Forskerne leder efter afslutningen på det periodiske system
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Forskerne leder efter afslutningen på det periodiske system

Indtil 1940 kendte man 92 grundstoffer, så det periodiske system stoppede med Uran. Men de seneste 70 år har forskerne fremstillet en lang række nye grundstoffer på kunstig vis ved at smelte mindre atomkerner sammen til større, så nu synes det periodiske system næsten at være ustoppeligt.

Det er det dog ikke, så forskerne vil gerne vide, hvor tunge grundstoffer man kan lave.

De første syntetiske grundstoffer blev fremstillet i slutningen af 1940 på University of California, Berkeley. Det var grundstof nr. 93 Neptunium og nr. 94 Plutonium, der blev dannet ved beskydning af uran med neutroner og deuteriumkerner.

En af de førende forskere i det arbejde var Glenn Seaborg (1912-1999), der var med til at fremstille og karakterisere ti nye grundstoffer. En præstation som gav ham nobelprisen i kemi i 1951.

Siden har man faktisk opdaget spor af blandt andet Pu-239 og Pu-244 i uranminer, så der findes altså flere end 92 grundstoffer naturligt i naturen - om end kun i mikroskopiske mængder.

Arbejdet med at fremstille syntetiske grundstoffer, som begyndte med på Berkeley, foregår nu også med fuld intensitet ved blandt andet Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) i Darmstadt i Tyskland og Joint Institure for Nuclear Research i den lille by Dubna nord for Moskva i Rusland - og specielt tyskerne har været flittige.

Kaldt det dog for Planckium

Sigurd Hoffmann leder en afdeling på 21 på GSI - her har man i perioden 1981 til 1996 fremstilllet seks nye grundstoffer fra 107 til 112, som alle har fået navn bortset fra nr. 112. De ulige grundstoffer er opkaldt efter betydningsfulde fysikere (Bohrium, Meitenerium og Roentgenium) - de lige er opkaldt efter den tyske geografi (Hassium og Darmstadtium).

International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) har nu meddelt Hoffman, at man er klar til at blåstemple grundstof nr. 112 og give det et rigtigt navn i stedet for at kalde det Ununbium eller blot Uub, som er en latinisering af tallet 112.

Følger man logikken, burde 112 burde hedde Planckium, da GSI har til huse på Planckstrasse i Darmstadt i delstaten Hessen, som har lagt navn til grundstoffet Hassium.

Planckium er desuden et godt bud, da Hoffmann til New Scientist oplyser, at hans forskergruppe regner med at foreslå et navn, som hædrer en person, der har ydet en betydningsfuld indsats for menneskeheden, og som har haft en kulturel betydning. I sidste ende er det dog IUPAC, der skal godkende navnet.

Island of Stability

De fleste af de tunge kunstigt fremstillede grundstoffer er uhyre ustabile, og deres halveringstid måles i sekunder eller endog millisekunder. Det vides dog, at der findes en kombination af antallet af neutroner og protoner og i kernen, der giver høj stabilitet. Forskerne kaldet dette område for Island of Stability.

Centrum for Island og Stability formodes at være enten 114 eller 120 protoner i kombination med 184 neutroner. Det er her grundstofforskerne i øjeblikket koncentrerer deres indsats. På den anden side af stabilitetsøen formodes på ny at være en række ustabile grundstoffer.

Det periodiske system har i dag syv rækker. Række 7 slutter med grundstof nr. 118, som man allerede har lavet, men som stadig må leve med navnet Unonoctium (118). Allerede i 1969 var Glenn Seaborg den første til at påpege, at der kunne være en ottende række med grundstoffer fra nr. 119 til nr. 168 og måske endog en niende række begyndende med grundstof nr. 169.

I 1985 forsøgte man første gang at fremstillet 119 ved at skyde calcium-48 ind i einsteinium-254. Det kunne i princippet have ført til et atom med 119 protoner og 302 kernepartikler i alt - men ingen blev detekteret. Grundstof 119 har vi stadig til gode.

Den ottende række vil indeholde 18 grundstoffer mere end antallet, der findes i hver af række 6 og 7 i det periodiske system. De ekstra 18 grundstoffer begyndende med grundstof nr. 121 udgør en såkaldt g-blok, da de har elektroner i delvist fyldte g-orbitaler.

Med til historien hører, at en forskergruppe sidste år berettede, at den havde fundet spor af grundstof nr. 122 sammen med naturligt forekommende thorium. Andre forskere mente dog, at det skyldtes en mistolkning af de oprindelige måledata.

Artiklen om grundstof nr. 122, som blev offentliggjort på internettet på den kendte preprint-server arxiv.org, som anvendes af mange forskere, har dog heller ikke fundet vej til anerkendte tidsskrifter, og den er bl.a. blevet afvist af Nature. Den gængse opfattelse i forskerkredse er, at også grundstof nr. 122 hører fremtiden til.

Det slutter med senest med nr. 173

Walter Griener og Stefan Schramm fra J. W. Goethe-Universität i Frankfurt viste sidste år, at hastigheden for elektroner, der skal findes i større og større elektronskaller, sætter en teoretisk øvre grænse på størrelsen af neutrale atomer, der går omkring grundstof nr. 173. Hvis man udelukkende betragter atomkernen, ser det ud til at den teoretiske øvre grænse ligger omkring 210 protoner.

En artikel i Nature fra 2005 af S. Cwiok, P.-H. Heenen og W. Nazarewicz indikerer dog, at det periodiske system kan slutte meget tidligere, måske lige efter Island of Stability og før grundstof nr. 128.

En fortsat lang række usikkerhedsfaktorer får dog Sigurd Hoffmann fra GSI til at sige til New Scientist:

»Vi vil gerne finde slutningen på det periodiske system, og vi kan ikke vide, hvor den er, før vi har forsøgt at finde den.«

Dokumentation

Artikel: Turen går til Island of Stability
Det periodiske system
Det udvidede periodiske system
Orbitaler i atomer
GSI i Darmstadt
Joint Institute for Nuclear Research i Dubna

så er spørgsmålet jo bare hvad der karakteriserer et grundstof.. for i princippet er en neutronstjerne jo også bare et stort atom bestående af neutroner...

  • 0
  • 0