Zažívame boom nových chemických prvkov, čoskoro sa však zastaví
— Zuzana VitkováNa začiatku roka 2016 oznámili vedci potvrdenie objavu štyroch super ťažkých prvkov. Na to, či ich vieme využiť a čím sú špecifické, sme sa spýtali predsedu Slovenského národného komitétu IUPAC (Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu) Milana Drábika.
vznik nového prvku, ilustračný obrázok, zdroj: wikimedia
Doc. RNDr. Milan Drábik, PhD je predseda Slovenského národného komitétu IUPAC (Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chému) a pôsobí na Katedre anorganickej chémie Prírodovedeckej fakulty UK a v Ústave anorganickej chémie Slovenskej akadémie vied.
Periodická tabuľka je bohatšia o štyri nové chemické prvky. Objavili ich vedci z Japonska, Ruska a Spojených štátov. Nové chemické prvky majú protónové čísla 113, 115, 117 a 118, podľa ktorých sú zatiaľ pomenované ako Ununtrium, ununpentium, ununseptium a ununoctium. Zmienky o existencii týchto prvkov prinášali vedecké pracoviská vo svojich vedeckých štúdiách už oveľa skôr, a to od roku 2004.
Uvedená štvorica chemických prvkov je významná aj z dôvodu, že znamená skompletizovanie siedmej periódy Periodickej tabuľky. Vedci, ktorí prvky objavili, sa teraz musia dohodnúť na ich formálnych názvoch v periodickej tabuľke, čím sa nahradia uvedené dočasné latinské označenia. Pre výber mena prvkov existuje niekoľko pravidiel, napríklad môžu niesť meno po mytologickej postave, mineráli, mieste, krajine, či vedcovi.
Médiá priniesli aj informácie o tom, že by sa jeden z nových prvkov mohol volať po nedávno zosnulom lídrovi kapely Motörhead, Lemmym Kilmistrovi, či spevákovi Davidovi Bowiem. Kilmister je považovaný za stelesnenie hudobného štýlu heavy metal, čo v preklade znamená ťažký kov.
Prvkov máme v tabuľke už vyše stovky, čím sú tie nové špecifické?
Sú syntetizované v extrémne malých množstvách desiatok až stoviek atómov. Majú tiež extrémne krátku dobu existencie – niekoľko stotín sekundy. Sú to vlastne také chemické a fyzikálne kuriozity.
Prvky sú "super ťažké", čo si pod tým môžeme predstaviť?
Áno, zvykne sa im hovoriť „super ťažké“, aj keď tých pár atómov nemohlo byť odvážených žiadnym z klasických spôsobov. Tento názov jednoznačne vyplýva z ich postavenia v periodickej tabuľke a s tým súvisiacimi počtami protónov a neutrónov v každom z ich atómov. Novoobjavené prvky majú najvyššie počty protónov a neutrónov spomedzi všetkých.
A ak by sme ich porovnali s atómom nejakého všeobecne známeho prvku?
Tak napríklad atóm ununoctia – prvku s protónovým číslom 118 obsahuje 118 protónov. Atóm železa s protónovým číslom 26 obsahuje 26 protónov. Ak si predstavíme „jednotkovú“ hmotnosť protónu a porovnáme 118 s 26, tak atóm ununoctia bude viac ako štyri krát ťažší než atóm železa. Aj malý kúsok železa má poriadnu váhu a taký istý kúsok ununoctia by vážil približne štyrikrát viac.
Doc. Milan Drábik gratuluje na valnom zhromaždení IUPAC (august 2015, Busan, Južná Kórea) prof. Qifeng Zhou k zvoleniu za prezidenta IUPAC na budúce funkčné obdobie, zdroj: archív Milana Drábika
Aké budú mať v budúcnosti využitie?
Už grécka filozofia poznala pojem atóm, ktorý bol vtedy možno vybranému okruhu filozofov pochopiteľný, no mal pre nich neuchopiteľný (nevyužiteľný pozn.red.) obsah. Až po obdobie alchýmie boli pojmami s uchopiteľným obsahom „štyri živly“ (oheň, voda, zem, vzduch pozn.red.).
Teraz máme 118 chemických prvkov v periodickej tabuľke, ale uchopiteľný obsah má možno štvrtina z nich. Ak teda do dnešného dňa prešiel pojem atóm od „neznámeho obsahu“ k 118-tim pochopiteľným typom, z ktorých má približne štvrtina uchopiteľný a využiteľný obsah, prečo by sme nemohli optimisticky predpokladať, že bude tento vývoj pokračovať a ľudia dokážu v budúcnosti využívať aj to, čo je v súčasnosti „kuriozitou“?
Všetky nové prvky sú pripravené laboratórne, ako takýto „zrod“ vyzerá?
Podrobnejší popis by bol určite extrémne dlhý a ja v tejto oblasti nie som odborník. Sú to zvyčajne série veľmi špecifických jadrovo-chemických interakcií, často krát za extrémnych fyzikálnych podmienok.
Ako dlho trvá proces pomenovania prvkov a prečo?
Proces pomenovania trvá zvyčajne jeden až dva roky. Môže sa to zdať až príliš dlho, ale vo vede ide máločo rýchlo a ľahko.
Právo navrhnúť názov a značku má objaviteľské pracovisko, následne sa k nemu vyjadria členovia Divízie anorganickej chémie IUPAC.
Dôležité je najmä to, aby nenastal konflikt s názvami a značkami iných chemických prvkov, ale aj fyzikálno-chemických veličín. Autori predložia druhý návrh, ktorý ďalších 15 expertov kompetentne okomentuje. Prostredníctvom oznámenia na web stránke IUPACu sa k návrhu môže vyjadriť aj verejnosť. Až keď nie sú námietky, návrh je považovaný za definitívny a následne najvyšší orgán IUPACu schváli používanie, ktoré oznámi oficiálny časopis IUPACu. Potom sa názov aj značka môžu objaviť na príslušnom mieste v Periodickej tabuľke.
výsek periodickej tabuľky prvkov, ktorý ukazuje polohu novoobjavených chemických prvkov, zdroj: IUPAC, SAV
Vedeli by ste uviesť príklad takéhoto nového pomenovania?
V roku 2009 som sa osobne podieľal na diskusii uvedenej divízie IUPAC o prvku 112. Objavitelia navrhovali názov Copernicium a značku Cp.
Členovia divízie po diskusii upozornili objaviteľov a autorov, že sa takáto značka v minulosti používala pre prvok s protónovým číslom 71 (Cassiopeium, Cp, teraz Lutecium, Lu), a v súčasnosti sa používa pre jednu z veličín merného tepla.
Autori po takomto upozornení zmenili návrh na Cn, ten bol schválený a takýto názov a značku už môžeme pre chemický prvok s protónovým číslom 112 vidieť v Periodickej tabuľke.
Ako často sa periodická tabuľka prvkov rozrastá?
To sa nedá jednoznačne zodpovedať. Dlho fungovalo „magické“ číslo 103, do rokov 2009 – 2010 sa Periodická tabuľka rozrástla po číslo 112 a Copernicium. Tento veľký „boom“ vrcholí v ostatných piatich rokoch.
Komentáre