Úterý 21. září 2021, svátek má Matouš
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 21. září 2021 Matouš

Nejtěžší známý chemický prvek

8. 07. 2021 8:00:12
Oganesson, jak se zdá, vybočuje z naší představy o chemických prvcích. Jako by ani nepatřil do Mendělejevovy tabulky. Čím to je způsobeno? (délka blogu 5 min.)

Objev prvku č. 118 (tj. chemického prvku, který má 118 protonů) ukončil celou éru zkoumání chemických prvků. Jeho nálezem je Mendělejevova tabulka kompletní - alespoň co se týká sedmé periody.

align="justify"S tím se samozřejmě lidská zvědavost nesmíří. A tak okamžitě vzniká množství dalších otázek.

Existují ještě těžší prvky? Budou stabilní nebo nestabilní? A nakonec... budou mít vůbec takové chemické vlastnosti, jaké by jim podle Mendělejevovy tabulky příslušely?

Poslední otázka se zdá být tak trochu zvláštní - ovšem jen na první pohled...

Výjimečný prvek, pojmenovaný na počest výjimečného vědce

Jurij Zolakovič Oganesjan je jeden ze zakladatelů vědy o extrémně těžkých chemických prvcích. Je vědeckým ředitelem laboratoře pro jaderné reakce v Dubně. Byl to právě on, kdo vyvinul nové postupy při výrobě prvků 102 - 118. Díky jeho práci byly objeveny prvky jako rutherfordium, dubnium, seaborgium, bohrium, nihonium, flerovium a livermorium - i když se jedná samozřejmě o mezinárodní spolupráci několika zemí - především USA, Ruska, Japonska a Německa.

Prvek č. 118, který byl na počest Oganesjana pojmenován názvem oganesson, by měl být teoreticky vzácným plynem, má totiž tolik elektronů, že zcela zaplní všechna volná místa v jeho elektronovém obalu.

Takové prvky jsou chemicky netečné - jinými slovy, jejich elektrony jsou spokojené samy se sebou a nehledají další dobrodružství a spojení s cizími elektrony jiných chemických prvků (nevyhledávají cizí společnost, tedy nerady tvoří chemické vazby).

Skutečné a reálné chemické vlastnosti oganessonu nejsou zatím prozkoumány - na to se ho zatím nepodařilo vyrobit dostatečné množství.

Objev oganessonu

V roce 2006 byla oznámena výroba několika atomů oganessonu v Dubně. Povedlo se to bombardováním terče z kalifornia pomocí speciálních iontů vápníku (viz jeden z minulých blogů - blog o magických jádrech).

align="justify"Vzniklý izotop prvku oganesson-294 je samozřejmě radioaktivní. Rozpadá se po 0,89 milisekundách alfa rozpadem (tedy rozdělením jádra na lehčí prvek, v tomto případě livermorium a heliové jádro). Livermorium se také dále rozpadá alfa rozpadem a dokonce ani jeho produkt není stabilní a podléhá dalšímu takovému rozpadu.

Vědci tak na detektoru zachytili hned celou řadu typických efektů - což je potvrzení vzniku a krátké existence několika jader tohoto nejtěžšího chemického prvku.

To je také zároveň vysvětlením pro fakt, proč neznáme chemické vlastnosti oganessonu. Vzhledem k tomu, že se oganesson sice podařilo vyrobit a sledovat jeho rozpad - ovšem nelze jej zatím přímo pozorovat během jeho vlastní existence - se také dnes nedá zjistit, jak se reálně chová.

Existují ovšem způsoby, jak jeho vlastnosti předpovědět. Dnešní fyzika je totiž dobře vybavená - existují teorie, které umožňují vlastnosti chemických prvků z mendělejevovy tabulky ... více nebo méně jednoduše spočítat.

Oganesson a relativistické jevy

Jsou to právě (v minulém blogu) zmiňované relativistické jevy, které se mají podle vědců zasloužit o zvláštní vlastnosti oganessonu.

Teoreticky sice patří do skupiny vzácných plynů, výpočty vědců ale naznačují, že bude mít jako jediný z nich určitou elektronovou afinitu - jinými slovy jeho elektrony nebudou se svým aktuálním stavem tak spokojené, jak to pozorujeme u jeho kolegů ze stejné skupiny chemických prvků. A tak zatímco jsou helium, argon, neon, krypton a xenon skutečně neutrálním plynem, může být oganesson pevnou látkou.

Vědci vypočítali vlastnosti jeho elektronů a došli k závěru, že vedou k zajímavému jevu. U oganessonu se má vytrácet struktura vnějšího elektronového obalu. Připomeňme si, že za chemické vazby jsou u všech prvků zodpovědné právě tyto vnější elektrony ve vnějších částech obalu.

Když se tedy struktura obalu rozmývá a stává se difuzní, začíná tu být prostor pro nové vlastnosti. Tou by měla být například vysoká teplota tání. Oganesson by mohl být zároveň pevnou látkou i vzácným plynem - respektive vzácným plynem, který bude v běžných podmínkách zamrzat v podobě pevné látky.

