środa 12 grudnia 2018 imieniny Aleksandra i Dagmary 1981 - Uchwała o stanie wojennym
Do końca roku pozostało: 0 dni
Chemia
Interaktywna mapa szkół
Język polski Historia WOS Sztuka (plastyka i muzyka) Języki obce Religia i etyka
Matematyka Fizyka i astronomia Chemia Biologia Przyroda Geografia Technika Informatyka
Przedmioty zawodowe WF Ścieżki edukacyjne Wychowanie przedszkolne Nauczanie zintegrowane Więcej
  • Chemia w 17 sekund
Chemia w 17 sekund

Chemia w 17 sekund

Niels Bohr – jeden z największych fizyków miał opinię nudziarza. Chemicy jądrowi wykonali właśnie arcytrudny eksperyment, aby przekonać się, że sztucznie otrzymywany 107. pierwiastek, nazwany imieniem wielkiego uczonego, jest podobnie nieciekawym przedstawicielem manganowców. Przy okazji wykazali jednak, że i najcięższe pierwiastki podlegają prawu okresowości.

Odkrycie tego prawa w 1869 roku stanowiło punkt zwrotny w historii chemii. Dymitr Mendelejew zbudował stosunkowo prosty układ, szeregując pierwiastki wedle ich wzrastającej liczby masowej. Później okazało się, że to liczba atomowa, równa liczbie elektronów w atomie, nie zaś masowa, decyduje o własnościach pierwiastka. Elektrony zapełniaj kolejne powłoki. Na pierwszej mogą znajdować się dwa elektrony, na drugiej osiem, na trzeciej osiemnaście, itd. Nie wchodząc w szczegóły, można powiedzieć, że pierwiastki, których atomy mają podobnie zapełnione zewnętrzne powłoki, tworzą grupy o zbliżonych własnościach. Tak np. do pierwszej grupy należą: wodór, lit, sód, potas, rubid, cez i frans – wszystkie one mają tylko jeden elektron na ostatniej powłoce. Siódmą grupę tworzą: mangan, technet, ren i nilsbohr - wspomniany na wstępie 107. pierwiastek, poświęcony wielkiemu Duńczykowi. Pierwiastek obecny w związku chemicznym można zwykle zastąpić innym należącym do tej samej grupy. Zamieniając np. w siarczku potasu siarkę na tlen, otrzymamy tlenek potasu.

Tablica Mendelejewa nie tylko porządkowała znane pierwiastki, lecz przewidywała istnienie tych jeszcze niewyodrębnionych i określała ich właściwości. Kolejno odkrywane nowe pierwiastki w pełni potwierdzały prawo okresowości; te najcięższe, które w przyrodzie nie występuj, lecz są wytwarzane sztucznie, nie stanowiły wyjątku. Pierwszych jedenaście otrzymanych laboratoryjnie pierwiastków od neptunu, będącego 93. elementem tablicy Mendelejewa, po lorens, stanowiący jej 103. element, wydłużyło listę aktynowców. Owe sztucznie wytworzone pierwiastki, choć nietrwałe, żyją stosunkowo długo. Okres połowicznego zaniku, czyli czas, w którym rozpadowi ulega połowa jąder z danej próbki, wynosi np. dla najtrwalszego izotopu 100. pierwiastka, tj. fermu, ok. 100 dni. Jest on na tyle długi, że można zgromadzić dostatecznie wiele atomów, a następnie przebadać ich własności chemiczne. Zresztą, to one stanowiły podstawę identyfikacji wyodrębnionych substancji jako nowych elementów tablicy Mendelejewa. Pierwiastki transfermowe – o numerach wyższych niż 100 – okazały się dużo bardziej nietrwałe. Okres połowicznego zaniku najdłużej żyjącego izotopu 103. pierwiastka wynosi tylko 3 minuty, a 104. zaledwie dziesiąte części sekundy. Jeszcze krócej – 9 tysięcznych sekundy – żyły pierwsze zaobserwowane w 1984 roku w Darmstadt w Niemczech jądra nilsbohru właśnie.

