Нобелий (No)
АктиноидТвердое вещество
Стандартная относительная атомная масса
[259]Электронная конфигурация
[Rn] 7s2 5f14Температура плавления
826,85 °CТемпература кипения
Нет данныхПлотность
9900 kg/m³Степени окисления
+2, +3Электроотрицательность (по Полингу)
1,3Энергия ионизации (1-я)
6,62621 eVГод открытия
1957Атомный радиус
Нет данныхПодробные сведения
Нобелий — синтетический актиноид с атомным номером 102. Он производится только в экспериментах на ускорителях частиц и изучается в количествах по одному атому. Подтверждённые изотопы с наибольшим временем жизни имеют периоды полураспада лишь в несколько минут, поэтому макроскопический образец или обычное материальное применение отсутствуют. В химическом отношении нобелий примечателен тем, что степень окисления +2 необычно стабильна для актиноида, в отличие от более распространённой степени +3 у многих соседних элементов.
Нобелий в земной коре в природе не встречается. Впервые он был синтезирован в 1966 году российскими учёными из Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Россия, под руководством Георгия Флёрова. Ранее заявленные сведения о синтезе «нобелия» начиная с 1957 года были признаны ошибочными. Этот элемент первоначально был назван в честь Альфреда Нобеля (рис. IUPAC.102.1), изобретателя динамита и основателя Нобелевских премий. Позднее название было сохранено из-за его широкого использования в научной литературе [636], [638]. Изотопы нобелия не имеют применений вне научных исследований.
Нобелий назван в честь Альфреда Нобеля.
В 1957 году группа ученых, работавших в Нобелевском институте физики в Стокгольме, Швеция, объявила об открытии нового элемента. Они получили этот новый элемент, который назвали нобелием, бомбардируя мишень из кюрия-244 ионами углерода-13 с помощью устройства, называемого циклотроном. Полученный ими изотоп имел период полураспада 10 минут. В 1958 году другая группа ученых — Альберт Гиорсо, Гленн Т. Сиборг, Торбьёрн Сиккеланд и Джон Р. Уолтон, работавшие в Лоуренсовской радиационной лаборатории в Беркли, Калифорния, — попыталась подтвердить открытие Нобелевского института. Им не удалось получить какой-либо изотоп нобелия с периодом полураспада 10 минут, однако они смогли получить нобелий-254 с периодом полураспада три секунды, бомбардируя кюрий-246 углеродом-12. Третья группа, работавшая в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, Россия, также не смогла воспроизвести работу Нобелевского института, но смогла подтвердить результаты группы из Беркли. В конечном итоге заслуга в открытии нобелия была отдана ученым, работавшим в Лоуренсовской радиационной лаборатории, которые решили сохранить название нобелий. Сегодня Лоуренсовская радиационная лаборатория известна как Лаборатория имени Лоуренса в Беркли. Наиболее стабильный изотоп нобелия, нобелий-259, имеет период полураспада около 58 минут. Он распадается в фермий-255 в результате альфа-распада, в менделевий-259 через электронный захват или в результате спонтанного деления.
Назван в честь Альфреда Нобеля, изобретателя динамита. Нобелий был однозначно открыт и идентифицирован в апреле 1958 года в Беркли А. Гиорсо, Т. Сиккеландом, Дж. Р. Уолтоном и Г. Т. Сиборгом, которые использовали новый метод двойного отдачи. Для бомбардировки тонкой мишени из кюрия (95%244Cm и 4.5% 246Cm) ионами 12C был использован линейный ускоритель тяжелых ионов (HILAC) для получения 102No согласно реакции 246Cm(12C, 4n).
В 1957 году исследователи в Соединенных Штатах, Великобритании и Швеции объявили об открытии изотопа элемента 102 с периодом полураспада 10 минут при 8.5 МэВ в результате бомбардировки 244Cm ядрами 13C. На основании этого эксперимента название нобелий было присвоено и принято Комиссией по атомным массам Международного союза теоретической и прикладной химии.
Принятие названия было преждевременным, поскольку и российские, и американские исследования теперь полностью исключают возможность существования какого-либо изотопа элемента 102 с периодом полураспада 10 мин вблизи 8.5 МэВ. Ранние работы 1957 года по поиску этого элемента в России, в Институте Курчатова, были испорчены отнесением к нему альфа-излучения с энергией 8.9 +/- 0.4 МэВ и периодом полураспада от 2 до 40 с, что было слишком неопределенным, чтобы служить основанием для заявлений об открытии.
Подтверждающие эксперименты в Беркли в 1966 году показали существование 254102 с периодом полураспада 55 с, 252102 с периодом полураспада 2.3 с и 257102 с периодом полураспада 23 с.
