стали называть уннилпентиумом (Unp). Правда, похоже, что эти рекомендации Международный союз по прикладной и теоретической химии больше сделал для очистки совести – все мои студенческие годы в стенах аудиторий химического факультета Казанского университета (впрочем, так же как и Московского, Новосибирского, Нижегородского, Харьковского и Одесского – говорю о тех университетах, в которых в студенческие годы мне удалось побывать лично) №105 назывался «нильсборием», а в Периодической системе из США, которую в 1987 году привез мой сокурсник, участник Международной олимпиады по химии, он был «ганием». В 1994 году комиссия ИЮПАК решила добавить путаницы и предложила назвать №105 жолиотием (Jl), но уже не в честь Ирен Жолио-Кори (как это предложил Флёров для №102), а её мужа, тоже Нобелевского лауреата Фредерика Жюлио-Кюри. Предложение не прошло, но говорят, что какое-то количество периодических систем с этим названием и этим символом было напечатано, хотя такую версию таблицы лично я не видел.
В конечном итоге в 1997 году рабочая группа ИЮПАК по трансфермиевым элементам приняла соломоново решение, заявив, что и Беркли, и Дубна внесли «равный существенный вклад» в открытие элементов №104 и №105, а, поскольку вклад Национальной лаборатории имени Лоуренса уже был признан за счёт утверждения их названия для элемента №104 – резерфордия, элемент №105 следует назвать дубнием (Db) в честь наукограда, в котором расположен Объединённый институт ядерных исследований.
Хотя дубний был получен в количестве нескольких десятков атомов, небольшая информация о его химических свойствах всё же доступна. Предполагается, что в водном растворе дубний проявляет степень окисления +5 – ионы дубния, содержащиеся в водном растворе, адсорбируются стеклом, как и ионы ниобия и тантала, но такое поведение несвойственно производным лантаноидов и актиноидов в степени окисления +3 и +4. Результаты расчётов и некоторые экспериментальные свидетельства позволяют говорить о том, что дубний больше похож по свойствам на ниобий, нежели на близко расположенный к нему в Периодической системе тантал, вероятно, это, как и для многих других тяжёлых элементов, объясняется релятивистскими эффектами – следствием закономерностей специальной теории относительности.
106. Сиборгий
В Периодической системе есть немало элементов, названных в честь ученых, стоявших у основ создания теории строения атома – Эрнста Резерфорда, Марии Кюри, Энрико Ферми, Нильса Бора, но только двум элементам были даны названия при жизни учёных-«крестников». В 1997 году в честь признания заслуг Сиборга его именем был назван элемент №106 – сиборгий (Sg), и Сиборг прижизненно стал первым из двух «людей и химических элементов». Вторым человеком, в честь которого назвали химический элемент при его жизни, стал наш российский физик-ядерщик Юрий Цолакович Оганесян, в честь которого в 2016 году назван элемент №118 – оганессон (Og).
Сиборг прожил яркую и насыщенную жизнь. Он участвовал в разработке ядерного оружия и атомной энергетики, участвовал в открытии (получении) десяти новых химических элементов. Под его руководством было защищено почти семь десятков диссертаций, он был автором или соавтором пятисот научных статей, научным советником десяти Президентов США и даже участвовал в написании школьного учебника по химии и методических рекомендаций к нему для учителей химии, и его коллеги из Университета Калифорнии в Беркли считали его очевидным кандидатом для увековечения в Периодической системе. Случай представился, когда радиохимикам из Беркли удалось доказать свой приоритет в синтезе элемента №106. Они получили его в 1974 году, бомбардируя мишень из калифорния 249Cf ядрами кислорода 18O. Полученный элемент подвергался двум последовательным α-распадам, превращаясь в 259Rf, а затем – в 255No (Physical Review Letters. – 1974. – Т. 33, № 25. – С. 1490—1493). Одновременно и независимо работавшая в ОИЯИ группа Георгия Николаевича Флёрова и Юрия Цолаковича Оганесяна опубликовала сообщение о синтезе элемента №106 в результате слияния ядер свинца и хрома (Письма в ЖЭТФ. – 1974. – Т. 20, № 8. – С. 580–585). В 1993 году рабочая группа по трансфермиевым элементам ИЮПАК пришла к выводу, что материалы, предоставленные учеными из Беркли, в большей степени позволяют говорить о приоритете американской команды.
Как только приоритет в синтезе элемента №106 был отдан исследователям из Национальной лаборатории имени Лоуренса, они предложили назвать его сиборгием (Sg). ИЮПАК не оценил идею, сказав, что нет такой традиции называть элементы в честь людей прижизненно. Подключившееся к разбирательствам Американское химическое общество сказало, что в правилах ИЮПАК нет официального запрета на то, чтобы называть элементы в честь живых людей, и напомнило, что механизм названия элемента №100 фермием был запущен ещё при жизни Энрико Ферми. Комиссия по номенклатуре ИЮПАК вняла доводам американцев и в начале декабря 1997 года закрепила за элементом №106 название сиборгий, сделав Глену Сиборгу и команде Беркли рождественский (а может, новогодний) подарок.
