) и символ Ts. Оба наименования следуют традиции, они даны в честь места или географической области и предложены совместно первооткрывателями (авторами открытий) из Объединенного института ядерных исследований в Дубне (Россия), Окриджской национальной лаборатории (США), Университета Вандербильта (США) и Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (США).
Для элемента с атомным номером 116 предложенное имя является либерморием с символом Lv. Это снова соответствует традиции и присуждается Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (1952).
Для элемента с атомным номером 117 была принято название tennessine с символом Ts. Теннесси признает вклад региона Теннесси, включая Национальную лабораторию Ок-Ридж, Университет Вандербильта и Университет Теннесси в Ноксвилле, который изучает сверхтяжелые элементы, включая производство и химическое разделение уникальных целевых материалов актинида для сверхтяжелого элемента синтез в изотоническом реакторе ORNL с высоким потоком (HFIR) и в Центре развития радиохимического развития (REDC).
Для элемента с атомным номером 118 сотрудничающие команды первооткрывателей Объединенного института ядерных исследований, Дубна (Россия) и Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (США) предложили название oganesson и символ Og. Это предложение соответствует традиции почитания ученого и признает профессора Юрия Оганесяна за его новаторский вклад в исследование трансактиноидных элементов. Его многочисленные достижения включают открытие сверхтяжелых элементов и значительные успехи в ядерной физике сверхтяжелых ядер, в том числе экспериментальные данные для «острова стабильности».
Открывающий элемент 118 завершает 7-ю строку периодической таблицы. Ученые отмечают дальнейший прогресс в синтезе элементов восьмой линии с созданием в Дубне современного ускорительного комплекса - первого в мире завода сверхтяжелых элементов. Вопрос о границах Периодической таблицы элементов остается открытым.