Všetci ju poznáme ešte zo školských lavíc, no málokto sa dnes ešte zamyslí nad tým, že všetky prvky, ktoré tvoria náš svet, vieme prehľadne usporiadať a poznávať práve vďaka nej. Periodická tabuľka prvkov tento rok oslavuje svoje 150. narodeniny, a hoci sa v priebehu rokov výrazne rozšírila, jej prínos do oblasti chémie a vedy všeobecne je nenahraditeľný. Aký bol jej začiatok, kto sa na kategorizácii prvkov najviac pričinil a aká je jej budúcnosť?
Poriadok v chaose
Anglický šľachtic Robert Boyle, ktorý sa považuje za zakladateľa modernej chémie, ako prvý v roku 1661 definoval prvok ako látku, ktorá sa nedá rozložiť na jednoduchšie látky. Túto definíciu prvku o sto rokov neskôr upresnil francúzsky šľachtic, chemik a ekonóm Antoine-Laurent de Lavoisier. Vo svojej knihe Základy chémie vymenoval 33 prvkov, jeho zoznam však obsahoval napríklad aj teplo alebo svetlo.
Jasnejšie náznaky toho, že prvky, ktoré tvoria svet, čoskoro dostanú nový, alebo skôr prvý, spôsob kategorizácie prišiel v roku 1862, keď francúzsky vedec Alexandre-Émile Beguyer de Chancourtois upozornil na periodicitu vlastností prvkov, ktoré boli zoradené podľa atómovej hmotnosti.
Skutočný prelom nastal v roku 1869, keď mladý, 35-ročný ruský vedec Dmitrij Ivanovič Mendelejev vytvoril prvú verziu periodickej tabuľky prvkov. Vďaka svojim vedomostiam o vlastnostiach dovtedy známych prvkov a ich zlúčenín dokázal predpovedať objavenie nových prvkov a aj ich vlastnosti. Hoci to v tej dobe nebola medzi chemikmi populárna novinka, desiatky ďalších objavov Mendelejevove predpoklady potvrdili. Tabuľka dnes obsahuje 118 chemických prvkov a od svojho vzniku výrazne narástla.
Môžeme očakávať, že porastie ešte ďalej?
Čakanie na zásah do terča
„Nové prvky na Zemi už zrejme nenájdeme, a to aj napriek tomu, že bolo venované už obrovské úsilie hľadaniu superťažkých prvkov,“ hovorí Mgr. Martin Venhart, PhD., jadrový fyzik a vedúci Fyzikálneho ústavu SAV. Najťažší prvok, ktorý sa na našej planéte nachádza je plutónium, nič ťažšie doposiaľ nájdené nebolo. Tieto superťažké prvky však „žijú“ oveľa kratšie ako je vek Zeme, čiže, ak tu aj boli, dávno sa rozpadli. A či vôbec boli, to nie je jasné.
Napriek tomu, stále prebieha hľadanie nových prvkov, a podľa slov Martina Venharta existuje len jeden spôsob, ako na to. Nové prvky sa pripravujú takzvaným bombardovaním tenkého terča. Tenký terč je niečo ako fólia, na ktorú ak si sadne mucha, tak sa pretrhne. To je však len prvá náročná časť tohto výskumu. Tou druhou je, že na tento terč sa používajú rádioaktívne prvky, je to teda veľmi nebezpečná práca, podľa vedca porovnateľná s prácou s prudko jedovatým hadom, ktorého uhryznutie je smrteľné. Ak sa takéto prvky dostanú do tela človeka a začnú ho ožarovať zvnútra, je to garancia smrteľných následkov.
„V roku 2008 som bol súčasťou výskumného tímu, kde sme sa pokúšali objaviť 120. prvok bombardovaním uránového terča iónmi vápnika. A aj napriek zhruba 6-mesačnému úsiliu sa nám to nepodarilo. Je otázne prečo. Jednak je malá pravdepodobnosť, že jadro vôbec vznikne, ale druhá vec je aj to, ako dlho by novovzniknuté jadro prežilo a či by sme ho stihli zmerať a zachytiť detektormi,“ vysvetľuje Venhart.
Podľa jeho slov ešte existuje šanca na objavenie 119. prvku pri bombardovaní terča z einsteinia. Takýto experiment ale zatiaľ nebol vykonaný. Dôvodom je ťažká dostupnosť einsteinia a jeho vysoká rádioaktivita.
A keďže spomínané bombardovanie tenkých terčov je zatiaľ jediný spôsob, ako v tomto výskume pokračovať, pokiaľ niekto nepríde so zásadne novým a revolučným spôsobom ako modifikovať jadrá, zrejme sa veda v tomto smere tak skoro výrazne nepohne.
Ak nie doma, tak vo vesmíre
Nádej na nájdenie nových prvkov však nie je úplne stratená, hoci to nebude na Zemi. V polovici 19. storočia totiž Anders Jonas Ångström objavil princíp prístroja, ktorý umožnil a dodnes umožňuje hľadanie prvkov mimo nášho domova – spektrograf. Ide o zariadenie, ktoré dokáže objaviť prítomnosť prvku na základe jeho charakteristických spektrálnych čiar. Takým spôsobom sa dnes pozorujú aj vesmírne telesá. Ak prístroj zaznamená doteraz neznáme spektrálne čiary, je zrejmé, že pôjde o zatiaľ neobjavený prvok.
Mendelejev stačí
Hoci je Mendelejevova periodická tabuľka stará už 150 rokov, jej prínos bol natoľko zásadný, že ju v jej užitočnosti pre kategorizáciu chemických prvkov nedokázalo nič nahradiť. „Existuje množstvo rôznych verzií periodickej tabuľky. Interaktívne tabuľky (napr. https://www.ptable.com/) umožňujú uvedomiť si teploty topenia a varu prvkov, iné (https://elements.wlonk.com/ElementsTable.htm) informujú o ich použití. Nová periodická tabuľka Európskej chemickej spoločnosti (https://www.euchems.eu/euchems-periodic-table/) upozorňuje, že zdroje mnohých prvkov sa rýchlo vyčerpávajú. Nami vydaná periodická tabuľka znázorňuje pôvod názvov chemických prvkov. Všetky tabuľky vychádzajú z Mendelejevovho periodického zákona“ vysvetľuje doc. Ing. Ján Reguli, CSc. z Katedry chémie Pedagogickej fakulty Trnavskej univerzity v Trnave. Podľa neho o zásadnosti Mendelejevovej práce svedčí aj to, že napriek počiatočným odmietnutiam bol periodický zákon prijatý chemikmi aj vďaka tomu, že do desiatich rokov od jej predstavenia verejnosti pribudli dva z predpovedaných prvkov – gálium a germánium – a mali aj predpovedané vlastnosti. Mendelejev dokonca objaviteľovi gália napísal, nech znovu premeria jeho hustotu, lebo sa odlišuje od predpovedanej hodnoty. A mal pravdu.
Spracovala: Jana Nováková pre portál Veda na dosah
Foto: Lucia Kralovičová, NCP VaT pri CVTI SR
Uverejnila: VČ