Новые названия новых элементов

Чтобы рассказать о химическом элементе, нужно как минимум знать его название. И если с элементами «первой сотни» все в порядке, то с названиями новых элементов «второй сотни» возникли проблемы. Надо сказать, что газета «Химия» регулярно отслеживает ситуацию в области приоритетных баталий. Предварительные предложения о названиях элементов № 102–109 были нами опубликованы в № 42 за 1994 г. Можно надеяться, что изложенные в статье Э.Ракова события вносят окончательную ясность в этот вопрос и ставят точку в споре, в который оказались вовлеченными ученые разных стран.

Для элементов-102 и -103 сохраняются устоявшиеся названия: «нобелий» и «лоуренсий».

Названия же элементов № 104–109 изменились (см. таблицу) по сравнению с теми, что приведены в нашей первой публикации за 1994 г. Эти названия, утвержденные комитетом ИЮПАК в 1997 г., надеемся, являются окончательными.

В периодической таблице Д.И.Менделеева сегодня 112 химических элементов. Мало-мальски знакомого с химией человека уже не удивляет, что каждый из вновь открываемых (получаемых искусственно) элементов находит в этой таблице свое единственное место. На элементе с порядковым номером 103 закончилась серия актиноидов. Элемент-104 закономерно попал в IV группу, элемент-105 – в V, элемент-106 – в VI, элемент-107 – в VII. Синтезированные элементы-108, -109 и -110, которые по введенной Менделеевым традиции следовало бы назвать экаосмием, экаиридием и экаплатиной, пополнили подгруппу платиновых металлов. Элемент-111 – переходный металл I группы (какие замечательные химические свойства можно было бы открыть у аналога золота, если бы этот аналог был устойчивым к радиоактивному распаду!). Элемент-112 – переходный металл II группы, аналог ртути.

Каковы же имена новых элементов? Оказывается, со многими из них произошла непростая история, замешенная на политике и научных амбициях. Длилась она не одно десятилетие и только в 1997 г. частично завершилась.

Прежде чем перейти к этой истории, вспомним происхождение большинства названий химических элементов.

Восемь химических элементов – золото, серебро, железо, медь, свинец, олово, ртуть и сера – известны с доисторических времен и тогда же получили свои названия. Эти названия самостоятельны в каждом языке или группе родственных языков (например, в славянской группе).

Для описанного в средневековый период мышьяка эта традиция сохраняется, а название для висмута заимствовано из немецкого языка и становится единым для большинства европейских языков. Названия элементов, открытых в XVII, XVIII и XIX вв., за редким исключением (в русском языке – водород, кислород, кремний, сурьма и углерод), имеют в европейских языках одну языковую основу. В ХХ в. названия с общей основой принимаются и многими азиатскими языками, становятся общемировыми.

Названия химических элементов образованы в соответствии с несколькими принципами:

1) по характерным свойствам (азот – нежизненный, актиний – активный, аргон – недеятельный, астат – неустойчивый, барий – тяжелый, бром – зловонный, водород – рождающий воду, йод – фиолетовый, иридий – радужный, кислород – составная часть кислот, криптон – скрытый, ксенон – чуждый, молибден – по способности писать на бумаге (подобно свинцу), неон – новый, осмий – пахучий, платина – похожая на серебро, радий, радон – излучающий, родий – розовый, рубидий – темно-красный, таллий – зеленый, технеций – искусственный, углерод – рождающий уголь, фосфор – светящийся, фтор – разрушительный, хлор – желто-зеленый, хром – цветной, цезий – небесно-голубой);
2) по природному источнику (алюминий – от латинского названия квасцов, бериллий – по минералу берилл, бор – по минералу бура, вольфрам (по-английски «тангстен») – по одноименному минералу, кадмий – по названию цинковой руды, калий и кальций – от арабского названия золы, кремний – от древнегреческого слова kremnos – «скала», литий – от греческого слова lithos – «камень», никель – по названию минерала, сурьма – от турецкого названия порошка для чернения бровей, цирконий – по минералу циркон);
3) по именам древних богов и героев мифов или по названиям небесных объектов (ванадий, гелий, нептуний, ниобий, палладий, плутоний, прометий, селен, тантал, теллур, титан, торий, тулий, уран, церий); название «кобальт» происходит от древнего имени злого духа рудокопов и металлургов – кобольда;
4) по названию континента, страны, города, местности, реки (америций – Америка, европий – Европа, германий – Германия, полоний – Польша, рутений – Россия, франций – Франция, рений – река Рейн; сюда же относятся: берклий, галлий, гафний, гольмий, иттербий, иттрий, калифорний, лютеций, скандий, стронций, тербий, эрбий).

