det periodiske system fejrer sit 150-års jubilæum i år og indeholder i øjeblikket 118 kemiske elementer. Der er dog ingen naturligt forekommende grundstoffer ud over uran (element 92). I stedet blev disse syntetiske elementer (også kendt som transuranelementer) først opdaget i laboratorier.
Her er fem af de mærkeligste måder, vi har tilføjet vores viden om det kemiske univers.
Plutonium-elementet på loftet
det mest berømte syntetiske element blev fundet på et ildelugtende loft. I 1940 skabte to forskere, der arbejdede med en partikelaccelerator ved University of California, Berkeley, et nyt element ved at bombardere en prøve af uran med subatomære partikler kaldet neutroner. Normalt resulterede dette i, at uranatomet eksploderede, men lejlighedsvis ville en neutron komme ind i atomets hjerte – kernen – og blive til en proton. Da antallet af protoner bestemmer det element, du har, ved at tilføje en McMillan og Abelson opdagede element 93.
anden verdenskrig betød, at duoen måtte holde deres opdagelse hemmelig. McMillan forklarede imidlertid sin forskning til en ven, Glenn Seaborg, som var overbevist om, at han kunne skabe det næste element i rækkefølge. I begyndelsen af 1941 arbejdede Seaborgs team i et lille laboratorium gemt i taget på kemiafdelingen. Uran blev opkaldt efter planeten Uranus, så McMillan og Seaborg besluttede også at navngive deres elementer efter planeter i solsystemet: neptunium og plutonium.gennembruddet vandt McMillan og Seaborg Nobelprisen, og plutonium blev brugt til at lave verdens første atombombe. Seaborg huskede dog altid stanken fra alle kemikalierne i sit lille arbejdsområde-hvorfor plutoniums symbol er Pu (tisseå).
Læs mere om fremragende historier om elementer om Videnskabsfokus:
- det er elementært: Hvordan bliver man en periodisk tabel pub testmester
- hvilke elementer er i fare for at løbe tør?
Einsteinium og fermium – børn af bomben
i 1950 ‘ erne havde Seaborgs team opdaget yderligere fire elementer: americium, curium, berkelium og californium. Desværre blev det stadig vanskeligere at fremstille hvert nyt element og krævede en større koncentration af neutroner. Faktisk var det eneste sted på jorden med nok neutroner, der flyver rundt, kernen i en termonuklear eksplosion. Så det var her holdet besluttede at se.
den 1.November 1952 detonerede USA verdens første brintbombe ved Envetak Atoll i Stillehavet, hvilket forårsagede en eksplosion svarende til 10,4 megaton TNT. Nysgerrig efter, hvad der kunne være indeni, beordrede US Air Force derefter jagerpiloter til at flyve ind i svampeskyen med filtre fastgjort til deres flys vinger i håb om at opsamle atomaffald til test. Det var en farlig opgave, og en pilot, Jimmy Robinson, døde under missionen, da han løb tør for brændstof.
Mendelevium – en bil og en brandalarm
i 1955 besluttede Berkeley-teamet, at de havde nok einsteinium (element 99) til at prøve at skyde det direkte med radioaktive alfapartikler (som har to protoner) i deres accelerator. Dette ville danne det uopdagede element 101. Det eneste problem var, at det nye element ville være så ustabilt, at det ville henfalde på få minutter – og deres partikelaccelerator var i bunden af en stejl bakke, mens deres kemilaboratorium var øverst. Der var ingen nem måde at få prøverne til laboratoriet i tide til at bevise, at der var lavet et nyt element.et af Berkeley-teamet, Albert Ghiorso, var kendt for sin usædvanlige måde at løse udfordringer på. Hans Svar var at få fat i det radioaktive stof fra acceleratoren så hurtigt som muligt, smide det i et hætteglas med syre, derefter løbe til en superladet Folkevogn og køre op ad bakken med voldsom hastighed. På kemiafdelingen havde Ghiorso tilsluttet bygningens brandalarm for at slukke, hvis hans Prøve udsendte stråling som bevis for, at han havde oprettet element 101.
Læs mere videnskabshistorie om Videnskabsfokus:
- tre berømte kemikere, der ændrede vores forståelse af den centrale videnskab
- Arthur Eddington: relativitetsmesteren
Nihonium – den syv-årige ventetid
ikke alle elementer blev oprettet i USA. I det 21.århundrede var både russerne og tyskerne også lykkedes og strakte det periodiske system til 112 elementer. Et andet hold, ledet af K Kurtsuke Morita i RIKEN i Japan, ønskede at blive involveret. Ved at kopiere en teknik, der var banebrydende af sine rivaler, fyrede Morita sine ioner (element 30) ind i et roterende hjul af vismut (element 83) for at fremstille element 113.
først var det japanske hold vellykket og skabte to atomer af elementet i 2004 og 2005. Det internationale samfund var imidlertid ikke overbevist og ønskede, at japanerne skulle producere et andet atom. Her løb Moritas held ud – uanset hvor meget han kørte sit eksperiment, kunne han ikke skabe det endelige atom.
Tennessine – frem og tilbage
i dag er det førende team for elementopdagelse i Dubna, Rusland, ledet af fysiker Yuri oganessian. Siden 1989 har gruppen indgået et samarbejde med Livermore National Laboratory i Californien, USA, hvilket har ført til oprettelsen af fem elementer. Disse inkluderer den hidtil tungeste opdagede, element 118, der blev navngivet oganesson til ære for holdets leder. Men det var element 117, der forårsagede mest problemer.
oganessians team gjorde deres opdagelser ved at skyde en neutronrig form af calcium (element 20) i et udvalg af forskellige radioaktive mål. For at fremstille element 117 havde holdet desværre brug for et mål lavet af berkelium (element 97), et element, der kun kan oprettes af to atomreaktorer i verden. Værre, berkelium har ingen kendt brug, så ingen gjorde det – der var simpelthen ikke noget berkelium på jorden for Oganessian at købe.
i 2008 lærte Oganessian, at en af reaktorerne, der ligger ved Oak Ridge National Laboratory i Tennessee, USA, lavede californium: en proces, der også ville skabe lidt berkelium som affaldsprodukt. Oak Ridge-teamet (inklusive Clarice Phelps, den første sorte amerikanske kvinde, der opdagede et element) blev enige om at isolere og rense berkelium og sende det til Rusland på et kommercielt flyselskab, før det forfaldt. Ting gik ikke glat. Holdets papirarbejde var ikke i orden, og prøven blev afvist af tolden to gange – hvilket betyder, at den måtte flyve over Atlanterhavet fem gange, før Oganessian kunne få fat i det.
russerne havde stadig lige nok berkelium til at køre deres eksperiment og skabe element 117. For at fejre besluttede holdet at navngive det tennessine til ære for statens bidrag til det periodiske system.
Superheavy: at lave og bryde det periodiske system af Kit Chapman er tilgængeligt nu (price 16.99, Bloomsbury Sigma)
følg videnskabsfokus på kvidre, Facebook, Instagram og Flipboard