最初に発見された化学元素. 元素発見の歴史

ボリス・ジュイコフ - 放射化学者、博士. 化学。科学、頭。以前はJINR（ドゥブナ）の核反応研究所で長年働いていたロシア科学アカデミーの核研究所の放射性同位元素複合体の研究所は、新しい元素の特性の研究に従事していました。

メンデレーエフの周期表における新元素の発見は、常に一般大衆の関心を呼び起こしてきました。ポイントは、これらの発見の科学的意義ではなく、学校で全員が合格したという事実です。定期法、そして要素を表す記号を覚えている人さえいます。それは理解できる、おなじみです。しかし現在、これらの発見の背後には、多くの人が知らない核物理学と放射化学の複雑な研究があります。

現在、新元素は重イオン加速器でしか得られていません。 (以前は、地上の鉱物、製品で発見されていました。原子炉および核爆発。）サイクロトロンまたは線形加速器で加速された重イオンは、重元素からターゲットを攻撃し、1つまたは複数の中性子の放出を伴う核融合反応の結果として、序数を持つ新しい元素が合成されます（核電荷） -入射イオンの核と核ターゲットの電荷の合計。結果として生じる原子核は、放射性崩壊を受けます。最も安定な同位体の合成では、可能であれば、もっと中性子と複合核は励起エネルギーが低い。得られる重元素の収量は非常に低く、加速器での数か月の照射中に、単一の原子または数十原子になることもあります。半減期は数秒で、数ミリ秒の場合もあります。核反応の生成物の混合物全体から新しい元素の核を分離し、生成物を正しく識別することは非常に困難です。このために、特別な設備が作成され、その結果、アルファ粒子の放出と軽い元素の同位体の形成を伴う崩壊の連鎖が登録され、連鎖は核の自発的な分裂で終わることがあります。

わが国では、1950 年代以降、Acad の指導の下、重イオン加速器での新元素の合成に関する研究がドゥブナで行われてきました。 G. N. フレロフ (1913–1990) - この方向の創始者。現在、これらの作業は Acad の科学的監督の下で行われています。 Yu. Ts. Oganesyan. トランスアクチノイド元素 (すなわち、核電荷 Z が 103 を超える元素) を取得できる加速器や施設は、世界でも数少ない。

113、115、117、118 の 4 つの元素を同時に発見したことを IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) が承認した最新の決定が注目を集めました。ロシアの公共また、そのうちの 3 つ (115、117、118) の優先順位が、核反応研究所を含むロシアとアメリカの協力で認められているためです。リバモア国立研究所の合同原子力研究所 (Dubna) (FLAR JINR) の G. N. Flerov。 E. ローレンス (LLNL)、オークリッジ国立研究所 (ORNL)、ヴァンダービルト大学。 113 番元素の発見は、日本の加速器研究センター理化学研究所のグループに優先的に与えられています。

発見の最初のレポートの不正確さはある程度避けられないため、優先度を確立することは簡単な作業ではありません。問題は、どの不正確さが重大で、どれが許容できるか、そして著者の結論がどの程度正当化されるかです。 IUPAC の決定は、合同作業部会 (JWP) の報告と、以前に作成された開始基準に基づいていました。現在の慣例によれば、作成者には新しい要素の名前を提案する権利が与えられています。

エレメント113ニホニウム（nihonium、Nh）と呼ぶことが提案されています。 Nihon は、「日出ずる国」を意味する日本の 2 つの日本語名の 1 つです。これはアジアで最初に発見された元素です。 Dubna グループは、このチャンピオンシップを争いました。

優先論文は、2004 年に FLAR JINR と理研によってほぼ同時に発表されました。Dubna のグループは、それよりも少し早く論文を発表しました。日本での新しい原子核の合成では、ビスマスターゲット 70 Zn + 209 Bi に亜鉛同位体を衝突させ、同位体 278 113 (寿命 - ミリ秒およびミリ秒の 10 分の 1) を形成する「低温」核融合反応が使用されました。

Dubna では、カルシウムとアメリシウム 48 Ca + 243 Am の重い同位体のイオンのより有利な (収量と半減期の点で) 核反応が使用され、同位体 288 115 と 287 115 が形成されました。アルファ粒子を放出するこれらの放射性核種は、最初にそれぞれ 284 113 と 283 113 (寿命 - 数百ミリ秒) に崩壊し、次に元素 105 の長寿命同位体 (ドブニウム、Db) に連鎖します。 268 Db は化学的に分離され、自発核分裂が記録されました。

しかし、これらの崩壊連鎖の中間核種は当時知られておらず、それらの独立した物理的同定は行われていませんでした. また、JINR FLNR 共同で実施された、イオン交換に基づく Db の化学的分離と同定ワーキンググループ非選択的で説得力がないと見なされます。また、ガスクロマトグラフィーによる元素 113 の化学的性質の研究の試みは考慮されていませんでしたが、この方法は以前に他のトランスアクチノイド元素の化学の研究に使用されていました。その結果、本件における Dubna の申請は要素を開くための基準を満たしていないと結論付けられました。

同時に、日本で合成された同位体 278 113 のすべての中間崩壊生成物 (8 年間の作業で合計 3 つのイベント) が、中国の新しい Lanzho 重イオン研究センターでの特別な実験を含めて確認されました。このように、113番元素の発見の優先順位は日本人グループに与えられた。

アイテム115ドゥブナで合成され、この地域に敬意を表して国際センター、著者は Muscovy (moscovium、Mc) という名前を提案しました。要素がに再度受信されました核反応 48 Ca+ 243 Am から 287 115 と 288 115 を形成します (寿命はそれぞれ数十ミリ秒と数百ミリ秒です)。その後、この元素の 289 115 などの同位体が得られました。 Dubnaグループが独立して実施した化学実験の最初のサイクルとは対照的に、2007年後半に、崩壊生成物の化学的分離- 268 Dbは、リバモアのアメリカ人専門家の関与によりすでに実施されており、これの所属要素 - 115 番目の要素の崩壊生成物 - 周期系の V グループ。

さらに、2013 年には、ダルムシュタットにあるドイツ重イオン研究センター (GSI) の共同研究により、核反応 48 Ca+ 243 Am で元素 115 の同位体を取得するという Dubnin の結果を繰り返すことに成功しました。したがって、元素115の発見における優先順位は、ロシア系アメリカ人のグループに与えられました。

エレメント117は、オークリッジ国立研究所がある米国テネシー州にちなんで、テネシン (Ts) と名付けることを提案しました。名前の末尾は、アスタチンおよびハロゲングループの他の要素との類推によるものです ( 英語）。この元素は、ドゥブナでも核反応 48 Ca+ 249 Bk で合成された。オークリッジのアメリカ人同僚の役割は、主に、ORNL の高フラックス原子炉で製造された独自のバークリウム 249 ターゲットを製造することでした。 2010 年から 2013 年にかけて、293 117 と 294 117 の 13 の崩壊連鎖のみが登録され、289 115 崩壊生成物の特性 (寿命とアルファ崩壊エネルギー) は、別の核反応 48 Ca+ 243 でこの放射性核種について以前に得られたデータに対応していました。午前。このため、この元素の発見の申請は、確立された基準を満たすことが判明しました。