Co se týká vodivosti, mělo by se jednat o polovodič.

Okamžitě vás jistě napadne další otázka: Jak budou vypadat a jak si budou vést ostatní supertěžké prvky? Na to odpoví budoucnost.

Další výzkumy

Průzkum a výroba supertěžkých prvků samozřejmě pokračuje i nadále. V Dubně byl v roce 2019 uveden do provozu nový typ urychlovače.

Američtí vědci se mezi tím věnují výrobě supertěžkých prvků, které se pak budou dále zpracovávat na speciální terče, které se budou v Dubně ostřelovat jádry různých “magických” prvků. Plánuje se využití Cm-248, Bk-249 a Cf-251 coby terčů - a Ca-48, Ti-50 a Ni-64 coby nábojů.

Cílem není jen nález dalších supertěžkých chemických prvků. Ten je samozřejmě zajímavý a důležitý - vědci mají ale ještě jeden další (a komplexnější) sen: objev tzv. ostrova stability.

To by měla být skupina izotopů, které mají oproti všeobecným očekáváním přece jen delší dobu života. Mělo by to fungovat podobně jako u “magických” atomových jader lehčích prvků. Určitá specifická stavba atomového jádra by mohla umožňovat existenci enormně těžkých chemických prvků, které by ovšem mohly být stabilní - a to nejen po dobu několika milisekund - ale dokonce v řádu milionů roků.

O záhadném ostrovu stability - více v dalším blogu.

Zdroj:https://physics.aps.org/articles/v11/10


Autor: Dana Tenzler | čtvrtek 8.7.2021 8:00 | karma článku: 25.95 | přečteno: 590x

Další články blogera

Dana Tenzler

Malí, vzteklí trpaslíci a jejich planety

Je na planetách, obíhajících kolem malých poměrně chladných hvězd (červených trpaslíků) možný život? Zdá se, že podmínky nejsou tak špatné, jak jsme se domnívali. (délka ca. 5 min.)

20.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 17.50 | Přečteno: 198 | Diskuse

Dana Tenzler

Co je nového na Marsu? Čínský rover Zhurong

Číně se podařilo umístit na povrch Marsu fungující rover. Má jméno Zhurong. Jak si momentálně vede? Délka blogu ca. 3 minuty.

16.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 25.37 | Přečteno: 429 | Diskuse

Dana Tenzler

Návštěvníci z dalekých hvězdných soustav

Objekty z jiných planetárních soustav možná tvoří většinu Oortova oblaku. Vědci provedli nový výpočet a odhadli, že ve Sluneční soustavě může být daleko víc cizích těles, než si dosud myslel

13.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 22.67 | Přečteno: 391 | Diskuse

Dana Tenzler

Haumea - nejrychleji rotující objekt ve Sluneční soustavě

Objekt, o kterém chci dnes psát, byl objeven 28. prosince 2004, tedy krátce po vánocích. Vědci mu tedy dali předběžné jméno Santa. (délka blogu 3 min.)

9.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 25.86 | Přečteno: 509 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Malí, vzteklí trpaslíci a jejich planety

Je na planetách, obíhajících kolem malých poměrně chladných hvězd (červených trpaslíků) možný život? Zdá se, že podmínky nejsou tak špatné, jak jsme se domnívali. (délka ca. 5 min.)

20.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 17.50 | Přečteno: 198 | Diskuse

Zdenek Slanina

Svéráz národní tvořivosti pro zisk té SENZAČNĚ MODRÉ [©Hejma Ondřej*] (ne-)vojenské knížky

Kdyby za téma maturitních písemek padla o té senzačně modré knížce klasická otázka Co tím chtěl básník říci,* vznikaly by asi i bizarní výklady. Když teď došlo na lítost nad osudy odpíračů, vytanula mi jedna šaráda ze sedmdesátek.

20.9.2021 v 7:07 | Karma článku: 21.93 | Přečteno: 976 |

Jaroslav Flegr

V žádného Boha věřiti budeš

Tak jsem si tuhle zase povídal se svým kocourem Micíkem. Tentokrát o Bohu a hraní na vojáky. Posuďte sami, jak to dopadlo.

19.9.2021 v 11:09 | Karma článku: 38.58 | Přečteno: 8291 | Diskuse

Jan Tomášek

Oblouková míra - stupně, Ludolfovo číslo a radiány (výkon a točivý moment 4)

Bádání nad úhlovými mírami a jednotkami a výpočtem délky oblouku nebo celého obvodu kruhu. Novelizace předchozího příspěvku.

19.9.2021 v 8:16 | Karma článku: 4.42 | Přečteno: 164 | Diskuse

Jan Tomášek

Oblouková míra - stupně, Ludolfovo číslo a radiány (výkon a točivý moment 3)

Bádání nad "obloukovými mírami" - v podstatě by se mělo jednat o něco jako mezipříspěvek na téma "výkon a točivý moment" - tedy příspěvek "3".

16.9.2021 v 10:10 | Karma článku: 6.32 | Přečteno: 307 | Diskuse
Počet článků 699 Celková karma 23.73 Průměrná čtenost 1367

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Najdete na iDNES.cz