Frekvenca X

PODCAST: Štirje novinci v periodnem sistemu

3751529776_ba2d7237bd_b
Periodni sistem
foto: Wolfram Burner

Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo ali krajše IUPAC je konec lanskega leta razglasila, da so odkrili štiri nove kemijske elemente. Periodni sistem, ki ga je večina spoznala v osnovni šoli in z njim v srednji šoli tudi za zmeraj zaključila, pa je s tem zapolnil vrzeli. Novi so elementi z vrstnimi števili 113, 115, 117 in 118, tako da je skupno zdaj elementov 118.

Renij in hafnij imata častno mesto zadnjih odkritih stabilnih elementov – to je bilo leta 1925. Odtlej so jih odkrili še 31, a so vsi radioaktivni, torej nestabilni.

Danes ni šlo brez periodnega sistema v rokah.

Danes ni šlo brez periodnega sistema v rokah.

foto: Franci Moder

Opremo za iskanje oziroma pripravo novih supertežkih elementov imajo v nemškem Darmstadtu, ruski Dubni, japonskem inštitutu RIKEN v Tokiu ter v ameriških laboratorijih Lawrence Livermore in Oak Ridge. Odkrivanje supertežkih elementov poteka tako, da v tarčo iz težkega elementa streljamo hiter curek atomov lažjega elementa. Pri večini trkov se ne zgodi nič ali pa se razletijo še na lažje elemente; včasih pa se zgodi, da je trk uspešen, jedri se zlijeta in nastane atom supertežkega elementa.

V tarčo iz bizmuta smo streljali s curkom cinkovih atomov. Pri združitvi oziroma fuzijski reakciji je nastal izotop elementa 113. Masno število tega elementa je 278, vrstno pa 113. Celotna raziskava je trajala devet let,” je pojasnil dr. Kosuke Morita, vodja Enote za supertežke elemente na japonskem inštitutu RIKEN.

Odkrivamo vse težja in težja atomska jedra, kar pomeni, da se v njih gnete vse več protonov. Elektroni se ob tem gibljejo hitreje in hitreje, pomembna postaja tudi Einsteinova relativnost. Sprašujemo se, ali bodo ti elementi še sodili v tako lepo postrojen sistem elementov, njihove lastnosti se namreč malenkost razlikujejo. Trenutno se vlagajo ogromna raziskovalna prizadevanja, da bi natančno dognali kemijske lastnosti na novo odkritih elementov,” pa je pojasnil dr. Krzysztof Rykaczewski iz ameriškega laboratorija Oak Ridge.

Da je element priznan za na novo odkritega, ga je treba pripraviti v zadostni količini ali pa enolično identificirati njegove razpadne produkte, potem pa to s ponovljivim postopkom storiti še v kakšnem drugem laboratoriju.

Lemij, bovij? Ne, prej moskovij, japonij … 

Poimenovanje kemijskih elementov je stvar velikega prestiža, kar je že večkrat pripeljalo do dolgoletnih sporov. V kemiji velja, da sme novi element poimenovati njegov odkritelj. Ime lahko dobi po geografskih pojmih, nebesnih telesih, svojih lastnostih, mitoloških bitjih ali znanstvenikih, ki niso več živi.

Dandanes je poimenovanje elementov občutljiv politični problem, kjer IUPAC išče kompromis med pritiski več laboratorijev, ki so bili udeleženi pri odkritju posameznega elementa. Preprečiti želijo ponovitev vojne poimenovanja, ki se je vlekla od leta 1960 do 1997.

Novoodkrita elementa 104 in 105 so po svoje poimenovali Američani in Rusi, saj so si oboji lastili prvo odkritje. Američani so ju imenovali ruterfordij in hanij, Rusi pa kurčatovij in nielsborij. Vse do leta 1997 so uporabljali vsak svoji imeni, kar pa razen različnih periodni sistemov v vzhodnem in zahodnem bloku ni predstavljajo večjih nevšečnosti, saj so ti težki elementi praktično neuporabni.

Rusi so že napovedali, da bodo pri elementu 115 vztrajali pri imenu moskovij, medtem ko Japonci še niso razkrili, ali se bodo odločili za japonij, rikenij ali kaj tretjega. Poleg tega pa se na spletu pojavljajo tudi bolj in manj resne peticije za poimenovanja. Pod peticijo, da bi element 115 poimenovali lemij po preminulem pevcu Lemmyju, se je do zdaj podpisalo več kot 155 000 ljudi, obstaja tudi peticija, da bi element 118 poimenovali Stardust po poslednjem albumu prav tako preminulega pevca Davida Bowieja, naspletu je dostopna tudi peticija za ime oktarin po barvi v delih Terryja Pratchetta, ki je nabrala že več kot 50 000 podpisov. Kljub temu je težko verjeti, da bodo resni znanstveniki takšne pobude vzeli resno.

Radioaktivni elementi uporabni v diagnostiki

Vsi štirje novi elementi so nestabilni in imajo sila kratke razpolovne čase.

Ne gre za sekunde, to bilo prelepo. Za zdaj smo potrdili dva izotopa elementa 117, govorimo lahko o nekaj deset milisekund dolgi življenjski dobi. Pri elementu 115 gre za štiri izotope, obstojijo pa lahko nekaj desetink sekunde. – dr. Rykaczewski o obstojnosti novih elementov.

Neposredne uporabne vrednosti novi elementi zato (še) nimajo in je še lep čas ne bodo imeli, a to ne pomeni, da je njihove odkritje nepomembno. Številni raziskovalci namreč menijo, da se okrog elementa 120 začne tako imenovani otok

stabilnosti, kakor imenujemo supertežke elemente, ki so bistveno stabilnejši. Najbolj smele napovedi govorijo celo o več dni dolgih razpolovnih časih, kar bi bilo povsem dovolj, da bi poiskali tudi praktično uporabo elementov ter jim izmerili vse kemične lastnosti.

A nekateri elementi, ki smo jih umetno proizvedli v 20. stoletju, imajo kljub nestabilnosti pomembno uporabno vrednost. Plutonija v naravni praktično ni, danes pa ga letno proizvedemo več kot 20 ton, večino kot nezaželen stranski produkt pri delovanju jedrskih reaktorjev. A prav plutonij je bil v drugi svetovni vojni ključen za izdelavo atomske bombe.