エレメント118著者らは、オガネソン（oganesson、Og）という名前を提案しました。それはラドンやその他の不活性ガスの類似物であるはずであり、その発見は周期表の第7周期を完了します. この元素名は、トランスアクチノイド元素の研究への先駆的な貢献と、超重原子核の発見と「核安定の島」の研究における重要な核物理学の成果に対して、Yuri Tsolakovich Oganesyan に敬意を表して命名することが提案されています。歴史上、元素の名前が現役の科学者に割り当てられた例は他に 1 つしかありません。元素 106 は、受賞者であるグレン・シーボーグ (1912–1999) に敬意を表して、1997 年にシーボーギウム (Sg) と名付けられました。ノーベル賞、プルトニウムと多くのトランスプルトニウム元素の発見の著者。

2002 年から 2012 年にかけて、ドゥブナで 249 Cf ターゲットに 48 Ca イオンを照射すると、294 Lv (リバモリウム) の連続的な崩壊を伴う 294 118 (寿命は約 1 ミリ秒) の形成イベントがいくつか検出されました。、 286 Fl (フレロビウム) および 282 Cn (コペルニシウム)。これらの同位体 Fl と Cn のアルファ粒子の寿命とエネルギーは、バークレーサイクロトロンでのアメリカの共同研究によって確認されたので、共同ワーキンググループは、発見が認められることを推奨しました。

新たに提案されたすべての元素名と記号は、まだ IUPAC によって承認されていないことに注意してください。

これらの新しい要素の発見の意義は何ですか?

「これでどれだけのパンと石炭が得られるか」という質問。絶対に間違っています。基礎科学の特定の分野の発展がもたらす利益は、しばしば予測不可能であり、そのような議論はその発展を妨げるべきではありません。科学的発見の収入と政治的利益を前もって書き留めようとする試みはばかげています。名声の考慮も、何らかの形で方向性の発展を制限するべきではありません。本当の価値もっと後で開くかもしれません。逆に、大々的に公表された成果は、重要なフォローアップがない場合があります。一般に、科学は、科学から遠く離れた人々の論理ではなく、独自の論理によって導かれるべきです。社会は科学者を信頼する必要があり、「公費で自分の好奇心を満足させる」ことは、人間活動のこの分野における通常の状態です。そして、何にお金を使うべきか、何を待つことができるか、または一般的に見込みがないかを決定するのは、科学者、有資格の専門家です。

もう1つの問題は、新元素の発見に関するこの結果がどのような科学的意義を持つことができるかということです. 核の構造についての私たちの考えに何が変化しますか？化学的特性ああ要素？

物理的な観点から、これらの結果は、核構造と核相互作用のより良い理解に影響を与える可能性があります。 1960 年代以降、核電荷 Z = 114 および 126 の領域におけるいわゆる安定島の存在の問題は、原子核の殻構造の現れとして活発に議論されてきました。したがって、核構造の古い「ドロップ」モデルによって予測されたよりもはるかに長い半減期を持つ最初のトランスアクチノイド要素を得ることは、本当に根本的に重要でした. 今ではシェルモデルを疑う人は誰もいません。新しい元素と新しい同位体で得られた結果は、核と核反応の既存のモデルを改良することを可能にします。根本的に新しい現象は期待されていませんが、一連の新しいデータは常に役に立ちます。明らかに、安定の島の頂点既存の方法達成できません：核反応にはそのような組み合わせはまったくありません-結果として得られる同位体には十分な中性子がありません。以前は、何年もの間、形成時から残るほど長寿命の SHE を天然サンプルで検出する試みが行われていました。太陽系. しかし、これらの試みは成功しませんでした。かつて主張された結果は、実験的または理論的な確認を見つけていません。

化学的な観点からは、状況は多少異なります。ここでは、根本的に新しい現象が期待できます。ポイントは、いわゆる「相対論的効果」です。大きな核電荷を持つ原子では、電子は相対論的速度を獲得し、原子を記述するために使用される通常のシュレディンガー方程式は機能しなくなります。特に、よく知られている p 電子の「ダンベル」は VII 期に変化し、そのうちの 1 つがボールに変わります。その結果、原子の電子構造が変化します。新しい元素の化学的性質は、周期表から外挿されたものとは大きく異なり、異常な化学的性質が現れる場合があります。

「相対論的効果」に関して多くの推測があり、明らかにこの問題への関心を高めることを目的としています。たとえば、元素 104 ラザホージウム (Rf) は、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムの正式な類似体であり、鉛に近い化学的性質を持つ p 元素であることが判明する可能性があることが示唆されています。あるいは、元素 114 フレロビウム (Fl) - 鉛の類似体 - が不活性ガスであることが判明する可能性があると述べられていました。実際、慎重に検討すると、Rf 原子は外側の電子殻 (ds 2 p) の異常な構成を持っていますが、その化学的性質に関しては、ハフニウムに類似した典型的な d 元素であることがわかります。そして、揮発性が増加したFlは（外挿から得られるように）、凝縮状態の典型的な金属のままです。一般に、周期系による外挿からの逸脱を「相対論的効果」に帰することは絶対に正しくありません。たとえば、構成間の相互作用など、まったく異なる理由が原因である可能性があります。

いずれにせよ、相対論的効果の研究は、古くから広く知られている元素の化学的性質をよりよく理解することを可能にします。また、計算可能な原子や分子の電子構造が、それらの特定の化学的性質をどのように決定するかについての理解を深めることができます。これはまだ完全に解決された問題ではありません。周期表のさらなる進歩は、完全な形成につながる可能性があります新しい集団要素 - g 要素 (要素 121 から開始) 興味深い特性. これらすべての疑問は、まだ詳細な研究を待っています。

ただし、最近の発見では、新しい元素の化学的性質の研究はまったく行われていないことに注意する必要があります (元素 115、元素 105、Db の崩壊生成物のみが、崩壊連鎖の終わりを確認するために化学的に分離されました)。 . しかし、得られた同位体の収率が低く、半減期が短いため、そのような研究を実施することは困難でした。それにもかかわらず、それは可能ですが、化学実験を設定するための新しいアプローチが必要です.

周期表に載る元素の発見は科学者の究極の夢さまざまな国世界の科学に多大な貢献をすると同時に、その名を永続させようと努力しています。そして、先日、周期表に新しい元素を入れた一人の研究者が多くなったようです。

新しい元素 112 は、ドイツのダルムシュタットにある重イオン研究センターで合成されました。新元素の発見を主導したシグルド・ホフマン教授は、彼の発見が周期表に含まれたという通知をすでに受け取っています。「新しい元素は水素の約 277 倍重く、表にある既存の元素の中で最も重い元素の 1 つです」とホフマン氏は言います。「私たちの発見は、過去 30 年間で 6 つの新しい要素しか表に含まれていなかったため、特に重要です。」

要素の選択に関する作業は、10 年以上にわたって行われています。そのため、彼の最初の実験用原子は 1996 年に重粒子加速器で作成されましたが、彼は存在できませんでした。長い時間自然条件では、科学者がその特性を特定することを妨げました。 2 番目の原子が再現されたのは 2002 年のことでした。この元素は、亜鉛イオンと鉛イオンを電気的に帯電させ、120メートルの粒子加速器で加速することによって得られました。

「亜鉛と鉛の核は、核反応の過程で結合され、原子番号112の根本的に新しい元素になります。実際、新しい元素は亜鉛と鉛の合計であり、最初の原子は30番目の原子を持っています数、そして2番目 - 82番目。その原子の内部には、中性子のグループと 112 個の電子が軌道を移動しています」と Sigurd Hofmann は言います。

