Die meisten Elemente, die in den letzten Jahren entdeckt wurden, wurden im Kernforschungszentrum in Dubna, Russland, identifiziert. Gegenwärtig sieht das Periodensystem völlig ungewöhnlich aus, aber die Suche nach neuen Elementen geht weiter.
Es gibt viele Mythen um den Namen von Dmitri Iwanowitsch Mendelejew. Zum Beispiel, dass er mit seiner Dissertation über die Beziehung zwischen Alkohol und Wasser, die ein russischer Chemiker 1865 am Technologischen Institut in St. Petersburg verteidigte, einen wichtigen Beitrag zur Herstellung von Wodka geleistet hat. Oder dass ihm die brillante Idee, die Ordnung im damaligen Chaos chemischer Elemente wiederherzustellen, 1869 in einem Traum einfiel. Diesen beiden merkwürdigen Geschichten fehlen jedoch verlässliche Beweise.
Es ist sicher bekannt, dass er vor 148 Jahren, am 28. Oktober 1869, das Periodensystem der chemischen Elemente veröffentlichte, das schließlich die damals bekannten 63 Elemente ordnete, indem er sie in aufsteigender Reihenfolge der Anzahl der Protonen in Form einer Tabelle platzierte.
Damit beendete Mendeleev auch die 50-jährige Suche nach der Beziehung zwischen der Masse der Atome und den Eigenschaften der Elemente: In seinem Periodensystem sind grob gesagt Alkalimetalle links gruppiert, Inertgase - rechts zwischen ihnen Übergangsmetalle, Nichtmetalle und andere Reihen.
Seltene Vollständigkeit
Trotz seiner grundsätzlichen Bedeutung ist das Periodensystem noch nicht endgültig. Daraus folgt, dass es neben den 118 Elementen, die uns heute bekannt sind, viele andere gibt. Sie werden in einer kleinen russischen Stadt an der Wolga, etwa 120 Kilometer nördlich von Moskau, namens Dubna, gesucht.
Zu dieser Jahreszeit ist die Stadt mit bunten Baumblättern geschmückt, die kleine Einfamilienhäuser überragen. Bis Sie das Gebiet des Gemeinsamen Instituts für Kernforschung (JINR) betreten, das hinter einem hohen Zaun versteckt ist, ist es schwer anzunehmen, dass Sie sich in einer wissenschaftlichen Stadt von weltweiter Bedeutung befinden.
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Wo vor einigen Jahrzehnten noch Wälder und Dickichte regierten, wurde 1956 ein Zentrum für Elementarteilchenphysik eröffnet. Von den 18 Elementen, die seitdem weltweit entdeckt wurden, wurden zehn an diesem Institut entdeckt.
So trug Dubna dazu bei, dass derzeit alle Zeilen des Periodensystems gefüllt sind: Anfang 2016 wurden vier neue Elemente des Periodensystems offiziell anerkannt, wodurch die siebte Reihe fertiggestellt wurde. Im November letzten Jahres erhielten sie endlich ihre offiziellen Namen: Element mit der Seriennummer 113 erhielt den Namen Nihonium (Nh) zu Ehren Japans (japanischer Nihon), Nummer 115 - Muscovy (M) zu Ehren Moskaus, Nummer 117 - Tennessin (Ts) zu Ehren des amerikanischen Bundesstaates Tennessee und Nummer 118 - oganesson (Og) zu Ehren seines Mitbegründers und Leiters des Kernreaktionslabors am JINR in Dubna, Yuri Oganesyan.
Mit 118 Protonen ist Oganesson derzeit das Element mit der höchsten Ordnungszahl. Die Synthese derartiger schwerer Atomkerne bei JINR erfolgt durch Partikelkollisionen. Das Oganesonelement wurde durch Kollision der Kerne des Calciumisotops Ca-48 mit dem radioaktiven Metall Californium Cf-249 erhalten.
Ultimative Genauigkeit
Wie der JINR-Forscher Andrei Popako betont, sollte in diesem Fall ein äußerst genau berechneter Energiewert verwendet werden: Wenn die Energie nicht ausreicht, fliegen die Atomkerne, obwohl sie sich nähern, voneinander weg. Wenn eine Kollision zu viel Energie enthält, erscheinen neue Fragmente, aber keine neuen Atomkerne. „Um neue Atome zu erzeugen, darf die Genauigkeit der Einstellung der Ionenenergie ein Prozent nicht überschreiten“, sagt Popako. Es sind jedoch keine besonders hohen Energien erforderlich. "Aus diesem Grund benötigen wir keinen so großen Hadronen-Collider wie CERN."
Entsprechend begrenzt ist die Produktionsrate superschwerer Elemente: Derzeit wird pro Monat ein Oganesson-Atom erzeugt. Hier geht es nicht nur um Grundlagenforschung, die Elemente haben auch einen kommerziellen Preis. Das radioaktive Element Californium Cf-252 wird für etwa 27 Mio. USD (ca. 23 Mio. EUR) pro Gramm verkauft. Es wird beispielsweise in der Ölindustrie verwendet, um die Porosität und Permeabilität von ölhaltigen Formationen zu analysieren.
Um die achte Reihe des Periodensystems zu durchdringen, planen die Forscher unter der Leitung von Popako, mit Titan zu beginnen, das sich im Beschleuniger jedoch chemisch äußerst aggressiv verhält. Möglicherweise müssen Forscher nach anderen Ausgangsmaterialien für die Synthese neuer Elemente suchen.
Alexander Vladimirovich Karpov, führender Forscher der theoretischen Abteilung des Labors für Kernreaktionen am JINR, glaubt, dass die achte Periode des Systems niemals gefüllt werden wird. Wir sprechen von mehr als 50 Elementen, von denen noch keine entdeckt wurden. Sein Rat: "Verwenden Sie das Periodensystem, während es so gefüllt ist, wie es jetzt ist."
Tanja Traxler
