Синтетичний хімічний елемент

Синтетичний хімічний елемент — один із 24 відомих хімічних елементів, які не зустрічаються в природі на Землі: вони були створені людськими маніпуляціями з елементарними частинками в ядерному реакторі, прискорювачі частинок або вибухом атомної бомби; тому їх називають «синтетичними», «штучними» або «створеними людиною». Синтетичними є елементи з атомними номерами 95–118, як показано фіолетовим кольором у супровідній періодичній таблиці:[1] ці 24 елементи вперше були створені між 1944 і 2010 роками. Механізм створення синтетичного елемента полягає в тому, щоб примусово ввести додаткові протони в ядро елемента з атомним номером нижче 95. Усі відомі (див.: Острів стабільності) синтетичні елементи є нестабільними, але вони розпадаються з різною швидкістю: період напіврозпаду їхніх ізотопів із найдовшим життям коливається від мікросекунд до мільйонів років.

Ще п’ять елементів, які спочатку були створені штучно, строго кажучи, не є синтетичними, оскільки пізніше вони були знайдені в природі в незначних кількостях: ₄₃Tc, ₆₁Pm, ₈₅At, ₉₃Np і ₉₄Pu, хоча іноді класифікуються як синтетичні поряд із виключно штучними елементами[2]. Перший, технецій, був створений у 1937 році[3]. Плутоній (Pu, атомний номер 94), вперше синтезований у 1940 році, є ще одним таким елементом. Це елемент з найбільшою кількістю протонів (атомний номер), який зустрічається в природі, але він відбувається в таких невеликих кількостях, що набагато практичніше його синтезувати. Плутоній відомий головним чином завдяки використанню в атомних бомбах і ядерних реакторах[4].

Жоден елемент з атомним номером понад 99 не має жодного застосування поза науковими дослідженнями, оскільки вони мають надзвичайно короткий період напіврозпаду, і тому ніколи не вироблялися у великих кількостях.

Властивості

Усі елементи з атомним номером понад 94 досить швидко розпадаються на легші елементи, так що будь-які їх атоми, які могли існувати під час формування Землі (приблизно 4,6 мільярдів років тому) давно розпалися[5][6]. Синтетичні елементи, які зараз присутні на Землі, є продуктом атомних бомб або експериментів із застосуванням ядерних реакторів або прискорювачів елементарних частинок шляхом ядерного синтезу або поглинання нейтронів[7].

Атомна маса природних елементів базується на середньозваженій кількості природних ізотопів у земній корі та атмосфері. Для синтетичних елементів не існує «природної кількості ізотопів». Тому для синтетичних елементів загальна кількість нуклонів (протони плюс нейтрони) найбільш стабільного ізотопу, тобто ізотопу з найдовшим періодом напіврозпаду, вказана в дужках як атомна маса.

Список синтетичних елементів

Наступні елементи не зустрічаються в природі на Землі. Усі вони є трансурановими елементами та мають атомні номери 95 і вище.

Назва елемента	Хімічний символ	Атомний Номер	Перший певний синтез
Америцій	Am	95	1944 рік
Кюрій	См	96	1944 рік
Берклій	Bk	97	1949 рік
Каліфорнія	Cf	98	1950 рік
Ейнштейній	Es	99	1952 рік
Фермій	Fm	100	1952 рік
Менделевій	Md	101	1955 рік
Нобелій	No	102	1966 рік
Лоуренсій	Lr	103	1961 рік
Резерфордій	Rf	104	1966 (СРСР), 1969 (США) *
Дубній	Db	105	1968 (СРСР), 1970 (США) *
Сіборгій	Sg	106	1974 рік
Борій	Bh	107	1981 рік
Гасій	Hs	108	1984 рік
Мейтнерій	Mt	109	1982 рік
Дармштадтій	Ds	110	1994 рік
Рентгеній	Rg	111	1994 рік
Коперницій	Cn	112	1996 рік
Ніхоній	Nh	113	2003–04 рр
Флеровій	Fl	114	1999 рік
Московій	Mc	115	2003 рік
Ліверморій	Lv	116	2000 рік
Теннессин	Ts	117	2010 рік
Оганессон	Og	118	2002 рік
* Спільна заслуга для відкриття.

Інші елементи, зазвичай отримувані шляхом синтезу

Усі елементи з атомними номерами від 1 до 94 зустрічаються в природі принаймні в слідових кількостях, але такі елементи часто виробляються шляхом синтезу: технецій, прометій, астат, нептуній і плутоній, які були відкриті шляхом синтезу до того, як були знайдені в природі.

Назва елемента	Хімічний символ	Атомний Номер	Перший певний відкриття	Відкриття в природі
Технецій	Tc	43	1937 рік	1962 рік
Прометій	Pm	61	1945 рік	1965 рік
Полоній	Po	84	1898 рік
Астат	At	85	1940 рік	1943 рік
Францій	Fr	87	1939 рік
Актиній	Ac	89	1902 рік
Протактиній	Pa	91	1913 рік
Нептуній	Np	93	1940 рік	1952 рік
Плутоній	Pu	94	1940 рік	1941–42 рр

Примітки

1. Kulkarni, Mayuri (15 червня 2009). A Complete List of Man-made Synthetic Elements. ScienceStuck. Процитовано 15 травня 2019.
2. See periodic table here for example.
3. WebElements Periodic Table » Technetium » historical information. www.webelements.com. Webelements. Процитовано 7 листопада 2019.
4. Bradford, Alina (8 грудня 2016). Facts About Plutonium. LiveScience. Процитовано 16 травня 2019.
5. Redd, Nola (November 2016). How Was Earth Formed?. Space.com. Процитовано 16 травня 2019.
6. Synthetic elements. Infoplease. Процитовано 16 травня 2019.
7. Kulkarni, Mayuri (15 червня 2009). A Complete List of Man-made Synthetic Elements. ScienceStuck. Процитовано 16 травня 2019.