Od 28. novembra 2016 obsahuje periodická tabuľka už 118 pomenovaných chemických prvkov. A ďalšie čakajú na objavenie.
Zo 118 prvkov v súčasnosti tvoria značnú časť prvky umelé, je ich takmer štvrtina. Posledných 15 označujeme ako superťažké.
Chémia superťažkých prvkov je plná prekvapení. Čím ďalej tým viac objavujeme nečakané väzbové vlastnosti a trendy, ktoré sú neperiodické.
Slávny fyzik Richard Feynman vypočítal, že nemôžu existovať atómy s viac než 137 protónmi. Čím je jadro pozitívnejšie, tým majú elektróny v jeho okolí väčšiu energiu a od čísla 137 by elektrónom zodpovedali rýchlosti väčšie než je rýchlosť svetla.
Učebnice chémie sú opäť zastarané, dychtivým titulkom poskytla vlani materiál aj periodická tabuľka. Uznaním objavov štyroch nových prvkov sa skompletizoval jej 7. riadok, oficiálnymi sa stali aj nové mená a značky: nihónium 113Nh, moskóvium 115Mc, tenés 117Ts a oganesón 118Og.
Vyrobiť nejaké super nestabilné atómy je predsa plytvanie času a peňazí, pohotovo reagovali aj mnohí diskutéri. Kde je však pravda, aké sú fakty? Nájdeme bájny ostrov stability, kde budú zlúčeniny nových prvkov opäť existovať vo využiteľných množstvách? Alebo skôr nájdeme koniec periodickej tabuľky?
Zo 118 prvkov v súčasnosti tvoria značnú časť prvky umelé, je ich takmer štvrtina. Posledných 15 označujeme ako superťažké. A v podstate sú stále aj super záhadné. Na vyhadzovanie učebníc si zrejme budeme musieť počkať. No koho super ťažká chémia a fyzika zaujímajú, je na správnej adrese.
Made in… ?
Prvok v súčasnosti neobjavíte len tak. Na to potrebujete najvýkonnejšie urýchľovače ťažkých častíc a najcitlivejšie detektory rádioaktivity, ktoré nové jadrá zaznamenajú. Objavovaniu prvkov tak vládne malý počet etablovaných skratiek: LBNL a LLNL – laboratóriá v kalifornskom Berkeley a Livermore, JINR – inštitút v ruskej Dubne, a napokon GSI – centrum v nemeckom Darmstadte.
O prvkoch si vedci dlho mysleli, že žiaden nikdy nebude ťažší ako urán. Zmenil to až objav neutrónu a jeho schopnosti vyvolať zmenu prvku na iný, ťažší. Posúvanie hraníc periodickej tabuľky začali v Berkeley, kde pred osemdesiatimi rokmi zostrojili prvý cyklotrón. V porovnaní s inými urýchľovačmi častíc bol cyklotrón spoľahlivejší, výkonnejší, ale aj lacnejší. Berkeley tak dlhý čas nemalo v objavovaní prvkov konkurenciu, v priebehu dvadsať rokov tam pripravili prvých 10 transuránov.
V súčasnosti je už pracovísk, kde sa pripravujú stále ťažšie jadrá, viacero. A pribúdajú ďalšie. Prvok nihónium 113Nh objaviliv japonskom výskumnom centre RIKEN. Ako poctu Japonsku navrhli aj jeho názov – Nihon je názov Japonska v japončine. Japonci po prvku túžili prinajmenšom od roku 1908. Vtedy zrejme našli posledný neobjavený stály prvok – rénium 75Re. Považovali ho však za jeho ľahší analóg, prvok 43, no ten v kovových rudách určite nenašli; technécium 43Tc je najľahším prvkom, ktorý sa dá pripraviť len umelo. A stalo sa tak, samozrejme, v Berkeley.
Vedci spolupracujú (colníci menej)
Tenés je jedným z prvkov, ktoré vznikli v spolupráci medzi USA a Ruskom. Samotná syntéza prebehla v Dubne, ale prekurzor, ktorým je berkélium 97Bk, pochádzalo z OakRidge, Tennessee. Tu z času na čas vybavujú aj komerčné objednávky na kalifornium, pričom vzniká berkélium ako vedľajší produkt.
Príprava 22 miligramov berkélia trvala osem mesiacov. Ďalšie tri mesiace trvalaizolácia – a už v tomto čase sa rozložila polovica vzácnej suroviny. Ako keby to nestačilo, ruskí colníci opakovane odmietli berkélium pustiť cez hranice a v priebehu pár dní náklad preletel ponad Atlantik až päťkrát. Nakoniec sa však výroba tenésu podarila.
Rozruch pokračoval aj pri pomenovávaní nového prvku. Ľudia si často myslia, že prvky dostávajú mená v latinčine. V skutočnosti však aj tu dávno vládne angličtina. Mnohí to pochopili práve pri tenése. Prvý raz po 70-tich rokoch sa nemohla použiť koncovka ‑ium, keďže názvy v skupinách halogénov a vzácnych plynov musia mať rovnaké koncovky ako už známe prvky. A v angličtine je pre halogény typická koncovka ‑ine. Na počesť štátu Tennessee dostal prvok 117 meno tennessine 117Ts.
Ako tento názov zdomácniť vyvolalo vášnivé debaty v mnohých jazykoch. Slovenský národný komitét IUPAC bol na situáciu, našťastie, dobre pripravený. Už niekoľko dní po vyhlásení anglického názvu prvku sme vedeli, že v slovenčine má jeho správny názov tvar tenés. Prípona –ine sa odstránila tak, ako keď sme astatine 85At zdomácnili na astát. Dvojité písmená sa zjednodušili, veď aj od mesta Ytterby máme yterbium. V skupine halogénov tak u nás sídlia fluór, chlór, bróm, jód, astát a od roku 2016 aj tenés.
Autor a foto: RNDr. Erik Szabo, PhD., Katedra fyzikálnej a teoretickej chémie, Prírodovedeckej fakulty UK v Bratislave
Uverejnila: ZVČ
Viac o nových prvkoch, sa dočítate v časopise Quark (číslo 3/2017), ktorý nájdete v novinových stánkoch alebo si ho môžete predplatiť v elektronickej alebo papierovej verzii na www.quark.sk.