В соответствии с первым принципом, как полагают, назван и висмут, в переводе с древнегерманского «белая масса», а также индий – от названия красителя индиго. Впервые же этот принцип был введен с открытием фосфора в 1669 г.

Второй и третий принципы образования названий появились примерно только через столетие после первого, с открытием никеля, вольфрама, а затем теллура и урана.

Четвертый способ наименования обязан своим появлением открытию в 1794 г. иттрия. Наибольшее число таких названий связано со Швецией, где было открыто 20 элементов. Только по имени городка Иттербю, около которого в 1788 г. был обнаружен минерал бастнезит, названы четыре элемента: иттрий, иттербий, тербий и эрбий. Сюда же надо добавить гольмий – наименование его происходит от латинского названия Стокгольма, и скандий, получивший свое имя в честь Скандинавии.

В 1944 г. новый химический элемент – кюрий – первым среди элементов был назван в честь ученых – Пьера Кюри и Марии Склодовской-Кюри. С этих пор все новые химические элементы, кроме прометия, стали получать свои названия только в соответствии с двумя позднейшими принципами – географическим и именным. По имени городка Беркли, пригорода Сан-Франциско, с его радиационной лабораторией имени Э.О.Лоуренса, а также штата, где расположен Сан-Франциско, названы синтезированные в 1949 г. и 1950 г. берклий и калифорний.

Имена выдающихся физиков были увековечены в названиях «эйнштейний» (получен искусственно в 1952 г.), «фермий» (1953), «менделевий» (1955).

Названия предлагались научными коллективами, первыми получившими новый элемент и сумевшими показать его химическую индивидуальность. Мировое сообщество принимало такие названия без возражений. Однако так продолжалось лишь до тех пор, пока монополия США по открытию новых элементов не оказалась нарушенной исследователями Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна).

В 1964 г. ученые ОИЯИ объявили о синтезе одного из изотопов нового, 104-го элемента и показали, что по химическим свойствам – это аналог элемента IV группы гафния. Открытие курчатовия – такое название было предложено академиком Г.Н.Флеровым и его сотрудниками для нового элемента – имело принципиальное значение для химии и ее основного закона, поскольку подтвердило близость актиноидов и лантаноидов, позволило уверенно говорить об электронном строении неустойчивых химических элементов. Более того, стало очевидным, что элемент-103 должен принадлежать к группе актиноидов, что и подтвердилось после его синтеза в Дубне в 1965 г.

Вслед за курчатовием через несколько лет в Дубне был синтезирован и элемент-105, названный дубнинцами в честь Н.Бора нильсборием. Несколько позднее открытие элементов-104 и -105 подтвердили американские ученые синтезами, которые они провели в Беркли в 1969 г. и 1974 г. Ученые ОИЯИ выделили очень неустойчивые изотопы того и другого элемента, в то время как американские, имея информацию о работах в Дубне и используя иные ядерные реакции, сумели синтезировать сравнительно более долгоживущие изотопы. Казалось бы, чем боRльшие трудности приходилось преодолевать (а изучить свойства элемента по изотопам, имеющим период полураспада 0,1 с и 1,6 с, очень трудно), тем выше и заслуги исследователей. Это так, но...

Шла холодная война, шла по всем направлениям, и все, что исходило от одной стороны, обязательно принижалось или очернялось другой. Американцы назвали элемент-104 резерфордием в честь Э.Резерфорда, а элемент-105 – ганием в честь немецкого физика О.Гана.

