Американским ученым удалось провести серию химических и физических опытов с рекордно малым количеством эйнштейния: в их распоряжении было менее 200 нанограммов этого радиоактивного металла. Специалисты обнаружили несколько новых и уточнили уже известные свойства трансуранового элемента. Полученные знания помогут в работе с другими актиноидами, а также проливают свет на ряд общих свойств для элементов в конце таблицы Менделеева.

Исследование трансурановых элементов, то есть имеющих атомный номер выше 92, дело непростое: большинство их изотопов обладают коротким периодом полураспада. Среди них выделяется эйнштейний (Es) — химический элемент с самым большим атомным номером (99) из тех, что удалось получить в макроскопическом количестве. Правда, это потребовало колоссальных усилий. И даже несмотря на такое достижение ученых, многие его свойства до сих пор остаются не до конца изученными.

Этот пробел в знаниях восполнили американские специалисты из Лос-Аламосской национальной лаборатория (LANL), Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (LBNL) и Джорджтаунского университета (Georgetown University). Результаты своего исследования они опубликовали в рецензируемом журнале Nature. Ученые работали не с абсолютно чистым эйнштейнием, а с его изотопом Es-254 в соединении с хелатирующим лигандом гидроксипиридиноном (hydroxypyridinone).

Многие физические и химические свойства эйнштейния были определены в результате теоретических расчетов и ранее проделанных экспериментов. Однако такие данные всегда требуют повторной проверки, к тому же новые исследования имеют все шансы принести новые открытия. Так произошло и в этот раз. Хотя ничего революционного ученые не узнали, некоторые особенности как Es, так и остальных актиноидов получилось прояснить.

Свечение примерно 300 микрограмм Эйнштейния-253 в результате альфа-распада с излучением в окружающую среду частиц энергией 6,6 мегаэлектронвольт. Энерговыделение этого процесса достигает 1000 ватт на грамм металла, период полураспада Es-253 — 20,5 дней. Впервые эйнштейний зафиксировали в продуктах взрыва первой термоядерной бомбы в 1952 году / ©Haire, Richard G. (2006). “Einsteinium”, ISBN 1–4020–3555–1. p. 1580

Исследователи уточнили длину химической связи эйнштейния в разных соединениях с помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Также при фотофизических измерениях наблюдался голубой сдвиг, чего не происходило в аналогичных экспериментах с более легкими актиноидами. Наконец, много данных исследователи получили о строении внешних электронных оболочек эйнштейния. Как подытоживают свою работу ученые, вся эта новая информация говорит о необходимости продолжить изучение необычного поведения актиноидов, в особенности их короткоживущих изотопов.

Некоторую романтическую ауру этой научной работе придает обстановка, в которой ее проводили. Исследование эйнштейния — всегда гонка с естественными физико-химическими явлениями, в первую очередь с его распадом. Как пояснили авторы статьи изданию Sciencealert, в обстановке пандемии, когда функционирование всех учреждений ограничено, было нелегко выполнять все процедуры. Хотя изучали самый стабильный изотоп — Es-254 с периодом полураспада чуть более 275 дней, — существовала большая вероятность, что полученного в лаборатории металла просто не хватит для всех экспериментов.