Следуя традиции, предоставляющей право давать название элементу его открывателю(ям), группа из Беркли в 1967 году предложила сохранить поспешно данное название нобелий вместе с символом No.
Объемный внешний вид нобелия неизвестен, поскольку его никогда не выделяли в виде видимого образца. Металлический нобелий ожидается как плотный серебристый актинидный металл по аналогии с соседними элементами, но это предсказание, а не наблюдаемое свойство.
Нобелий не имеет практического применения вне научных исследований. Отдельные атомы получают для изучения ядерной стабильности тяжелых элементов, цепочек распада и релятивистских эффектов в химии актиноидов. Его изотопы также служили звеньями при идентификации продуктов распада более тяжелых синтетических элементов. Эти применения основаны на быстром радиохимическом разделении и регистрации излучения, а не на массовом нобелии в виде металла или соединений.
Поскольку за все время было получено лишь ничтожное количество нобелия, в настоящее время он не имеет применений за пределами фундаментальных научных исследований.
Применение изотопов элемента Nobelium (No) будет здесь.
Химия нобелия была изучена главным образом в водных трассерных экспериментах. Двухвалентный ион No²⁺ является наиболее надежно установленной химически отличительной формой и в некоторых разделениях ведет себя скорее как ионы щелочноземельных элементов, чем как типичные трехвалентные актиниды. Трехвалентный ион No³⁺ также известен, но в восстановительных водных системах он менее предпочтителен. Конкретные объемные соединения, такие как хлорид нобелия(II), NoCl₂, или оксид нобелия(III), No₂O₃, не были выделены как макроскопические материалы; их свойства выводятся из следовой химии и теории.
See more information at the Nobelium compound page.
Все известные изотопы нобелия радиоактивны, и несколько из них распадаются посредством альфа-излучения или спонтанного деления. Элемент получают в количествах, слишком малых для создания обычных химических опасностей вне специализированных лабораторий, однако радиационные меры предосторожности необходимы при работах по получению и детектированию. Меры безопасности зависят от конкретного изотопа, поскольку периоды полураспада и режимы распада сильно различаются.
Нобелий не имеет подтвержденного природного экологического резервуара. Любые атомы, полученные на Земле, являются искусственными и распадаются быстро по сравнению с геологическими или экологическими временны́ми масштабами. Поскольку в защищенных исследовательских установках получают лишь атомные количества, нобелий не играет известной роли в биогеохимических циклах и не демонстрирует наблюдаемого поведения при экологическом переносе как массовый загрязнитель.
Нобелий не является товаром и не имеет коммерческой цепочки поставок. Его получают путем бомбардировки тяжелых актинидных мишеней, обычно изотопов кюрия или калифорния, ускоренными легкими ионами в условиях, оптимизированных для получения требуемого изотопа. Выходы производства чрезвычайно малы, а разделение должно происходить быстро из-за радиоактивного распада. Ограничивающими факторами являются доступ к ускорителю, редкие материалы мишеней, радиохимическая экспертиза и время детектирования, а не рыночный спрос, переработка или замещение.
Получают бомбардировкой кюрия-13
Не ожидается, что нобелий будет иметь устойчивую космическую распространённость. Известные изотопы слишком короткоживущи, чтобы сохраниться от звёздного нуклеосинтеза до настоящего времени, и стабильный изотоп неизвестен. Если бы он кратковременно образовывался в экстремальных нейтронно-богатых событиях или в искусственных ядерных реакциях, нобелий быстро распадался бы на более лёгкие ядра.
- Нобелий был назван в честь Альфреда Нобеля, изобретателя и промышленного химика, связанного с Нобелевскими премиями.
- Изотоп ²⁵⁹No относится к числу наиболее долгоживущих известных изотопов нобелия, с периодом полураспада около часа.
- Нобелий помог показать, что степень окисления +2 может стать сильно стабилизированной в конце ряда актинидов.
- Большинство экспериментов с нобелием фиксируют события распада отдельных атомов, а не взвешивание образца.