科学者たちは 7 年間、新しい元素の特性を説明し、その特性を研究してきました。その結果、今年の 6 月、国際純粋応用化学連合 (IUPAC) は、元素のシステムを元素で補うことを決定しました。新しい超重物質。ここで、新しい要素の名前を決定する必要があります。ドイツの科学者は、この重要な問題を 3 週間以内に解決しなければなりません。6 か月後には、元素に正式な名前が付けられ、周期表の新しい正式な分類子になります。

「新しいエレメントの名前は、合議で決定されます。ドイツ、フィンランド、スロバキア、ロシアの科学者がその発見に関与しました。合計で 21 人がプロジェクトに関与したため、発見者にちなんで元素に名前を付けることが可能になる可能性は低いです」とホフマン氏は言います。

一方、日本の物理学者は、周期系に新しい元素を書き込むという希望をあきらめていないヨーロッパの同僚に遅れをとっていません。埼玉県立大学の森田浩介教授が率いる研究チームは、新たな発見をしました。化学元素寿命が極端に短い。科学者によると、陽子番号 113 を含む新しいタイプの原子核は数個しか分離されなかった.日本人は 80 日間、亜鉛 (陽子 30) とビスマス (陽子 83) の原子核を加速器で衝突させた.寿命がわずか0.0003秒の新しい化学元素が誕生しました。しかし、この時間でさえ、超高感度カメラが新しい要素の特徴を捉えるのに十分でした - それは常にアルファ粒子を放出し、より軽い原子核に分裂します. この元素の質量数は 278 で、原子核には 113 個の陽子と 165 個の中性子があります。祝うために、科学者は最初に思いついた人工要素、日本で作成された、「元の」名前は「japan」です。

イスラエル、ドイツ、スウェーデン、米国からの国際研究チームによって、より「生き残る」要素が発見されました。エルサレムのヘブライ大学のアムノン・マリノフ率いる科学者たちは、原子番号 122、相対原子量 292 の超重元素の証拠を発見しました。エカトリウムと呼ばれる元素は、トリウムを含む鉱物を処理して以来、精製された天然のトリウムで発見されました。モナザイトは難しすぎるでしょう。この研究では、誘導結合プラズマによる質量分析法を使用しました。サンプルを原子に分解し、それぞれを調べました。 2つの同位体の形のトリウムに加えて原子量 230 と 232, さまざまな酸化物と水素化物, 原子番号が 122 に近い未知の元素. 科学者によると、その半減期は 1 億年以上になる可能性があります.

しかし、周期表に含まれる最も重い元素は、アカデミーのユーリ・オガネシアンの指導の下、ドゥブナの科学者によって発見されました。リバモアの同僚と一緒に、ロシアの物理学者は最初の成功した一連の実験を行い、その間に元素 118 の誕生とその崩壊が記録されました。これらすべてが 1000 分の 1 秒で実現します。さらに、ドブニンスクの物理学者は、いわゆる「安定の島々」について比較的昔に仮説を立て、超重元素の存在を示唆し、その半減期は数分の一秒ではなく、数分から数年に及び、彼らは新しい、異常な化学的性質を持っているかもしれません.

「私たちは、物質世界のすべての物質の基礎としての原子核の構造に関する現代の理解について話している」と、理論実験物理学研究所の上級研究員であり、ロシア科学アカデミーの特派員である Yury Abov は言う。 . 「これらの超重元素は、原子核が超高温で衝突したとき、銀河形成の初期段階で原子の形成に決定的な影響を与えた予期しない特性を持っている可能性があることが示唆されています。」このように、21世紀に発見された超重元素は全く新しい物質であり、その研究と実用化は現代科学の限界を大きく広げます。

元素発見の歴史

キーロフ、2008

2.シルバー

5. コバルト

6.シリコン

ラテン語 Aurum 金は古代から人類に知られてきました。人類が初めて出会った金属だったのかもしれません。古代エジプト (紀元前 4100 年から 3900 年)、インド、インドシナ (紀元前 2000 年から 1500 年) では、金の採掘と製品の製造の証拠があり、金から高価な宝石、芸術作品が作られました。そしてアート。地球の地殻には 4.3 10-7% が含まれており、海および海洋の水には 5 10-6% mg / l 未満が含まれています。散らばった要素を指します。ナゲットビッグサイズ非常にまれであり、原則として、名目上の名前があります。わが国で見つかった最大のナゲットの重さは36kgでした。彼はで発見されました南ウラル(ミアス鉱山) 1842 年。このナゲットはダイヤモンド基金に保管されています。化学物質金は本質的にまれで、主にテルライド、クレネライトなどです。現代の方法化学分析により、動植物、ワイン、コニャック、ミネラルウォーター、および海水. 工業生産における金の供給源は、金の砂鉱石と砂、および一次堆積物であり、その金含有量は原料1トンあたり5〜15 gであり、鉛の中間生成物（0.5〜3 g / t）でもあります。 -亜鉛、銅、ウラン、その他の産業。砂金から金を抽出するプロセスは、金と砂の密度の違いに基づいています。強力な水流の助けを借りて、粉砕された金を含む岩が水中に浮遊した状態に移されます。得られたパルプは傾斜面に沿ってドレッジ内を流れます。この場合、金の重い粒子が沈降し、砂粒が水によって運ばれます。金の融点は 1064.4°C、沸点は 2880°C、密度は 19.32 kg/dm3 です。優れた可塑性、熱伝導性、電気伝導性を備えています。直径1 mmの金のボールは、50 m 2の面積を持つ青みがかった緑色の半透明の最も薄いシートに平らにすることができます. 金の最も薄い葉の厚さは0.1ミクロンです。 1gの金から2.4kmの長さのワイヤーを引くことができます。早くも紀元前1500年。 e. 金は、中国、インド、エジプトなどで貨幣として使用されました。現在、金とその合金は、宝飾品、コイン、メダル、入れ歯、化学機器の部品、電気接点とワイヤ、マイクロエレクトロニクス製品、化学薬品のパイプの被覆に使用されています。業界、はんだ、触媒、時計、ガラス塗装、万年筆のペン先、金属表面のコーティングの製造において。通常、金は銀またはパラジウム（ホワイトゴールド）との合金で使用されます。合金中の金の含有量は、州のホールマークによって指定されています。ゴールド 583 は、重量で 58.3% の金を含む合金です。一部の金化合物は毒性があり、腎臓、肝臓、脾臓、視床下部に蓄積し、有機疾患や皮膚炎、口内炎、血小板減少症を引き起こす可能性があります.

