ТЕГИ
Галоген и металл, алгоритмы расчета молекулярных орбиталей, химическая продукция и технологии
Редчайший галоген оказался металлом, сложность моделирования химических свойств веществ, особенно с атомами тяжелых элементов, связана с тем, что даже одиночный атом имеет 85 электронов и 210 нуклонов в ядре. Даже рассматривая ядро как единый положительный заряд, ученые не могут игнорировать взаимное влияние электронов друг на друга: добавление хотя бы одного атома резко усложняет задачу.
Молекулярные орбитали
В своих работах по исследованию молекулярных орбиталей Роальд Хоффман описывал именно моделирование молекул с использованием ряда приближенных методов, однако долгое время решить проблему адекватного изучения тяжелых элементов in silico не удавалось.
Используя суперкомпьютер и новые алгоритмы расчета молекулярных орбиталей ученые смогли предсказать свойства астата. Особенно важно, моделирование опиралось на фундаментальные квантовые законы так называемый first principles расчет, а не использовало упрощений, в рамках которых атомы представляют собой простые шарики, создающие вокруг себя заданное электрическое поле.
Химия, химическая продукция
Исследователи, среди которых лауреат Нобелевской премии по химии, химической продукции (продажа химии) Роалд Хоффман в 1981 году получил награду за фундаментальные работы по исследованию химических реакций…Группа физиков и химиков из Корнельского университета смоделировала свойства астата. Исследователи доказали, что астат должен быть металлом и не формирует двухатомных молекул, хотя положение в таблице Менделеева прямо указывает на принадлежность астата к галогенам. Исследователи, среди которых лауреат Нобелевской премии по химии, химической продукции (продажа химии) Роалд Хоффман в 1981 году получил награду за фундаментальные работы по исследованию химических реакций, смоделировали поведение атомов астата и их взаимодействие при помощи суперкомпьютера.
Рсчеты стали, как подчеркивается в сообщении, возможны лишь недавно, хотя принципиальные законы, определяющие поведение квантовых объектов в частности, уравнение Шредингера, которое описывает эволюцию квантового объекта, известны уже почти сто лет. Формально попадающий в число галогенов фтор, хлор, бром и йод астат должен быть металлом.
Химия, двухатомные молекулы
Плотность, электрическая проводимость или теплоемкость
Не образует двухатомных молекул, аналогичных Cl2, но при этом не выстраивает и характерную для металла кристаллическую решетку. Структура астата должна напоминать ртуть, хотя при нормальных условиях элемент при этом будет не жидким, а твердым. В лабораториях ранее удавалось получить астат в количестве всего 0,05 микрограмма, поэтому до сих пор никому неизвестны такие свойства вещества, как цвет, плотность, электрическая проводимость или теплоемкость.
Немногочисленные опыты даже не позволили ответить на вопрос о том, может ли астат формировать двухатомные молекулы. Авторы исследования надеются, что далее удастся рассчитать химические свойства тех элементов, которые получаются лишь считанными атомами и в принципе недоступны для экспериментов из-за очень малого периода полураспада.
Астат редкий из элементов, распад компенсируется рождением новых атомов при альфа-распаде
Несмотря на чрезвычайную редкость по некоторым данным, именно астат является самым редким из элементов, который постоянно находится в земной коре: его распад компенсируется рождением новых атомов при альфа-распаде нестабильных изотопов висмута, астат интересен не только с теоретической точки зрения.
Синтезированные в медицинских ускорителях атомы астата используются для радиоизотопного мечения препаратов, позволяющих обнаруживать и прицельно облучать злокачественные опухоли.
