Научно-исследовательская работа по теме: «Русские ученые и топонимы в Периодической системе Д.И.Менделеева»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №8

с углубленным изучением математики»

Научно-исследовательская работа

«Русские ученые и топонимы в Периодической системе Д.И.Менделеева»

        Выполнила:

        Лыжина Елизавета,

         ученица 8 «Б» класса.

         Руководитель:

Ахматнурова Нина Васильевна, учитель химии МАОУСОШ №8

Старая  Русса

2017 год

        Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Химические элементы, названные в честь русских ученых.................................................................................................................5

    1.1 Менделевий…………………………………………………………………5

   1.2 Самарий……………………………………………………………………..6

   1.3Флеровий…………………………………………………………………….7

   1.4Оганесон……………………………………………………………………..8

 2.Химические элементы топонимы России………………………………….9

    2.1 Рутений…………………………………………………………………..9

    2.2 Дубний……………………………………………………….……….........10

2.3. Московий……………………………………………………………………11

3.Заключение……………………………………………………………………12

4.Список использованных ресурсов ………………………………………….13

        Введение

Химия – одна из наиболее важных естественных наук, интересовавшая человека еще с незапамятных времен. Греческие и арабские  ученые еще до нашей эры выдвигали разные теории и открывали новые соединения.

В Европе химией стали интересоваться в Средние Века, а в России   только в  XIX веке. В настоящее же время число открытий, сделанных в этой области очень велико. Каждый, кто учился в школе, видел Периодическую таблицу Д.И.Менделеева и элементы, расположенные в ней. Наверняка при ее разглядывании возникала мысль: «Почему этот элемент получил именно такое название?»

И в самом деле – значения далеко не всех названий сразу понятны наблюдателю, а о причинах, по которым были даны именно они, можно только догадываться, если не знать наверняка. Мне захотелось узнать, какие элементы были названы в честь русских ученых и есть ли элементы топонимы. Какова история их открытия? Что они из себя представляют? Ведь, как известно, учеными из России разных веков было сделано множество открытий в области химии.

Цель работы: узнать, какие элементы были названы в честь русских ученых и есть ли элементы топонимы.

 Задачи:

1.Собрать информацию о  химических элементах названных в честь русских ученых или топонимов.

2.Изучить, проанализировать и обобщить исследуемую информацию.

Предметом исследования является Периодическая таблица химических элементов Д.И.Менделеева.

Объектом исследования являются химические элементы.

Актуальность данной работы заключается в том, что изучение названий и истории открытия химических элементов затрагивает и изучение самих элементов, и историю, что позволит расширить свой кругозор и может побудить изучать эту науку дальше.

Гипотеза: при изучении значений названий элементов можно много узнать об истории их открытия и свойствах, о различных ученых, связанных с ними и их вкладах в науку.

1. Химические элементы, названные в честь русских ученых.

Как уже было сказано, в Периодической таблице Д.И. Менделеева есть ряд химических элементов, названия которых так или иначе связаны с Россией. Одни из них ясно дают понять, в честь кого или чего их назвали, другие же ничем себя не выдают.
Это рутений, менделевий, самарий, флеровий , оганесон, московий и дубний.
Какое же отношение они имеют к указанному выше государству? Чтобы понять, нужно познакомиться с историей их открытия.

        1.1. Менделевий.

Название этого химического элемента прямо отсылает нас к известному ученому Д.И.Менделееву – известному за свои открытия не только в химии, но и в физике, экономике, метеорологии и т.д.
Впервые данный элемент был синтезирован в 1955 году американскими учеными А.Гиорсо, Б.Харви, Г.Чоппиным, С.Томпсоном и Г.Сиборгом.
Получили его при облучении изотопа эйнштейния (253) ядрами гелия.
Решение назвать открытый элемент в честь Д.Менделеева было принято «в знак признания пионерской роли великого русского химика Дмитрия Менделеева».
Порядковый номер в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева – 101. Наиболее устойчивый изотоп  - 258Md. Еще до открытия элемента было высказано предположение, что по своим свойствам менделевий будет похож на другие актиноиды и будет обладать степенью окисления +3, однако позже, в 1967 году было так же доказано, что он может превращаться в устойчивый двухвалентный ион ,а в 70 – 80-х годах XXвека советскими учеными было доказано существование соединений  одновалентного менделевия. Исследование его свойств затруднялось из-за отсутствия достаточного количества атомов, и потому о них мало что известно.

 1.2.Самарий.