2.シルバー

銀は古くから知られており、紀元前 4 千年紀にはすでに銀からジュエリーやコインが作られていました。銀は月に関連する金属と考えられていました。地球の地殻中の含有量は、重量で 7 10–6% です。ネイティブの形で見つかりました。 60 以上の銀含有鉱物が知られています. 銀鉱床は、適切な銀鉱石 (銀含有量が 50% 以上) と、非鉄および重金属の複雑な多金属鉱石 (銀含有量が最大 10 ～ 15%) に分けられます。複合鉱床は、銀生産の 80% を提供します。そのような鉱石の主な鉱床は、カナダ、オーストラリア、ペルー、ボリビア、および日本に集中しています。古代、銀は鉱石を水銀で処理することによって抽出されました。シアン浸出が現在使用されています。非常に高純度 (99.999%) の銀を得るために、硝酸または濃硫酸で溶解して電気化学的精製を行います。この場合、銀は硫酸塩Ag2SO4の形で溶液になります。銅または鉄の添加により、金属銀が沈殿します。立方体の面心格子を持つ、銀白色の光沢のある金属。密度 10.491 g/cm3、融点 961.93°C、沸点 2167°C。銀は柔らかく延性のある金属で、熱伝導率は 20°C で 419 W/m–1 K–1 で、電気伝導率は最高です。銀に含まれる不純物は、たとえ少量であっても、銀を劣化させます機械的性質. 銀は、その化合物からより活性な金属に容易に置き換えられます。で室温空気中の酸素によって酸化されず、170°C で表面が Ag2O 膜で覆われています。湿気の存在下でのオゾンは、銀をより高い酸化物または Ag2O3 に酸化します。生産されるすべての銀の約 30 ～ 40% は、フィルムおよび写真材料の生産に費やされます。金、パラジウム、銅、または亜鉛との合金の形の銀の 20% は、電気工学および電子工学における接点、はんだ、導電層の製造に使用されます。生産された銀の 20 ～ 25% は、銀亜鉛電池の生産に使用されます。銀ベースの合金は、コイン、宝石、装飾品、食器の製造に使用されます。家庭用銀製品の銀の含有量は、合金中の銀の質量分率を示すスタンプである「サンプル」を反映しています。銀は、自動車エンジンの CO のアフターバーニング触媒、有機合成における NO の還元反応および酸化反応の触媒として、銀メッキミラー、食品産業のデバイスに使用されます。歯科では、Cu、Au、Pb、Hg を含む銀合金が、充填および補綴材料として使用されています。薬の硝酸銀 AgNO3 は硝酸カリウムと一緒に使用され、ラピスと呼ばれます。カラーゴール（コロイド銀溶液）の使用は、収斂性、焼灼性および防腐性に基づいています。銀は動植物の微量元素です。人体では、銀の総含有量は 10 分の数グラムです。銀の生理学的役割は不明です。銀化合物は有毒です。大量の可溶性銀塩が体内に入ると、胃腸管の粘膜の壊死を伴う急性中毒が起こります。銀は殺菌性があります; 40-200 µg/l では胞子細菌は死滅しませんが、より高い濃度では胞子細菌が死にます.

ギリシア語の azoos に由来し、ラテン語の Nitrogenium で生気のないものです。窒素化合物 - 硝石、硝酸、アンモニア - は、窒素が遊離状態で得られるずっと前から知られていました。 1772 年、D. ラザフォードはリンやその他の物質をガラスの鐘の中で燃焼させ、燃焼後に残るガス (彼が「窒息する空気」と呼んだ) が呼吸と燃焼をサポートしていないことを示しました。 1787年、A.ラヴォアジエは、空気を構成する「生命」と「窒息」ガスが単純な物質であることを確立し、「窒素」という名前を提案しました。 1784 年、G. キャベンディッシュは、窒素が硝石の一部であることを示しました。 1790 年に、J. A. チャプタルは窒素のラテン語名を提案しました (後期ラテン語のニトラム - 硝石とギリシャ語のゲンナオ - 私は産む、私は生産します)。 19世紀の初めまでに。遊離状態での窒素の化学的不活性と、結合窒素として他の元素との化合物におけるその例外的な役割が解明されました。窒素は太陽系で 4 番目に多い元素 (水素、ヘリウム、酸素に次ぐ) であり、地球上で最も一般的な元素の 1 つであり、そのほとんど (約 4 * 10 15 トン) は大気中の自由状態に集中しています。空気中の遊離窒素 (N 2 分子の形態) は、体積で 78.09% (または質量で 75.6%) であり、アンモニアや酸化物の形態の微量不純物は含まれません。リソスフェアの平均窒素含有量は 1.9 * 10 -3 重量% です。少量の結合窒素は、石炭 (1 - 2.5%) と石油 (0.02 - 1.5%)、および川、海、海の水に含まれています。窒素は土壌 (0.1%) と生物 (0.3%) に蓄積します。「窒素」という名前は「生命を維持しない」という意味ですが、実は生命にとって必要不可欠な元素です。動物と人間のタンパク質には 16 ～ 17% の窒素が含まれています。肉食動物の生物では、草食動物の生物や植物に存在するタンパク質物質が消費されることにより、タンパク質が形成されます。植物は、土壌に含まれる窒素物質、主に無機物を同化してタンパク質を合成します。空気中の遊離窒素を窒素化合物に変換できる窒素固定微生物により、かなりの量の窒素が土壌に入ります。窒素は空気よりわずかに軽いです。密度 1.2506 kg/m3 (00С および 101325 n/m2 または 760 mm Hg で)、t pl -209.86 0 С、t kip -195.8 0 С. 窒素の液化は困難です: 温度が非常に低いことが重要です (-147.10C) 、および臨界圧力は 3.39 MN/m 2 (34.6 kgf/cm 2) と高く、液体窒素の密度は 808 kg/m 3 です。窒素は酸素よりも水に溶けにくく、0℃では、23.3 g の窒素が 1 m 3 H 2 O に溶解します。窒素は水よりも良く、一部の炭化水素に溶けます. 分子状窒素とは異なり、活性窒素は酸素、水素、硫黄蒸気、リン、および一部の金属と非常に活発に相互作用します. 窒素は、最も重要な多くのものの一部です有機化合物(アミン、アミノ酸、ニトロ化合物など)。抽出された遊離窒素の大部分は、アンモニアの工業生産に使用され、大量の硝酸、肥料、爆発物などに加工されます。元素からのアンモニアの直接合成に加えて、シアナミド法が開発されました1905 年に開発された 1905 は、大気中の窒素を固定するために工業的に重要です. 1000 ℃ で炭化カルシウムが遊離窒素と反応するという事実に基づいています. 遊離窒素は多くの産業で使用されています: さまざまな化学および冶金プロセスの不活性媒体として,水銀温度計の空きスペースを埋めるため、可燃性液体などをポンピングする場合などに使用されます。液体窒素は、さまざまな冷凍用途で使用されます。スチール製のデュワー容器で保管および輸送されます。