Изображения
Свойства
Физические свойства
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 246 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
- Плотность
- 9900 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
- Фаза при стандартных температуре и давлении
- Твёрдое вещество Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
- Температура плавления
- 826,85 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
Химические свойства
- Электроотрицательность (по Полингу)
- 1,3 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
- Сродство к электрону
- -2,36 eV (отрицательное значение — присоединение электрона энергетически невыгодно)
- Энергия ионизации (1-я)
- 6,62621 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (2-я)
- 12,930045 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (3-я)
- 25,800089 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (4-я)
- 41,500143 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (5-я)
- 60,000207 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
- Степени окисления
- +2, +3 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
- Валентные электроны
- 3 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
- Электронная конфигурация
- [Rn] 7s2 5f14
Термодинамические свойства
- Теплота сублимации
- 4,042079 eV
- Теплота атомизации
- 4,042079 eV
Ядерные свойства
- Протоны
- 102 Сравнить Протоны у всех элементов →
- Нейтроны
- 159 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
- Известные изотопы
- 17 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
- Стабильные изотопы
- 0 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
- Массовое число (наиболее стабильный изотоп)
- 259
- Наиболее стабильный изотоп
- No-261
- Год открытия
- 1957
Распространённость
Нет данных
Кристаллическая структура
Нет данных
Электронная структура
- Электроны по оболочкам
- 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →
Идентификаторы
- Номер CAS
- 10028-14-5 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
- Символ терма
- 1S0
- InChI
- InChI=1S/No
- Ключ InChI
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измеренные
No: 5f¹⁴ 7s²[Rn] 5f¹⁴ 7s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹⁴ 7s²Модель атома
Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.
Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.
Атомный отпечаток
Спектр излучения / поглощения
Распределение изотопов
Стабильных изотопов нет.
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 251 Радиоактивный | 251,08894 ± 0,00012 | Нет данных | 800 мс |
| 260 Радиоактивный | 260,10264 ± 0,00022 | Нет данных | 106 мс |
| 259 Радиоактивный | 259,10103 ± 0,00011 | Нет данных | 58 минуты |
| 249 Радиоактивный | 249,0878 ± 0,0003 | Нет данных | 57 us |
| 254 Радиоактивный | 254,090956 ± 0,000011 | Нет данных | 51.2 секунды |
Фаза / агрегатное состояние
Причина: на 801,9 °C ниже температуры сублимации (826,85 °C)
Схематично, без соблюдения масштаба
Температуры фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия, необходимая для сублимации 1 моль вещества при температуре сублимации
Плотность
При стандартных условиях
При стандартных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 102. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Данные об энергетических уровнях ?
| Ион | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| No I | 0 | 2 |
| No II | +1 | 2 |
| No III | +2 | 2 |
| No IV | +3 | 2 |
| No V | +4 | 2 |
| No VI | +5 | 2 |
| No VII | +6 | 2 |
| No VIII | +7 | 2 |
| No IX | +8 | 2 |
| No X | +9 | 2 |
Данные о кристаллической структуре отсутствуют
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +2 | 6 | Нет данных | 110.00000000000001 пм |
| +3 | 9 | Нет данных | 108.5 пм |
Соединения
Изотопы (5)
Ten isotopes are now recognized, one of which 255102 has a half-life of 3 minutes.
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада | Тип распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 251 Радиоактивный | 251,08894 ± 0,00012 | Нет данных | 800 мс | α =83±1.6%β+ ?SF<0.3% | |
| 260 Радиоактивный | 260,10264 ± 0,00022 | Нет данных | 106 мс | SF =100% | |
| 259 Радиоактивный | 259,10103 ± 0,00011 | Нет данных | 58 минуты | α =75±0.4%ε =25±0.4%SF<10% | |
| 249 Радиоактивный | 249,0878 ± 0,0003 | Нет данных | 57 us | β+ ?α ? | |
| 254 Радиоактивный | 254,090956 ± 0,000011 | Нет данных | 51.2 секунды | α =90±0.1%β+ =10±0.1%SF =0.17±0.2% |
Расширенные данные о свойствах
Ковалентные радиусы (расширенные данные)
- Ковалентный радиус (по Пююккё)
- 176 pm
Ван-дер-ваальсовы радиусы
- UFF
- 324,8 pm
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- 40
- Pettifor
- 35
- Glawe
- 46
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- 0
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- 110 a.u.
- Дипольная поляризуемость (неопределённость)
- 6 a.u.
Фазовые переходы и аллотропные модификации
| Температура плавления | 1100,15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Подробные данные о кристаллических радиусах (2)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Происхождение |
|---|---|---|---|---|
| 2 | VI | 124 | estimated, | |
| 3 | IX | — | 122,5 |
Типы распада изотопов (39)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 248 | SF | — |
| 249 | B+ | — |
| 249 | A | — |
| 250 | SF | 100% |
| 250 | A | — |
| 250 | B+ | — |
| 251 | A | 83% |
| 251 | B+ | — |
| 251 | SF | 0,3% |
| 252 | A | 67,6% |
Дополнительные данные
Оценочная распространённость в земной коре
The estimated element abundance in the earth's crust.
Оценочная распространённость в земной коре
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Nobelium https://education.jlab.org/itselemental/ele102.html
Оценочная распространённость в океане
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Оценочная распространённость в океане
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Nobelium https://education.jlab.org/itselemental/ele102.html
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Nobelium.
The element property data was retrieved from publications.