Самарий – это металл из группы лантаноидов. Порядковый номер в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева – 62.
Данный элемент был выделен из минерала самарскита, который, в свою очередь, был назван в честь русского горного инженера и полковника Василия Евграфовича Самарского–Быховца.
Сам  Василий  Евграфович  родился в 1803 году в дворянской семье  Томской губернии. Практически вся его жизнь была связана с горной инженерией. Его именем и был назван исследованный  в 1847 году Генрихом Розе минерал. А в 1879 году в самарскрите был найден и новый химический элемент.
Металлический самарий можно получить методами металлотермии и электролитически.
Выглядит как серебристо – белый металл, температура плавления которого 1072°C. Плотность элемента равна  7.54 г/см3. Теплоемкость равна 0.176 кДж/(кг*°C).
 Самарий – типичный лантаноид и в большинстве соединений он –восстановитель. Характерные степени окисления дня него – это +2 и +3.
На воздухе самарий медленно окисляется, пока не превратится в порошок желтоватого оттенка. Так же он способен реагировать с другими
веществами, например с азотом, углеродом, водородом, кремнием и др., образуя разные соединения.

Самарий широко используется для производства сверхмощных постоянных магнитов, в ядерной энергетике. Оксид самария используется для производства специальных люминесцирующих поглощающих инфракрасное излучение стекло, огнеупорных материалов.

1.3.Флеровий.

Флеровий – это элемент, впервые полученный  в 1998 году в Объединенном институте ядерных исследований путём синтеза изотопов через реакцию слияния ядер кальция с ядрами плутония. Проходило это под руководством Ю.Ц.Оганесяна, а работали над получением элемента представители лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова и Ливерморской национальной лаборатории.
Изначально ученые не могли прийти к единому мнению по поводу названия, но в итоге элемент наименовали  в честь того места, где он впервые был синтезирован – лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова. Порядковый номер в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева-114.
Флеровий может быть получен только путем ядерного синтеза.
Этот элемент не встречается в природе, а потому все его физические и химические свойства являются теоретическими.
Однако известно, что по своим химическим свойствам он похож на благородные газы. Его предполагаемая температура плавления должна быть 67°C. 

        1.6.Оганесон.

Оганесон – это название было дано элементу в честь профессора Юрия Цолаковича Оганесяна – ученого, работающего в Объединенном институте ядерных исследований(ОИЯИ) и по сей день.
Окончание «-он» элемент получил согласно правилам наименования, ведь он принадлежит к инертным газам.
Первоначально о его открытии объявили американские ученые в 1999 году, однако позже на практике выяснилось, что при реакции, которую описали американцы, получение данного элемента невозможно. Официально же оганесон был получен в 2006 году группой российских и американских ученых. Позднее, в 2007 году на дубнинском ускорителе было образовано еще два ядра атома элемента под номером 118, а открытие официально признали лишь в 2015 году.
Оганесон – это необычный элемент. Несмотря на свою принадлежность к инертным газам, он таковым не является. Это проявляется в его физических свойствах – например при нормальных условиях его агрегатное состояние будет твердым. Его плотность при температуре кипения( 80 ± 30 °C) в этом состоянии будет составлять примерно 5 г/см3. Температура плавления оганесона неизвестна, однако есть предположение, что она такая же, как и у воска.
Является радиоактивным элементом, что неудивительно – его получают посредством ядерной реакции. Он имеет нулевую степень окисления по умолчанию, однако в некоторых соединениях способен легко окисляться до +2, +4, и, в теории, +6 степени. Так же он способен служить окислителем в случае с сильными восстановителями, проявляя степень окисления -1.

2.Химические элементы топонимы России.

2.1.Рутений.

Рутений, как нетрудно догадаться, был назван в честь России. Само название образовано от латинского названия страны –Ruthenia.
Данный элемент был открыт  в 1884 году в Казанском университете профессором  Карлом  Клаусом. Он анализировал уральские платиновые руды и, после множественных действий над ними, нашел в осадке  присутствие нового элемента, который позже назвал рутением.
Рутений – это платиновый металл серебристого цвета, порядковый номер в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева – 44.
Температура плавления 2334 °C. Так же он является активным катализатором во многих химических реакциях.
Плотность рутения составляет 12,37 г/см3, температура кипения равна  около 4200°С, а температура плавления 2250°С.  Он обладает невероятной твердостью, но при этом хрупок настолько, что его можно растереть в порошок. Очень тугоплавок. В отсутствии кислорода на рутений не действует ни одна кислота, однако соляная кислота способна медленно растворять его при обычной температуре и быстро при 125°.
Рутений применяется в самых разных сферах деятельности: в медицине, в стекольной промышленности, в космической отрасли и электронике. Небольшая добавка рутения увеличивает коррозионную стойкость титана. В сплаве с платиной используется для изготовления чрезвычайно износостойких электрических контактов. Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике. «Отметился» рутений и в ювелирном ремесле, где он выступает в качестве лигатурной добавки в ювелирных сплавах, а также в производстве фарфора. Тончайший (в несколько микрон) слой из рутения, нанесенного гальваническим методом, способен придать любой металлической поверхности суперстойкость. Кольцу, обработанному рутением, не страшны царапины, сколы, деформации, воздействия агрессивных химических соединений, а авторучка с напаянным на перо рутением, становится по-настоящему вечной. Также рутений применяют в производстве компасов, а точнее высокопрочных и упругих компасных игл.