（緯度ヨウ素）。ヨウ素は、1811 年にフランスの化学者 B. Coutois によって発見されました。海藻灰の母塩水を濃硫酸で加熱すると、彼は紫色の蒸気の放出を観察しました（したがって、ヨウ素という名前 - ギリシャ語のヨウ素、イオイドから - 色が紫、紫に似ています）、それは暗い光沢のある形で凝縮しましたラメラ結晶。 1813 年から 1814 年にかけて、フランスの化学者 J.L. Gay-Lussac と英国の化学者 G. Davy は、ヨウ素の元素の性質を証明しました。地殻中のヨウ素の平均含有量は 4 * 10 -5 重量% です。マントルとマグマ、およびそれらから形成された岩石（花崗岩、玄武岩）には、ヨウ素化合物が散在しています。ヨウ素の深いミネラルは不明です。地球の地殻におけるヨウ素の歴史は、生物および生物起源の移動と密接に関連しています。生物圏では、特に海洋生物（藻類、スポンジ）によって、その濃縮のプロセスが観察されます。生物圏で形成されるヨウ素の 8 つの既知の超遺伝子ミネラルがありますが、それらは非常にまれです。生物圏のヨウ素の主な貯蔵庫は世界の海です (平均 1 リットルには 5 * 10-5 グラムのヨウ素が含まれています)。海から、海水の滴に溶解したヨウ素化合物が大気に入り、風によって大陸に運ばれます。海から遠く離れた地域や山によって海風から隔離された地域では、ヨウ素が枯渇しています。ヨウ素は、土壌や海泥中の有機物に容易に吸着されます。これらのシルトの圧縮と堆積岩の形成により、脱着が起こり、ヨウ素化合物の一部が地下水. これは、ヨウ素の抽出に使用されるヨウ素-臭素水がどのように形成されるか、特に油田地域の特徴です (場所によっては、これらの水 1 リットルに 100 mg 以上のヨウ素が含まれています). 184.35 ° C. ヨウ素は水に溶けにくい（25°Cで0.33 g / l）、二硫化炭素および有機溶媒（ベンゼン、アルコール）、ならびにヨウ化物の水溶液中。化学的に、ヨウ素は非常に活性ですが、塩素や臭素ほどではありません。ヨウ素はでんぷんに吸着し、濃い色に染まります。青色; これはヨードメトリーで使用され、定性分析ヨウ素の検出用。ヨウ素蒸気は有毒で、粘膜を刺激します。ヨウ素は、皮膚に焼灼および消毒効果があります。ヨウ素からのスポットは、ソーダまたはチオ硫酸ナトリウムの溶液で洗い流されます。ロシアにおけるヨウ素の工業生産の原料は石油掘削水です。海外 - 海藻、およびヨウ素酸ナトリウムの形で最大0.4％のヨウ素を含むチリの（ナトリウム）硝酸塩の母液。油水からヨウ素を抽出するには（通常、ヨウ素の形で20〜40mg / lのヨウ素を含む）、最初に塩素または亜硝酸で処理します。放出されたヨウ素は、活性炭に吸着されるか、空気で吹き飛ばされます。石炭に吸着したヨウ素は、苛性アルカリまたは亜硫酸ナトリウムで処理されます。ヨウ素とその化合物は、主に医学や分析化学、有機合成や写真に使用されています。産業界では、ヨウ素の使用量はまだわずかですが、非常に有望です。したがって、高純度金属の製造は、ヨウ化物の熱分解に基づいています。ヨウ素は、動物と人間にとって必須の微量元素です。土壌中のヨウ素の平均含有量は約 3 * 10 -4%、植物では約 2 * 10 -5% です。表面では水を飲んでいる少量のヨウ素 (10 -7 ～ 10 -9%)。沿岸地域では、1 m 3 の空気中のヨウ素の量は 50 マイクログラムに達することがあり、大陸および山岳地域では 1 または 0.2 マイクログラムですらあります。植物によるヨウ素の吸収は、土壌中のヨウ素化合物の含有量と植物の種類によって異なります。一部の生物（海藻 - フカス、ケルプ、フィロフォラ、最大1％のヨウ素、一部のスポンジ - 最大8.5％）を蓄積します。ヨウ素を濃縮する藻類は、工業生産に使用されます。ヨウ素は食物、水、空気とともに動物の体内に入ります。ヨウ素の主な供給源は植物性食品と飼料です。

人体には 20 ～ 50 mg のヨウ素が蓄積されており、筋肉には約 10 ～ 25 mg、甲状腺には 6 ～ 15 mg が含まれています。さまざまな生化学的州では、毎日の食事に含まれるヨウ素の含有量はさまざまです (人で 20 から 240 マイクログラム、羊で 20 から 400 マイクログラム)。動物のヨウ素の必要性は、その生理学的状態、季節、気温、環境中のヨウ素含有量への体の適応によって異なります。ヒトおよび動物におけるヨウ素の 1 日必要量は、体重 1 kg あたり約 3 μg です (妊娠中の増加、成長の増加、冷却)。体内へのヨウ素の導入は、基礎代謝を高め、酸化プロセスを促進し、筋肉の調子を整えます. 食品や水中のヨウ素の多かれ少なかれ不足に関連して、食塩のヨウ素化が使用されます。これには、通常、塩 1 トンあたり 10 ～ 25 のヨウ化カリウムが含まれています。ヨウ素を含む肥料を施用すると、作物中のヨウ素含有量が 2 倍または 3 倍になります。ヨウ素を含む医薬品には抗菌性と抗真菌プロパティ、それらも提供します抗炎症薬トウヒとから魅力的な行動; それらは、創傷の消毒、手術野の準備のために外部から使用されます。少量のヨウ素 (マイクロヨウ素) は甲状腺の機能を阻害し、下垂体前葉での甲状腺刺激ホルモンの形成に作用します。ヨウ素はタンパク質と脂肪（脂質）の代謝に影響を与えるため、血中コレステロールを低下させるため、アテローム性動脈硬化症の治療に応用されています。また、血液の線維素溶解活性を高めます。ヨウ素の人工放射性同位体 - 125 I、 131 I、 132 I などは、生物学、特に医学で広く使用されており、甲状腺の機能状態を判断し、多くの病気を治療しています。診断における放射性ヨウ素の使用は、ヨウ素が甲状腺に選択的に蓄積する能力に関連しています。医療目的での使用は、腺の分泌細胞を破壊するヨウ素放射性同位元素の放射能に基づいています。汚染で環境ヨウ素の放射性同位元素はすぐに生物学的サイクルに取り込まれ、最終的に牛乳に入り、その結果、人体に入ります。特に危険なのは、甲状腺が成人の 10 分の 1 であり、さらに放射線感受性が高い子供の体内への侵入です。ヨウ素の放射性同位体の甲状腺への沈着を減らすために、安定した I. 製剤 (1回の投与につき 100–200 mg) を使用することをお勧めします。放射性ヨウ素は胃腸管で急速かつ完全に吸収され、甲状腺に選択的に沈着します。その吸収は、腺の機能状態に依存します。