Warto tutaj wspomnieć, że lista znanych pierwiastków istotnie się wydłużyła w ostatnich latach.W listopadzie 1994 roku doniesiono z Darmstadt o obserwacji 110., zaraz potem 111., a w lutym 1996 roku 112. elementu układu okresowego. W styczniu 1999 roku fizykom z Dubnej pod Moskwą udało się zaobserwować pierwiastek o numerze 114, w czerwcu zaś tego samego roku w Berkeley w Kalifornii ogłoszono, że w eksperymencie przeprowadzonym zgodnie z sugestiami polskiego fizyka, Roberta Smolańczuka, powstały jądra atomowe pierwiastków 116. i 118. W przypadku wszystkich tych odkryć rejestrowano podczas wielotygodniowych pomiarów zaledwie kilka czy kilkanaście atomów nowych pierwiastków.

Liczba elektronów w atomie, decydująca o jego pozycji w układzie okresowym, jest ściśle równa liczbie protonów w jądrze. Natomiast liczba neutronów – drugiego obok protonów składnika jąder atomowych – nie jest ściśle określona. Dany pierwiastek może więc występować w postaci kilku czy nawet kilkudziesięciu izotopów różniących się właśnie zawartością neutronów, a więc i masą. Z tego powodu liczba masowa, wbrew temu, co początkowo sądził Mendelejew, nie decyduje o własnościach chemicznych. Jedne izotopy danego pierwiastka bywają trwałe, inne zaś nietrwałe, tzn. po upływie pewnego czasu samorzutnie zamieniaj się w inne jądra. Chociaż wspomniany pierwszy odkryty izotop nilsbohru był bardzo nietrwały, okazało się, że można wytworzyć izotop zawierający 160 neutronów, który żyje 17 sekund. Czas ten był dostatecznie długi, aby prawo okresowości poddać jeszcze jednej próbie.

W Instytucie Paula Scherrera w Villigen w Szwajcarii zbudowano układ, w którym rozpędzone jądra neonu zderzały się z atomami berkelu. W jednym zderzeniu na wiele milionów powstawało jądro nilsbohru, które trafiało do przepływowej komory z gorącym tlenem i oparami kwasu solnego. Gazową mieszaninę następnie gwałtownie ochładzano. Jeśli nilsbohr nie związałby się z innymi atomami, szybko opadłby na dno komory. Jeśli natomiast utworzyłby, tak jak mangan, technet czy ren, molekułę z tlenem i chlorem, byłby w gazie unoszony. Właśnie tę drugi sytuację zaobserwowano. Prowadząc eksperyment nieprzerwanie przez miesiąc, udało się wytworzyć zaledwie sześć atomów nilsbohru. Wszystkie one jednak przepłynęły przez chemiczny separator, utworzywszy cząsteczkę z tlenem i chlorem. Później rozpadły się, zostawiwszy widomy znak swego istnienia. Potwierdzając przynależność nilsbohru do siódmej grupy, pokazano, że i najcięższe pierwiastki pasują jak ulał do konstrukcji Mendelejewa.

Małą Deltę przygotował Stanisław MRÓWCZYŃSKI




Komentarze + Dodaj komentarz
  • Unu Unu Pentium 115, Tomek (odpowiedzi: 0)
  • Dziwi mnie iż w żaden sposób nie odniesiono się o pierwiastku noszącemu powyższą nazwę o tejże liczbie atomowej. Jak wiadomo, powstał niedawno a ma służyć do niewyczerpalnego napędu pojazdów pozaatmosferycznych.
 
Nasi partnerzy:
MEN SchoolNet eTwinning Związek Powiatów Polskich PCSS
Cisco OFEK Przyjazna Szkoła Fundacja Junior FIO CEO
Parafiada net PR Orange IMAX Cinema City WSP TWP
IMAGE PPI-ETC ArcaVir Master Solution Device


Projekt Polski Portal Edukacyjny Interkl@sa
powstał i był realizowany w latach 2000-2011 dzięki wsparciu
Polsko-Amerykańskiej Fundacji Wolności.

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce Prywatności".


Pytania i uwagi: portal@interklasa.pl

Regulamin portalu /  Polityka prywatności /  Ochrona własności intelektualnej /  Zasady korzystania / 
Wyłączenie odpowiedzialności /  Biuro prasowe /  Zasady współpracy /  Redakcja /  Kontakt

Przejdź na stronę ucznia Przejdź na stronę nauczyciela Przejdź na stronę rodzica Certyfikat sieciaki.pl Przyjazna strona kidprotect.pl