        2.2. Дубний.

Порядковый номер в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева 105, названный в честь российского центра по исследованиям в области ядерной физики, наукограда Дубны.
Расположен этот наукоград на севере Московской области, на Волге. Это крупнейший научный центр России, а также передовой научный центр СНГ. Проживает в нем по состоянию на 2016 год 75 тыс. человек.
Впервые этот элемент был получен на ускорителе в Дубне в 1970 году путем бомбардировки ядер изотопа америция (243) ионами неона-22  и в Беркли путем химической реакции. В итоге честь открытия разделили две группы ученых. Так же,  как и в ситуации с флеровием долго не было единого мнения по поводу названия, и лишь в 1997 году элемент получил название, под которым он нам известен сейчас.
Внешний вид этого элемента неизвестен, однако есть предположение, что он выглядит как серебристо-белый металл. На практике не применяется.
Его степени окисления - +3,+4,+5.


        

        2.3. Московий.

По названию московия легко можно догадаться, в честь чего ему дано такое имя – в честь области, в которой расположен Объединенный институт ядерных исследований(ОИЯИ)–Московской. .
Впервые данный элемент был получен в том же ОИЯИ в 2003 году. Работали над его получением ОИЯИ и Ливермонская национальная лаборатория совместно .В ходе работы они провели бомбардировку америция – 243 ионами кальция-48, в результате чего были синтезированы изотопы элемента 115. Позднее неоднократно было подтверждено существование изотопа 288Mc,а в 2015 году было официально объявлено об открытии нового элемента. Порядковый номер в Периодической системе химических элементовД.И.Менделеева-115.
Московий был синтезирован искусственно, и получить его можно только этим путем. Данный элемент радиоактивен, а потому применять его можно только в  сфере ядерных технологий. Также сказывается и недолговечность
московия – он распадается за доли секунды и его изотопы крайне нестабильны. Из-за этого становится невозможным узнать о свойствах московия на практике, а потому все они изучаются лишь в теории.
По физическим свойствам московий должен быть похож на висмут, и, как следствие, являться непереходным металлом. Его предположительная плотность равна 14г/см3, а температура плавления должна уступать температуре плавления висмута на пару десятков градусов.
В химическом плане элемент сравнивают с таллием, то есть его окислительные свойства сведены к минимуму. При соединении московия с гидролизной группой должна получиться сильная щелочь, а реакция его с водой протекает с выделением водорода и довольно бурная. На воздухе элемент моментально окисляется, как и в случае с азотом. Так же предполагается наличие реакций с галогенами, протекающих при высоких температурах, в этом случае у московия будет  3-я степень окисления вместо 1-й.

Заключение.

Химия – это бесспорно интересная наука, ведь она позволяет, буквально, «добраться до сути» всего существующего в этом мире. Даже изучая то, что уже было открыто, можно почерпнуть несметное количество новых познаний, в этом мне удалось удостовериться лично. Сбор информации о, казалось бы, небольшой группе элементов позволил узнать много того, что до сегоднешнего дня было мне неизвестно. И это касается не только познаний в области химии, но также и в истории России, и, частично, в физике. То, что в честь русских ученых и географических названий  называют химические элементы несомненно является доказательством того, что они смогли глобально повлиять на развитие данной науки и их вклад никогда не будет забыт. Мы ими гордимся.

Данные работы можно использовать на уроках химии, физики, внеурочной деятельности.

        Список используемых ресурсов.

1.https://ru.wikipedia.org

2.http://www.chem.msu.ru

3.https://tvoi-uvelirr.ru

4.Бекман И. Н.  Неорганическая химия. Радиоактивные элементы,2016 г.