5.コバルト

（緯度コバルト）。金属の名前はドイツ語のコーボルト（ブラウニー、ドワーフ）に由来します。コバルト化合物は古くから知られており、使用されていました。 15世紀にさかのぼるエジプトのガラス瓶が保存されています。 BC、コバルト塩で塗装され、コバルトを含む青いガラス質レンガ。の古代アッシリア、バビロンと同様に、ラピスラズリはコバルトブルーの塗料で作られ、陶器の上に注がれました. コバルト化合物を得るための出発物質は、ビスマスとコバルトを含むザファー（Zaffer）サファイアでした。塗料の名前はどこから来たのですか - ベニバナ、サフランなど。時々、この地球は銀鉱石のように見えましたが、銀は含まれていませんでした。中世、ドイツの鉱山労働者は、コバルトの土地の特性を強調したいと考え、それらをコーボルトと呼んでいました。これは、地下のノーム、あざけりの精霊、不謹慎な悪党です。コバルトは、ビリングッチョ、ヴァシリーヴァレンティヌス、パラケルスス、および 15 世紀から 17 世紀の他の作家によって言及されています。ルーランドの「錬金術辞典」(1612 年) はコバルトについて次のように述べています。コバルトは黒い物質で、灰にわずかに似た色をしており、鍛造して鋳造することができますが、金属光沢はなく、(精錬すると) 良い鉱石を煙で奪ってしまう有害な懸濁液です。それにもかかわらず、化学の歴史において、金属コバルトは 1735 年にブラント教授によって最初に記述されたことが一般に認められています。論文「半金属について」で、ブラントは、鉱石から得られる金属ビスマスは純粋な金属ではなく、「コバルトビートル」(金属コバルト) を含んでいると指摘しています。彼はまた、コバルト塩がガラスを青く染めることを発見しました。の純粋な形金属コバルトは Verzelius によって入手されました。 18世紀から19世紀初頭のロシア文学。 kobolt、kobolt という名前があります (Soloviev と Strakhov、1824 年および以前の化学に関する研究)。 Dvigubsky (1824) はコバルトという名前を使用しています。後に一般的に受け入れられるようになります。その密度は 8.9 g/cm 3、融点 - 1494 ° C、強磁性 (キュリー点 1121 ° C) を持ち、空気中の常温では、化学的に耐性があります。に化学組成コバルト鉱石には、主にヒ素鉱、硫黄鉱、酸化鉱の 3 種類があります。 1トンの鉱石から1～30kgのコバルトが得られます。鉄サブグループの金属の中で、コバルトは最も希少です。地殻中の含有量は 1000 分の 1 パーセントを超えません。世界の総埋蔵量は600万トンと推定されており、そのほとんどはザイール、モロッコ、ザンビアなどの外国に集中しています。ロシアでは、コバルト鉱石の最大の鉱床はノリリスクであり、共和国からのものです。旧ソ連アゼルバイジャンにはかなりの埋蔵量があり、化学産業では、金属は主にさまざまな化学プロセスの触媒として使用されています。コバルト塩は、乾燥プロセスをスピードアップするために塗料やワニスに添加されます。コバルトは生物学的に重要な意味を持ち、生物学的に活性な元素の 1 つであり、動物や植物の体内に常に存在しています。土壌や植物の含有量が不十分なため、動物の貧血の発症に関連しています。水溶性ビタミンB 12の一部として、コバルトは窒素物質の摂取、クロロフィルとアスコルビン酸の含有量の増加に非常に積極的な効果をもたらします。このビタミンは、炭水化物と脂肪の代謝に影響を与えます。微量投与では、コバルトは多くの植物や動物の正常な機能に不可欠な要素です。しかし、濃度上昇コバルト化合物は有毒です。現在、重金属塩類による環境汚染が深刻な問題となっています。

6.シリコン

（緯度サイレックスからのシリシウム - フリント）。ケイ素化合物は太古の昔から人類に知られていました。しかし、単体シリコンマンとの出会いはわずか200年ほど前。実際、シリコンを最初に受け取った研究者は、フランスの J.L. Gay-Lussac と L.J. テナー。 1811年、彼らはフッ化ケイ素を金属カリウムとともに加熱すると茶褐色の物質が形成されることを発見しましたが、研究者自身は新しい単体を得ることについて正しい結論を導き出していませんでした. 新しい元素を発見した栄誉は、スウェーデンの化学者 J. Berzelius に属します。彼は、ケイ素を得るために、組成 K2SiF6 の化合物をカリウム金属と加熱しました。彼はフランスの化学者と同じ無定形粉末を受け取り、1824 年に彼が「シリコン」と呼んだ新しい元素物質を発表しました。結晶シリコンは、1854 年にフランスの化学者 A.E. サン・クレール・ドヴィル。地球の地殻での有病率に関しては、ケイ素はすべての元素の中で (酸素に次いで) 2 番目にランクされています。シリコンは、地球の地殻の質量の 27.7% を占めています。ケイ素は、数百の異なる天然ケイ酸塩およびアルミノケイ酸塩の構成成分です。シリカ、または二酸化ケイ素 SiO2 (川の砂、石英、フリントなど) も広く分布しており、地球の地殻の約 12% (質量) を占めています。シリコンは、自然界では自由な形では見つかりません。産業界では、シリコンは、アーク炉で約 1800°C の温度でコークスを使用して SiO2 溶融物を還元することによって得られます。得られたシリコンの純度は約９９．９％である。実用化にはより純度の高いシリコンが必要なため、得られたシリコンは塩素化されています。組成ＳｉＣｌ４およびＳｉＣｌ３Ｈの化合物が形成される。これらの塩化物はさらに浄化します違う方法不純物を除去し、最終段階で純水素で還元します。また、あらかじめマグネシウムシリサイドMg2Siを入手してシリコンを精製することも可能です。さらに、塩酸または酢酸を用いてケイ化マグネシウムから揮発性モノシランＳｉＨ４が得られる。モノシランは、蒸留、収着などの方法でさらに精製され、約1000℃の温度でシリコンと水素に分解されます。これらの方法で得られたシリコン中の不純物含有量は、１０－８～１０－６重量％に減少する。シリコンの結晶格子は、ダイヤモンドのように面心立方体です ( 高圧シリコンの他の多形修飾も得られています)。 C-C 接続シリコンはダイヤモンドよりはるかに硬くない。シリコンの密度は 2.33 kg/dm3 です。融点1410℃、沸点2355℃。シリコンはもろく、800°C 以上に加熱するとプラスチックになります。興味深いことに、シリコンは赤外線を透過します。元素シリコンは典型的な半導体です。室温で固有の導電率を持つシリコンの電流キャリアの濃度は 1.5 1016 m-3 です。結晶シリコンの電気的特性は、そこに含まれる微量不純物によって大きく影響を受けます。化学的に、シリコンは不活性です。室温では、ガス状のフッ素とのみ反応し、揮発性の四フッ化ケイ素 SiF4 を形成します。 400 ～ 500°C の温度に加熱すると、シリコンは酸素と反応して二酸化 SiO2 を形成します。

二酸化ケイ素 SiO2 は、水と反応しない酸性酸化物です。いくつかの多形修飾 (石英、トリジマイト、クリストバライト、ガラス状 SiO2) の形で存在します。これらの変更のうち、最大のものは実用価値クォーツを持っています。石英は紫外線に対して透明です。熱膨張係数が非常に小さいという特徴があるため、石英製の皿は最大 1000 度の温度低下でも割れません。シリコンは半導体材料として使われています。石英は、耐熱薬品（石英）皿、UVランプの製造材料として使用されています。ケイ酸塩は広く使用されています建設資材. 窓ガラスはアモルファスケイ酸塩です。シリコーン材料は、高い耐摩耗性を特徴とし、シリコーンオイル、接着剤、ゴム、ワニスとして広く使用されています。一部の生物にとって、シリコンは重要な生体要素です。それは、植物の支持構造と動物の骨格構造の一部です。大量のシリコンは、珪藻、放散虫、スポンジなどの海洋生物によって濃縮されます。人間の筋肉組織には、(1-2) 10-2% のシリコン、骨組織 - 17 10-4%、血液 - 3.9 mg/l が含まれています。食物とともに、毎日最大 1 g のシリコンが人体に入ります。シリコン化合物は有毒ではありません。しかし、ケイ酸塩と二酸化ケイ素の両方の微細に分散した粒子を吸い込むことは非常に危険です。これは、例えば、爆破中、鉱山で岩を彫刻するとき、サンドブラスト機の操作中に形成されます。肺に入った SiO2 微粒子は、結晶が肺組織を破壊し、重い病気- 珪肺症。この危険な粉塵が肺に入るのを防ぐために、呼吸保護のために呼吸用保護具を使用する必要があります。

