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ノーベリウムは、アクチノイド元素で、原子番号102の元素です。

Contents
  1. この元素をどうやって「見る」のか
  2. どうやって作るのか——「当てて、くっつける」
  3. 名前はどう決まるのか
  4. ノーベリウムの位置づけ
  5. 基本情報
  6. よくある質問
  7. 関連記事
  8. 筆者の薦める1冊

この元素をどうやって「見る」のか

原子番号が100を超える元素は、自然界には存在しません。加速器で軽い原子核を重い標的にぶつけ、融合させて1個ずつ作ります。できた原子はすぐ壊れるため、研究はふつうの化学とはまったく違う形になります。

ふつうの元素 超重元素
試薬瓶に入れて秤で量る 1原子ずつ作り、壊れる前に測る
ビーカーの中で反応させる 気体クロマトグラフィーなどで1原子の挙動を追う
性質は実測で分かる 周期表の位置から予測し、少数の実験で確かめる
原子量は精密に決まる 半減期の最も長い同位体の質量数を括弧書きで示す
原子量が括弧つきなのはこのためです。天然に安定同位体が存在しないので「平均の原子量」が定義できず、代表的な同位体の質量数を示すしかありません。基本情報の表で原子量が (277) のように書かれていたら、それは測定値ではなく同位体の質量数だと読んでください。

どうやって作るのか——「当てて、くっつける」

超重元素の作り方は、原理だけならとても単純です。軽い原子核を加速して、重い標的の原子核にぶつけ、融合させる。それだけです。難しいのは確率で、照射したイオンのほとんどは標的をはじき飛ばすか、素通りするか、融合してもすぐ分裂してしまいます。何兆回ぶつけて1個できるという世界です。

できた原子は標的のうしろへ飛び出してくるので、電磁石で不要な粒子をふるい落としてから検出器へ送ります。そしてその原子が壊れていく順番（崩壊連鎖）を観測して、さかのぼって「確かに原子番号102の原子が1個できた」と確認するのです。天秤に乗せて確かめるわけではありません。

名前はどう決まるのか

合成を報告しただけでは名前はつきません。IUPACとIUPAPの合同作業部会が、他の研究所でも再現できるかを含めて審査し、発見が認定された時点で、発見者に命名を提案する権利が与えられます。

段階 何が決まるか
合成の報告 まだ何も確定しない（別グループの追試を待つ）
発見の認定 どのグループが最初かが決まる
命名の提案 発見者が名前を提案する（地名・人名・神話・性質に限られる）
正式決定 IUPACが承認するまではウンニル〜などの仮の名で呼ばれる

仮の名前は、原子番号をラテン語・ギリシャ語の数詞で読んで「-ium」を付けたものです。0＝ニル、1＝ウン、2＝ビ、3＝トリという具合に対応しているので、仮名を見れば原子番号が読める仕組みになっています。

ノーベリウムでは、水溶液中での挙動から+2 の状態がとくに安定であることが確かめられています。アクチノイドの多くが +3 をとりやすいなかでの例外です。

ノーベリウムの位置づけ

アクチノイドの一員です。多くのアクチノイドが +3 の酸化状態をとりやすいのに対し、ノーベリウムは+2 がとくに安定という例外的な性質を示します。電子が詰まった配置が安定なためで、重い元素で相対論の効果が効いてくる例のひとつです。

名前はアルフレッド・ノーベルに由来します。スウェーデン・ソ連・アメリカの複数のグループが前後して合成を報告し、発見者をめぐる論争が長く続いた元素でもあります。

基本情報

和名 ノーベリウム
英名 Nobelium
語源 スウェーデンの科学者ノーベル (Nobel)
元素記号 No
原子番号 102
原子量 (259)
常温(25℃)での状態 ー
色 ー
密度 ー
融点 ー
沸点 ー
発見者 シーボーグ 他（アメリカ）[1958年]
含有鉱物 －

よくある質問

%s はどこにあるのですか？

自然界には存在しません。加速器の中で人工的に作られる元素で、できた原子はすぐに崩壊してしまうため、どこかに貯めておくことができません。研究は1原子ずつ作っては壊れるのを観測する形で進められます。

原子量が括弧つきで書かれているのはなぜですか？

天然に安定同位体が存在しないため、「平均の原子量」を定義できないからです。括弧の中の数字は測定された原子量ではなく、知られている同位体のうち代表的なものの質量数です。安定同位体をもつふつうの元素とは意味が違うので、同じ感覚で読まないよう注意してください。

ノーベリウムが +2 をとりやすいのはなぜですか？

電子が5f軌道に14個詰まった閉殻に近い配置が安定で、そこからさらに電子を奪うのに大きなエネルギーが必要になるためです。アクチノイドの多くは +3 をとりやすいので、ノーベリウムは例外にあたります。重い元素では相対論の効果で内側の電子が強く引き寄せられ、このような「予想と違う安定な酸化状態」が現れます。

発見者をめぐる論争とは何ですか？

スウェーデン・ソ連・アメリカの複数のグループが前後して合成を報告し、どのグループの結果が最初の確かな発見かで長く争われました。名前は最初に報告したスウェーデンのグループの提案（アルフレッド・ノーベルにちなむ）が残りましたが、発見の功績は別のグループに認定されています。超重元素でこうした論争が起きやすいのは、わずか数個の原子の観測が根拠になるためです。

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周期表全体を有機化学の視点で整理したいときは、元素図鑑トップが出発点になります。

どれも加速器で1原子ずつ作る元素です。作り方と確認のしかたは共通しています。