В канун 1998 года в почтовые службы разных стран мира люди стали приносить поздравительные открытки, в которых вместо почтового адреса стояли четыре пары букв: Sg, Bk, Cf, Am. Возможно, часть этих открыток затерялась, но большая их часть всё же была исправно доставлена – таким образом люди, знакомые с химией, поздравляли Сиборга с тем, что он прижизненно «прописался» в Периодической системе. Адрес расшифровывался так: Сиборгу – Беркли – Калифорния – Америка. Остальные элементы, которыми был зашифрован адрес, – берклий, калифорний и америций – как было описано выше, получены при непосредственном участии Глена Сиборга.
Что же представляет собой сиборгий? Он является близким аналогом молибдена и вольфрама. Известно, что он проявляет степень окисления +6, образуя очень летучий гексафторид (SgF6), а также умеренно летучий гексахлорид (SgCl6) и оксихлориды SgO2Cl2 и SgOCl4 – соединения, аналогичные соединениям других элементов группы хрома.
Единственной другой степенью окисления сиборгия, кроме +6, является нулевая степень окисления. В 2014 году было показано, что сиборгий, аналогично своим трем более легким соседям по группе, образующим гексакарбонильные комплексы, даёт летучий гексакарбонилсиборгий(0) Sg(CO)6, который так же летуч, как и его аналоги (Science, 2014: Vol. 345, Issue 6203, Р. 1491–1493).
107. Борий
Может возникнуть вполне резонный вопрос – зачем тратить столько времени, сил и ресурсов на синтез трансфермиевых элементов? Их сложно синтезировать, но, как показывает практика, их получение представляет собой более простой процесс, чем изучение их химических свойств. Получают их в таких количествах, что можно не только не думать об их практическом применении, но и даже нельзя полноценно применять термин «период полураспада», который является статистической величиной и может применяться к сотням и больше тысяч атомов, с определённой натяжкой – к сотням и никогда к десяткам (чтобы осознать, что такое статистическая величина, представьте: если вы будете кидать монету тысячу раз, то около пятисот раз выпадет «орёл» и около пятисот раз «решка», но если вы кинете ту же монету десять раз, вряд ли она упадет вверх «орлом» ровно пять раз). Тем не менее синтез новых элементов и изучение их свойств, – это не просто «химическое коллекционирование» и заполнение пустых клеток: эксперименты по синтезу сверхтяжёлых элементов позволяют проверить и уточнить теоретические выкладки, и элемент №107 сыграл в изучении Периодического закона особую роль.
Особенность элемента №107, бория, в том, что это первый искусственный химический элемент, полученный с помощью холодного слияния ядер. Суть холодного слияния в том, что эта методология сталкивает мишени и ядра атомов с относительно низкой энергией возбуждения (всего лишь с меньшей энергией, чем 20 МэВ). Понижение энергии столкновения нужно, чтобы дочернее ядро – продукт слияния – не обладало избытком энергии и не разрушалось бы сразу после образования, не давая возможности себя обнаружить. Естественно, что холодное слияние протекает не при комнатной температуре (для слияния атомных ядер нужна энергия, эквивалентная температурам в десяток миллионов градусов), и его не нужно путать с псевдонаучной концепцией «холодного ядерного синтеза», анонсированного в 1989 году в сообщении Мартина Флейшмана и Стенли Понса об электрохимически индуцированном превращении дейтерия в тритий или гелий в условиях электролиза на палладиевом электроде или так называемой «биологической трансмутации».
О синтезе элемента № 107 впервые сообщила в 1976 году группа Юрия Цолаковича Оганесяна – исследователи изучали спонтанное деление продуктов реакции слияния ядер висмута 209Bi и хрома 54Cr. Как показали дальнейшие исследования изотопов элементов 107, 105 и 104, в реакции 209Bi+54Cr действительно рождаются ядра 261Bh и 262Bh, но многие выводы, сделанные в 1976 году группой из ОИЯИ, оказались ошибочными. Первый успешный синтез бория с помощью холодного слияния был осуществлен в Центре по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца в немецком городе Дармштадте – исследователи сталкивали те же ядра, что и учёные из Дубны, но при меньших энергиях, в результате чего было получено несколько изотопов элемента № 107, в том числе и 270Bh с периодом полураспада в 61 секунду.
В сентябре 1992 года учёные Дармштадта и Дубны, изучавшие элемент №107 совместно, договорились, что его следует назвать «нильсборий» в честь датского физика Нильса Бора. В 1993 году рабочая группа по трансфермиевым элементам ИЮПАК признала приоритет немецкой группы, а в 1994 году в своей рекомендации предложил название «борий», так как названия химических элементов не было принято образовывать из имени и фамилии учёного. Это предложение было окончательно утверждено в 1997 году (