（緯度ビスマス）。ビスマスは 15 世紀から知られていましたが、長い間、さまざまなスズ、鉛、またはアンチモンと間違われていました。 1529 年、鉱業と冶金学の分野のドイツ人科学者である G. Agricola は、金属ビスマス、その抽出と処理に関する最初の情報を提供しました。ビスマスの化学的同一性は、1739 年に I. Pott によって最初に確立されました。 1819 年にスウェーデンの化学者 J. Berzelius によって化学命名法に導入されました。周期表では、ビスマスは最後の安定した (非放射性) 元素です。いくつかの報告によると、209Bi は弱い放射性ですが、その半減期は非常に長く (約 1017 年)、この核種は安定していると見なすことができます。地殻中のビスマスの含有量は非常に少なく、わずか 9・10-7% (全元素中 71 位) です。自然界では、自由な形で見つかることがあります。ビスマスは希少な微量元素であり、それ自体のミネラルは非常にまれです。融点 271.4°C (ビスマスは最も溶けやすい金属の 1 つです)、沸点 1564°C、密度 9.80 kg/dm3。融解すると、ビスマスは（氷のように）体積が減少します。つまり、固体のビスマスは液体よりも軽いです。高圧では、金属ビスマスの他の変更があります。ビスマスはもろく、簡単に粉砕して粉末にすることができます。ビスマスは金属の中で最も強い反磁性を持っています。ビスマスは乾燥した空気中では酸化せず、湿気のある空気中では徐々に酸化物の膜で覆われます。 1000°C 以上に加熱すると、塩基性酸化物 Bi2O3 を形成して燃え尽きます。ビスマスの原料は鉛やスズなどの鉱石で、不純物として含まれています。ビスマスの工業生産では、最初に鉛と銅の鉱石から精鉱を調製します (ビスマスの含有量は通常、10 分の 1 から 100 分の 1 パーセントです)。濃縮物は湿式冶金手段によって処理され、時には金属熱処理（カルシウムまたはマグネシウムを還元剤として使用）にかけられます。ビスマスの精製、抽出の最終段階では、さまざまな化学的および電気化学的方法が使用されます。ロシアでは、1918 年に最初のキログラムの金属ビスマスが K. A. Nenadkevich によって得られました。彼は、それを製錬する技術を開発しました。ビスマスの主な用途は可溶合金の成分としての使用です。ビスマスは、例えば、融点が水の沸点よりも低い、よく知られているウッド合金や、可溶ヒューズの製造などに使用される他の多くの合金に含まれています。ビスマスとマンガンの合金は強磁性を特徴とするため、強力な永久磁石の製造に使用されます。ビスマス化合物、特に Bi2O3 は、ガラス製造やセラミックス、製薬業界、触媒などに使用されています。

（緯度ヘリウム）。ヘリウムの発見は 1868 年に始まりました。日食フランスの天文学者 P.Zh. ヤンセンとイギリス人のD.N. Lockyer は、太陽コロナのスペクトルに黄色の線 (D3 線と呼ばれていた) を独自に発見しましたが、これは当時知られていたどの元素にも起因するものではありませんでした。 1871 年、Lockyer は、太陽に新しい元素が存在することによってその起源を説明しました。 1895 年、イギリス人の W. Ramsay は天然の放射性鉱石 kleveite からガスを分離しましたが、そのスペクトルには同じ D3 線が存在していました。 Lockyer は、その発見の歴史を反映して新しい要素に名前を付けました (ギリシャ語の Helios、太陽)。ロッキャーは発見された元素が金属であると信じていたため、金属の名前に通常使用される元素のラテン語名の末尾に「lim」を使用しました。したがって、ヘリウムは、地球上で発見されるずっと前に、他の不活性ガスの名前と区別する名前を付けられました。大気中のヘリウム含有量は非常に低く、体積で約 5.27 10-4% です。地殻では0.8 10-6%、海水では4 10-10%です。ヘリウムの供給源は石油とヘリウム含有天然ガスで、ヘリウム含有量は 2 ～ 3%、まれに 8 ～ 10% に達します。しかし、宇宙では、ヘリウムは (水素に次いで) 2 番目に一般的な元素であり、宇宙質量の 28% を占めています。現在、ヘリウムは、深冷法を使用して天然のヘリウム含有ガスから分離されています (ヘリウムは、他のすべてのガスよりも除去が困難です)。ロシア、アメリカ、カナダ、南アフリカにはそのようなガスの堆積物があります。ヘリウムは一部の鉱物 (モナザイト、トリアナイトなど) にも含まれていますが、加熱すると 1 kg の鉱物から最大 10 リットルのヘリウムを分離できます。ヘリウムは軽度の不燃性ガスで、通常の状態でのガス状ヘリウムの密度は 0.178 kg/m3 (水素ガスだけはそれ以下) です。ヘリウムの沸点 (常圧) は約 4.2K (最低沸点である -268.93°C) です。常圧では、液体ヘリウムは絶対零度（0K）に近い温度でも固体にはなりません。約 3.76 MPa の圧力では、ヘリウムの融点は 2.0 K です。液体ヘリウムから固体への遷移が観測される最低圧力は 2.5 MPa (25 気圧) で、ヘリウムの融点は約 1.1 K (-272.1 °C) です。 20°C の水 100 ml には 0.86 ml のヘリウムが溶解しますが、有機溶媒ではその溶解度はさらに低くなります。ヘリウムは、ヘリウムレーザー環境の構成要素として、金属の溶接、切断、溶解、ロケット燃料のポンピング、飛行船や気球への充填の際に、不活性で保護的な雰囲気を作り出すために使用されます。液体ヘリウム、地球上で最も冷たい液体地球 - ユニーク実験物理学における冷媒であり、超低温の使用を可能にします科学研究（例えば、電気的超伝導の研究において）。ヘリウムは血液に非常に溶けにくいため、ヘリウムとして使用されます。構成部分ダイバーが呼吸のために供給する人工空気。窒素をヘリウムに置き換えると、減圧症を防ぐことができます（通常の空気を吸入すると、高圧下で窒素が血液に溶解し、小さな血管を詰まらせる泡の形で放出されます）.

