The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements

The chemical elements up toZ = 172 are calculated with a relativistic Hartree-Fock-Slater program taking into account the effect of the extended nucleus. Predictions of the binding energies, the X-ray spectra and the number of electrons inside the nuclei are given for the inner electron shells. The predicted chemical behaviour will be discussed for all elements betweenZ = 104-120 and compared with previous known extrapolations. For the elementsZ = 121–172 predictions of their chemistry and a proposal for the continuation of the Periodic Table are given. The eighth chemical period ends withZ = 164 located below Mercury. The ninth period starts with an alkaline and alkaline earth metal and ends immediately similarly to the second and third period with a noble gas atZ = 172.

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Zusammenfassung Mit einem relativistischen Hartree-Fock-Slater Rechenprogramm werden die chemischen Elemente bis zur Ordnungszahl 172 berechnet, wobei der Einfluß des ausgedehnten Kernes berücksichtigt wurde. Für die innersten Elektronenschalen werden Voraussagen über deren Bindungsenergie, das Röntgenspektrum und die Zahl der Elektronen im Kern gemacht. Die voraussichtliche Chemie der Elemente zwischenZ = 104 und 120 wird diskutiert und mit bereits vorhandenen Extrapolationen verglichen. Für die ElementeZ =121–172 wird eine Voraussage über das chemische Verhalten gegeben, sowie ein Vorschlag für die Fortsetzung des Periodensystems gemacht. Die achte chemische Periode endet mit dem Element 164 im Periodensystem unter Quecksilber gelegen. Die neunte Periode beginnt mit einem Alkali- und Erdalkalimetall und endet sofort wieder wie in der zweiten und dritten Periode mit einem Edelgas beiZ = 172.

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Resumé Les éléments chimiques jusqu'áZ = 172 sont calculés à l'aide d'un programme Hartree-Fock-Slater relativiste en tenant compte de l'extension du noyau. On fournit des prédictions quant aux énergies de liaison, aux spectres X et au nombre d'électrons dans les noyaux pour les couches électroniques internes. Le comportement chimique prévu est discuté pour tous les éléments entreZ = 104–120 et comparé aux extrapolations connues auparavant. Pour les éléments Z =121–172 on effectue des prévisions de propriétés chimiques et l'on propose un prolongement du Tableau Périodique. La huitième période chimique se termine àZ = 164 sous le mercure. La neuviéme période débute avec un métal alcalin et alcalino-terreux et se termine comme la seconde et la troisième période avec un gaz rare àZ = 172.

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This work has been supported by the Bundesministerium für Wissenschaft und Bildung and by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

ISOIREMCO 25 years of age (revisited)

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Wirkungsgrade in der Welt des Lebens und der Technik

Zusammenfassung Um der oft gehörten Meinung entgegenzutreten, die energetischen Wirkungsgrade lebender Organismen seien wesentlich höher als die technischer Verfahren, werden entsprechende Werte miteinander verglichen. Der sehr niedrige Wirkungsgrad der Photosynthese zusammen mit der kleinen Energiedichte der Sonnenstrahlung erzwang ab einer kritischen Größe die Aufspaltung in Energiesammler, die Pflanzen, und Verbraucher chemischer Energie, den Tieren. Dank den 10 mal höheren Wirkungsgraden in der Technik, lassen sich Solarmobile bauen, die von der auf sie fallenden Sonnenstrahlung angetrieben werden. Wegen des Multiplikationsgesetzes der Teilwirkungsgrade ergeben sich sowohl für die Speicherung der Sonnenenergie in den fossilen Brennstoffen wie in der Nahrungskette extrem niedrige Wirkungsgrade.

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Efficiencies in the world of life and in engineering

One often hears the opinion, that the efficiencies in the world of life are higher than in engineering. To disprove this, many values of efficiency of corresponding processes are compared. The very low efficiency of photosynthesis in living plants together with the low density of solar radiation has led the world of life to split into collectors of energy, the plants, and consumers of chemical energy, the animals. Thanks to the ten times higher efficiencies of solar cells, it is possible, to produce solar mobiles, vehicles that move driven by solar radiation.

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Herrn Prof. Dr.-Ing. U. Grigull zum 75. Geburtstag gewidmet     

On the diffusion field in the neighborhood of two identical spheres

Summary Under steady state conditions the reduction in the diffusive flux into a sphere due the presence of a neighboring, identical sphere is calculated. Taking the flux into a sphere as 1 when the particles are at infinite separation, the flux decreases to a minimum value of 0.693 when the spheres are touching.