Более того, впервые выделенные в Дубне элементы-102 и -103 и названные нашими учеными жолиотием в честь Ф.Жолио-Кюри и дубнием, американскими учеными были названы нобелием (А.Б.Нобель) и лоуренсием (Э.О.Лоуренс).

Подобная ситуация сложилась и с элементом-106, об открытии которого мир также впервые услышал в 1974 г. из Дубны. И снова был получен изотоп с необычайно коротким периодом полураспада – всего 7 мс (миллисекунд!). А.Гиорсо (Беркли) выделил изотоп этого элемента с периодом полураспада 0,9 с.

Приоритет открытия элемента-107 с 1976 г. оспаривали также два города – Дубна (СССР) и Дармштадт (ФРГ), причем в Германии использовали ту же реакцию, что и в России, но получили другой изотоп.

В российских научно-популярных журналах появлялись также статьи о том, что вот-вот завершатся успехом поиски ранее неизвестного природного трансуранового элемента. Поиски велись в некоторых уникальных геологических образованиях. Было даже предложено название этого элемента. Однако надежные данные о выделении так и не появились.

Спор от приоритете открытия новых элементов вызвал необходимость тщательного и авторитетного анализа научных публикаций. Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) и Международным союзом теоретической и прикладной физики (ИЮПАП) в середине 1980-х гг. была создана специальная рабочая группа экспертов (химикам без физиков трудно разобраться в ядерных реакциях), которая сформулировала четкие условия признания приоритета открытия нового элемента.

Ученые Дубны и вместе с ними вся Россия могли быть удовлетворены: приоритет Дубны в открытии элементов со 102-го по 106-й по этим условиям признан бесспорным, лишь первенство синтеза элемента-107 оставалось признать за Дармштадтом.

Казалось бы, и российские предложения по названиям элементов должны быть признаны. Случилось, однако, несколько иначе...

Чтобы положить конец старым спорам, в ИЮПАК был создан специальный комитет, который в январе 1997 г. объявил свои решения по названиям элементов № 102–112. Для элементов-102 и -103 было решено оставить названия, предложенные американцами, поскольку эти названия успели прочно войти в мировую литературу. Элементы № 110–112 пока оставлены без названий. Для элементов № 104–109 предложены новые названия (табл.).

Таблица

Как видим, российский приоритет признан далеко не по всем позициям, хотя названия «дубний» и «борий» впервые прозвучали, как говорилось ранее, на русском языке. Предложение назвать элемент-105 нильсборием воплотилось в несколько ином виде в наименовании элемента-107.

Активная работа Центра исследования тяжелых ионов в Дармштадте поощрена названием элемента-108 (Хассия, или Гессен, – область в Германии).

В августе 1997 г. состоялось утверждение представителями стран – членов ИЮПАК предложений комитета. Россия, лишь за несколько дней до начала заседаний внесшая свой членский взнос и только после этого допущенная к голосованию, не смогла отстоять свои права и интересы в полной мере. Подавляющим большинством голосов (при двух голосах «против») предложения комитета были утверждены и стали обязательными для использования во всем мире.

Что же дальше?

Первенство в получении элемента-110 оспаривают Дубна и Дармштадт, на названия элементов-111 и -112 могут претендовать только немецкие исследователи.

Физики и химики Дубны в кооперации с сотрудниками Ливерморской лаборатории провели синтез элемента-114, где использована ядерная реакция ядра самого тяжелого изотопа плутония ²⁴⁴Pu с ядром самого тяжелого изотопа кальция ⁴⁸Ca.

В папках членов специального комитета ИЮПАК еще остались такие названия, как «курчатовий», «жолиотий», «ганий». На каких языках впервые прозвучат названия новых элементов, какими будут эти названия, покажет время. Однако можно быть уверенным, что они окажутся связанными либо с именами выдающихся ученых прошлого, либо с теми местами, где трудились и трудятся ученые сегодня.