臭素の発見は、1825 年に塩素に作用するフランスの化学者 A. Balar の研究につながりました。水溶液、海藻の灰を洗浄した後に得られた、暗褐色の悪臭のある液体を放出した. この液体も海水から得られ、彼はムリドと呼んだ（ラテン語ムリアから - 塩水、ブライン) を作成し、彼の発見についてパリ科学アカデミーにメッセージを送りました。このレポートを検証するために設置された委員会は、Balar という名前を受け入れず、新しい元素を臭素と名付けました。臭素の発見により、若くてあまり知られていない科学者が有名になりました。 Balar の記事が登場した後、同様の物質を含むフラスコがドイツの化学者 K. Levig と J. Liebig による研究を待っていたことが判明しました。臭素は、地球の地殻ではかなり希少な元素です。その含有量は 0.37 10-4% (約 50 位) と推定されます。化学的に、臭素は非常に活性が高いため、自然界には遊離形では存在しません。多数の異なる化合物に含まれています。臭素自体の鉱物であるブロマルジャイライト (臭化銀 AgBr) とエンボライト (塩化銀と臭化銀) は非常にまれです。臭素の供給源は、苦い湖の水、油とさまざまな塩の堆積物に関連する塩水、および海水 (65 10–4%) であり、死海は臭素が豊富です。現在、臭素は通常、いくつかの苦い湖の水から抽出されています。そのうちの1つは、クルンダ草原（アルタイ）のわが国にあります。通常の状態では、臭素は重い (密度 3.1055 g/cm3) 赤褐色の濃厚な液体で、刺激臭があります。臭素は、通常の状態で液体である単純な物質の 1 つです。臭素の融点は-7.25°C、沸点は+59.2°Cです。これは、二原子の Br2 分子の形で自由な形で存在します。分子の原子への顕著な解離が 800°C の温度で観察され、温度がさらに上昇すると急速に増加します。臭素はわずかですが、他のハロゲンよりもよく、水に溶けます（20°Cの水100 gに3.58 g）。臭素水中では、反応は臭化水素酸の形成とともに進行します。臭素は、多くの無機および有機物、分析化学で。臭素化合物は、燃料添加剤、殺虫剤、難燃剤、および写真に使用されます。臭素を含む薬剤は広く知られています。臭素製剤の鎮静効果は、中枢神経系の抑制プロセスを強化する能力に基づいています。臭素を扱うときは、防護服、防毒マスク、および手袋を使用する必要があります。臭素蒸気の MPC は 0.5 mg/m3 です。すでに空気中の臭素濃度が約0.001％（体積）で、粘膜の刺激、めまい、そしてより高い濃度では気道のけいれん、窒息が観察されます。摂取すると、毒性量は 3 g、致死量は 35 g 臭素蒸気と液体臭素の高い化学活性と毒性のため、密閉されたガラス製の厚肉容器に保管する必要があります。

臭素の入ったバイアルは、振ったときにフラスコが破壊されるのを防ぐ砂の入った容器に入れられます。

臭素の密度が高いため、臭素が入ったボトルを喉に入れないようにしてください。

こぼれた臭素を中和するには、すぐに湿った Na2CO3 ソーダのスラリーで表面を覆う必要があります。

10.リン

（緯度 - リン）。リンは、1669 年にハンブルグの錬金術師 H. Brand によって遊離状態で最初に入手されました (特性が類似した物質がアラブの錬金術師 Behil によって早くも 12 世紀に入手されたという証拠があります)。賢者の石を求めて、彼は尿の蒸発による乾燥残留物を密閉容器内で川砂と木炭で焼成しました。か焼後、試薬の入った容器が暗闇で白色光を発し始めました (これは、尿に含まれる化合物からリンが還元されたものです)。 1680年、暗闇で光るリン（ギリシャ語の「リン」-発光体から）は、英国人R. ボイルによって受け取られました。その後、リンは尿だけでなく、脳の組織、骨格の骨にも含まれていることがわかりました。骨灰を石炭で焼成してリンを得る最も簡単な方法は、1771 年に K. Scheele によって提案されました。リンの元素の性質は、18 世紀末に A. L. Lavoisier によって確立されました。地殻の含有量は0.105質量％であり、これは窒素などの含有量を大幅に上回っています。海水では 0.07 mg/l。リンは自然界に遊離した形では存在しませんが、200 種類のミネラルの一部です。リンはすべての生物に含まれています。リン元素は、いくつかの同素体修飾で存在し、その主なものは、白 (リン III)、赤 (リン II)、および黒 (リン I) です。白リンはワックス状の透明な物質で、特有の臭いがあります。自由に回転できる四面体 P4 分子で構成されています。白リンは立方晶系の分子型結晶格子を持っています。密度 1.828 kg/dm3。融点44.14℃、沸点287℃。白リンには 2 つの形態があります。立方晶の結晶格子を持つ a 修飾、-76.9 °C で b 修飾に変換されます。クリスタルセルこれは確立されておらず、P4分子の自由回転はありません。誘電。エチルアルコール、ベンゼン、二硫化炭素CS2に可溶。白リンを空気のない状態で250～300℃に加熱すると赤リンが得られます。ナトリウム、ヨウ素、セレンの不純物と紫外線は、ある修飾から別の修飾への移行を加速します。赤リンは非晶質で、色は緋色から暗褐色、紫色までさまざまです。さまざまな特性を持ついくつかの結晶形があります。結晶性赤リン (ギットルフリン) は、600°C で飽和した赤リンを溶融鉛で冷却することによって得られます。それは単斜格子を持っています。赤リンの密度は 2.0 ～ 2.4 kg/dm3 です。誘電。加熱すると、赤リンはP4分子の形で蒸発し、その凝縮により白リンが形成されます。白リンを 1.2 GPa の圧力下で 200 ～ 220 ℃ に加熱すると、結晶性の黒リンが形成されます。格子は、原子がピラミッド状に配置された繊維層で構成されています。黒リンの最も安定な品種は、斜方晶格子を持っています。黒リンの密度は 2.702 kg/dm3 です。外見はグラファイトに似ています。半導体、反磁性。 560～580℃に加熱すると赤リンになります。黒リンは不活性で、ほとんど発火しません。白リンが最も活発です。空気中で酸化します。

リンが過剰酸素中で燃焼すると、P2O5 が得られ、P4O10 二量体と P8O20 四量体が形成されます。酸素が不足すると、P2O3が得られます。酸化時に放出される熱により、空気中で自然発火します。

赤リンは空気中でゆっくりと酸化し、自然発火しません。黒リンは空気中で酸化しません。白リンは、リン酸H3PO4の製造に使用されます（食品リン酸塩および合成物を得るために）洗剤）。焼夷弾や発煙弾、爆弾の製造に使用されます。製造に赤リンを使用ミネラル肥料、マッチ演出。リンは、脱酸剤および合金添加剤として非鉄金属合金の製造に使用されます。軟磁性合金の製造、リン化半導体の製造に使用されます。リン化合物は、医薬品製造の出発物質として機能します。リンは生細胞内にオルトリン酸およびピロリン酸の形で存在し、ヌクレオチド、核酸、リン酸化タンパク質、リン脂質、補酵素、および酵素の一部です。人間の骨は、ヒドロキシルアパタイト 3Ca3(PO4)3・CaF2 で構成されています。歯のエナメル質の組成にはフッ素アパタイトが含まれています。ヒトおよび動物におけるリン化合物の変換における主な役割は、肝臓が担っています。リン化合物の交換は、ホルモンとビタミンDによって調節されています.リンに対する人間の毎日の必要量は1〜2 gです.リンが不足すると、体が発達しますさまざまな病気骨格。リン化合物は有毒です。白リンの致死量は 50 ～ 150 mg です。白リンが皮膚につくと、重度のやけどを引き起こします。化学兵器のサリン、ソマン、タブンはリン化合物です。急性リン中毒は、口や胃の灼熱感、頭痛、衰弱、嘔吐によって現れます。 2〜3日後、黄疸が発生します。慢性型は、カルシウム代謝の侵害、心血管系および神経系への損傷によって特徴付けられます。急性中毒の応急処置 - 胃洗浄、下剤、浣腸の洗浄、ブドウ糖の静脈内溶液。皮膚の火傷の場合は、患部を溶液で治療しますブルービトリオールまたはソーダ。空気中のリン蒸気の MPC は 0.03 mg/m3 です。赤リンの粉塵が肺に入ると、肺炎を引き起こします。

中古本

1. Benesh P.、Pumpr V.、Svobodova M.、Mansurov G. N. 化学に関する 111 の質問。