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Zusammenfassung Unter stationären Bedingungen wird die Abnahme des Diffusionsflusses in eine Kugel, bedingt durch eine benachbarte identische Kugel, berechnet.Wird der Diffusionsfluß in eine Kugel gleich 1 gesetzt, wenn die Partikel unendlich weit voneinander entfernt sind, so nimmt der Diffusionsfluß auf einen Minimalwert von 0,693 ab, wenn sich die Kugeln berühren.

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With 2 figures     

Umsetzung von hydrobromiertem 1,4-Polybutadien mit lithiumorganischen Verbindungen

Ohne ZusammenfassungMit 1 Abbildung und 1 Tabelle     

Homogeneous hydrogenation of ketones to alcohols with ruthenium complex catalysts

A number of ruthenium triphenylphosphine complexes catalyse the reduction of ketones to their corresponding alcohols in the presence of water. The most convenient catalyst precursors are carbonyl containing complexes which do not promote decarbonylation of the substrate. The hydrogenation of acetone with hydridochlorocarbonyltris(triphenylphosphine)ruthenium is first order with respect to the substrate concentration, the catalyst concentration, the hydrogen pressure and the water concentration. Turnover numbers up to 15,000 have been achieved with this catalyst. Other ketones are also reduced by RuHCl(CO)(PPh₃)₃ and the rate of the reaction is dependent on the nature of the substrate.     

Synthesis of a biotinated amphiphile

The synthesis of a biotinated amphiphile assembled from d-(+)-biotin, ethylene diamine as spacer, galactaric acid and 1-dodecylamine was achieved in six steps. The key step was the synthesis of a bisacetonide protected galactaric ester, the structure of which was determined by X-ray analysis. Aminolysis, spacer attachment, coupling with biotin and deprotection led to the amphiphilic galactaramide.     

k0-measurements and related nuclear data compilation for (n, γ) reactor neutron activation analysis

Recommended k₀-factors and related nuclear data for use in (n, γ) activation analysis are given for 72 isotopes. In addition the basic nuclear constants and experimental parameters needed in the k₀ standardization method are reviewed. For convenient data reduction, computer programs were developed.     

Untersuchung der Temperaturabhängigkeit derg ik -Tensoren von Polyäthyleneinkristallen

Zusammenfassung Es wurden die Kristallitgröße und die Änderungen der parakristallinen Gitterstörungen aus den Linienbreiten des Röntgenweitwinkeldiagramms von lösungskristallisiertem linearem Polyäthylen bei den Temperaturen 15°K, 73°K, 173°K und Zimmertemperatur bestimmt. Es wurde eine Zunahme der Gitterstörungen mit fallender Temperatur gefunden.

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Summary The crystallite size and the paracrystalline distortions in polyethylene single crystals were evaluated by the measurement of the linewidth in the X-ray wide angle diagram at four different temperatures (15°K, 73°K, 173°K and 297°K). An increase of the lattice distortions with decreasing temperature was found.

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Mit 3 Abbildungen

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Vorgetragen auf der Arbeitssitzung des Fachausschusses Physik der Hochpolymeren in der Frühjahrstagung 1970 des Regionalverbandes Hessen-Mittelrhein-Saar der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Darmstadt, 10.–13. März 1970.     

Integral approximations for molecular orbital theory

The electron repulsion integrals arising in LCAO-MO theory are approximated by replacement of the product of two orbitals on different centers by linear combinations of one-center products. The approximation differs from those previously proposed in that the coefficients of the various terms are determined by requiring agreement for certain integrals, and in the emphasis of the role of symmetry in selecting the one-center products. For two-center integrals, the new approximation is significantly better than older approximate methods. Reasons are given for expecting this improvement to extend also to multi-center integrals.

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Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur näherungsweisen Berechnung von Elektronenwechselwirkungsintegralen der LCAO-MO-Theorie beschrieben, bei welchem das Produkt zweier Zustandsfunktionen an verschiedenen Zentren durch eine Linearkombination von Produkten am gleichen Zentrum ersetzt wird. Der Unterschied zu ähnlichen Ansätzen liegt in der Justierung der Koeffizienten. Für Zweizentrenintegrale liefert die hier vorgeschlagene Methode bedeutend bessere Ergebnisse als das Mulliken-Verfahren.

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Résumé Les intégrales de répulsion électroniques intervenant dans la théorie LCAO MO sont calculées d'une manière approchée en remplaçant le produit de deux orbitales sur des centres différents par des combinaisons linéaires de produits à un centre. Cette approximation diffère de celles proposées auparavant par la détermination des coefficients des différents termes au moyen de l'ajustement de certaines intégrales et par l'importance du rôle de la symétrie dans le choix des produits monocentriques. Cette nouvelle approximation est bien meilleure que les anciennes en ce qui concerne les intégrales bi-centriques. Nous donnons des raisons d'espérer que cette amélioration s'étendra aux intégrales polycentriques.