Nobēlijs

Nobēlijs
102	2; 8; 32; 32; 18; 8; 2
	No; [259] g/mol
	[Rn]5f147s2
Oksidēšanas pakāpes	+2, +3
Elektronegativitāte	1,3
Blīvums	9940 kg/m3
Kušanas temperatūra	1100 K (827 °C)

Nobēlijs ir mākslīgs ķīmiskais elements ar simbolu No un atomskaitli 102. Tas ir radioaktīvs transurāna elements (aktinīds). Tas dabā nav sastopams un tiek sintezēts laboratorijas apstākļos, parasti bombardējot kiriju ar oglekļa joniem elementārdaļiņu paātrinātājā. Elements nosaukts par godu Alfrēdam Nobelam. Tā ķīmiskās īpašības ir līdzīgas citiem aktinīdu grupas elementiem, un to galvenokārt izmanto zinātniskos pētījumos, īpaši kodolfizikā. Stabilākais nobēlija izotops ir ²⁵⁹No, tā pussabrukšanas periods ir 58 minūtes. Nobēlija oksidēšanas pakāpes ir +2 un +3.

Vēsture

Nobēlijs nosaukts par godu Alfrēdam Nobelam

Dabā nobēlijs nav sastopams. 1957. gadā starptautiska zinātnieku komanda, kas strādāja Nobela fizikas institūtā, Stokholmā, ziņoja, ka ir ieguvuši 102. ķīmisko elementu.^[1] 1958. gadā amerikāņu zinātnieki no Kalifornijas Universitātes ziņoja, ka ir ieguvuši 102. ķīmisko elementu, bombardējot kiriju ar oglekļa joniem elementārdaļiņu paātrinātājā. Tajā pašā gadā arī Padomju Savienībā zinātnieku grupa no Dubnas apvienotā kodolpētījumu institūta (Georgija Fļorova vadībā) ziņoja par līdzīgiem rezultātiem.

Taču drīz pēc tam sākās diskusijas par Stokholmas zinātnieku grupas rezultātu ticamību, jo citas pētniecības grupas no Amerikas Savienotajām Valstīm un Padomju Savienības nespēja atkārtot un iegūt tādus pašus rezultātus. Elementa eksistence tika galīgi apstiprināta 1958. gadā Lorenca Bērkli Nacionālajā laboratorijā (Lawrence Berkeley National Laboratory), kur zinātnieki izmantoja uzlabotas metodes, lai sintezētu un identificētu nobēlija atomus. 1992. gadā Starptautiskā teorētiskās un praktiskās ķīmijas savienība (IUPAC) par pirmatklājējiem oficiāli atzina Dubnas apvienotā kodolpētījumu institūta fiziķus.

Elements nosaukts par godu zviedru ķīmiķim Alfrēdam Nobelam, dinamīta izgudrotājam un Nobela prēmijas dibinātājam. Tomēr nosaukuma izvēle sākotnēji izraisīja diskusijas starp zinātniekiem. Daži uzskatīja, ka elements jādēvē citādāk, lai novērstu neskaidrības ar citiem nosaukumiem, savukārt citi uzsvēra Alfreda Nobela ieguldījumu zinātnē un kultūrā, kā arī elementa atklāšanas saistību ar Zviedriju. Galu galā nosaukums ‘nobēlijs’ kļuva par starptautiski atzītu elementa nosaukumu.

Izotopi

Nobēlijam ir 17 izotopi, kuru masas skaitļi svārstās no 248 līdz 264, kā arī vairāki kodolizomēri.^[2] Visi nobēlija izotopi ir radioaktīvi, un to pussabrukšanas periodi ir relatīvi īsi. No tiem stabilākais ir ar atommasu 259, kura pussabrukšanas periods ir 58 minūtes.^[2] Šis izotops sabrūk, izstarojot alfa daļiņas, kas ir raksturīga īpašība lielākajai daļai nobēlija izotopu. Citi izotopi ir ar ievērojami mazāku pussabrukšanas peridodu. Nobēlija–255 pussabrukšanas periods ir 3,52 minūtes.^[2]

Nobēlija izotopi tiek izmantoti galvenokārt kodolfizikas pētījumos. To sintēze un izpēte palīdz zinātniekiem labāk izprast smago elementu uzvedību un stabilitāti. Šie pētījumi sniedz ieskatu periodiskās tabulas paplašināšanā, jo nobēlija ķīmiskās un fizikālās īpašības tiek salīdzinātas ar citiem aktinīdu grupas elementiem. Papildus tam nobēlija izotopu izpēte ļauj eksperimentēt ar kodolreakcijām, kas nepieciešamas supersmago elementu sintezēšanai. Lai gan šiem pētījumiem nav praktiska pielietojuma ārpus zinātniskās pētniecības, tie ir būtiski, lai saprastu kodolķīmisko procesu fundamentālos principus.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Nobēlijs ir mākslīgs ķīmiskais elements ar atomskaitli 102, kas periodiskajā tabulā pieder pie aktinīdu grupas. Tā precīzas fizikālās īpašības ir grūti noteikt, jo elements pastāv ļoti nelielos daudzumos un ir ārkārtīgi īslaicīgs. Tomēr, balstoties uz teorētiskiem aprēķiniem un līdzību ar citiem aktinīdiem, ir iespējams veikt dažus pieņēmumus. Piemēram, nobēlija aprēķinātais blīvums ir aptuveni 9,9 g/cm³, kas ir līdzīgs citiem smagajiem aktinīdiem. Tiek lēsts, ka nobēlija kušanas temperatūra ir aptuveni 827 °C, taču precīzs mērījums nav veikts. Nobēlijs, iespējams, ir sudrabaini metālisks, kā vairums aktinīdu.

Ķīmiskajās īpašībās nobēlijs parāda līdzības ar citiem aktinīdiem un, zināmā mērā, ar lantanīdiem. Tā elektronu konfigurācija ir [Rn]5f¹⁴7s², kas norāda uz pilnībā aizpildītu 5f apakšlīmeni. Šī īpašība padara nobēliju par unikālu starp aktinīdiem, jo tas izceļas ar stabilu f-elektronu konfigurāciju. Nobēlijs visbiežāk sastopams ar oksidēšanas pakāpi +2 un +3, līdzīgi kā citi aktinīdi. Eksperimentāli ir pierādīts, ka oksidēšanas pakāpe +2 ir stabilāka nekā +3, kas ir neparasti aktinīdu grupai. Nobēlijs reaģē ar skābekli, veidojot oksīdus, un ar ūdeni, lai veidotu hidroksīdus, līdzīgi kā citi smagie aktinīdi.

Periodiskajā tabulā nobēlijs atrodas 7. periodā un aktinīdu sērijā, starp mendeļejeviju (Md) un lourensiju (Lr). Tā ķīmiskās īpašības ir rūpīgi pētītas, lai labāk izprastu pāreju no aktinīdiem uz transaktinīdiem. Nobēlija un citu smago elementu īpašību izpēte palīdz paplašināt zināšanas par smago elementu ķīmiju un to mijiedarbību.