Wenn Sie ein neues Element entdeckt hätten, wie würden Sie es nennen? Würdest du es nach deinem Lieblings-TV-Charakter benennen? Deine Heimatstadt? Du selbst? Die Internationale Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) legt Richtlinien für die Benennung chemischer Elemente fest. Sie sagen, dass Elemente nach mythischen Charakteren, Konzepten, Mineralien, Orten, Elementeigenschaften oder Wissenschaftlern benannt werden können. Sobald jedoch ein Name und ein Symbol ausgewählt wurden, können sie niemals geändert werden. Also entscheide dich sorgfältig!
Im Jahr 2016 wurden vier neue Elemente in das Periodensystem der Elemente aufgenommen. Lassen Sie uns ein wenig über diese neuesten Elemente lernen und wie sie genannt wurden. Aber zuerst lernen wir, was chemische Elemente sind.
Was sind chemische Elemente?
Chemische Elemente sind die Bausteine der Chemie. Sie bilden die gesamte gewöhnliche Materie des Universums. Zum Beispiel ist Sauerstoff ein Element. Es ist das dritthäufigste Element im Universum. Sie finden es in Wasser (H2O) und vielen anderen Molekülen, auf die sich lebende Organismen verlassen.
Jedes Element hat seine eigene Ordnungszahl. Die Ordnungszahl gibt die Anzahl der Protonen in einem Element an. Zum Beispiel hat Kohlenstoff eine Ordnungszahl von 6. Dies bedeutet, dass es sechs Protonen hat. Protonen haben eine positive elektrische Ladung und sind im Kern enthalten. Der Kern ist eine dichte Region im Zentrum eines Atoms.
Elemente können auch Neutronen und Elektronen enthalten. Neutronen sind eine Art Teilchen mit ungefähr der gleichen Masse wie ein Proton. Im Gegensatz zu Protonen haben Neutronen keine elektrische Ladung. Aber wie Protonen befinden sie sich im Kern.
Elektronen haben eine negative elektrische Ladung. Sie sind auch viel kleiner und leichter. Sie umkreisen den Kern.
Wussten Sie schon?
Atome eines bestimmten Elements haben die gleiche Anzahl von Protonen, können aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen haben. Diese Varianten werden Isotope genannt.
Was ist das Periodensystem?
Das Periodensystem der Elemente ist eine Tabelle, die die chemischen Elemente logisch anordnet. Sie sind basierend auf ihrer Ordnungszahl, Elektronenkonfigurationen und chemischen Eigenschaften angeordnet. Die Zeilen des Periodensystems werden Perioden genannt. Die Spalten werden Gruppen genannt.
Das Periodensystem, das wir heute verwenden, enthält sieben Perioden und 18 Gruppen. Mit diesem Design können Sie schnell das Symbol, die Ordnungszahl und die Atommasse eines Elements finden.
Die Tabelle kann Ihnen auch Informationen zu chemischen Eigenschaften geben. Zum Beispiel sind Elemente auf der linken Seite des Periodensystems im Allgemeinen Metalle. Die Elemente auf der rechten Seite sind in der Regel Nichtmetalle.
Wann wurde das Periodensystem der Elemente zuletzt aktualisiert?
Im Jahr 2016 wurden vier neue Elemente in das Periodensystem aufgenommen. Das bedeutet, dass die siebte Periode des Periodensystems vollständig ist.
Diese vier Elemente sind nummeriert 113, 115, 117 und 118. Die Forschungsgruppen, die sie entdeckten, kamen aus Japan, Russland und den Vereinigten Staaten. Erinnerst du dich, wie wir sagten, Elemente könnten nach einem Ort benannt werden? Nun, drei dieser Elemente wurden nach den Orten benannt, an denen sie entdeckt wurden. Ihre Namen sind Nihonium, Moscovium und Tennessine. Das vierte Element heißt Oganesson. Es wurde nach einem russischen Kernphysiker namens Yuri Oganessian benannt.
Was sind superschwere Elemente?
Alle vier der neuesten Elemente sind hochgradig instabile Superschwermetalle. Schwere Elemente sind solche, die eine Ordnungszahl größer als 92 haben. Superschwere Elemente haben normalerweise Ordnungszahlen größer als 112. Superschwere Elemente sind auch radioaktiver und instabiler als andere Elemente.
Superschwere Elemente kommen in der Natur nicht vor. Die neuen Elemente wurden in Labors erstellt. Wissenschaftler verwenden Maschinen, die Teilchenbeschleuniger genannt werden, um Ionen (ein geladenes Element) eines Elements in die Ionen eines anderen Elements stürzen zu lassen. Ionen sind geladene Atome. Wenn die Kerne zusammenbrechen, können sie sich zusammenschließen. Wenn sich die Kerne verbinden, wird ein neues Element erstellt. Diese künstlich erzeugten Elemente existieren jedoch nur für den Bruchteil einer Sekunde, bevor sie in andere Elemente zerfallen.
Wussten Sie schon?
Teilchenbeschleuniger treiben geladene Teilchen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.
Das Erstellen neuer Elemente ist sehr schwierig. Die neuen Elemente zerfallen alle schnell. Dies geschieht, weil ihre Kerne mit einer großen Anzahl von Protonen gepackt sind. Protonen sind positiv geladen, also stoßen sie sich ab. Dies macht die Atome sehr instabil. Zum Beispiel hat Nihonium eine Halbwertszeit von nur zehn Sekunden. Wenn die Elemente zerfallen, setzen sie Partikel und Energie frei.
Wussten Sie schon?
Schwermetalle sind eigentlich gar nicht schwer! Der Begriff „Schwermetall“ bezieht sich auf das hohe Atomgewicht (92-102) und die hohe Dichte des Elements.
Warum waren diese vier Elemente so eine große Sache, als sie entdeckt wurden?
Die neuesten schweren Elemente sind sowohl wissenschaftlich als auch praktisch wichtig. Wissenschaftlich kann die Entdeckung Wissenschaftlern ein besseres Verständnis dafür geben, wie Kerne zusammengehalten werden. Dies könnte beispielsweise zur Entwicklung sichererer und effizienterer Kernreaktoren führen.
Zuvor entdeckte schwere Elemente hatten auch praktische Anwendungen. Zum Beispiel wurde Americium (Am) in Rauchmeldern verwendet. Plutonium (Pu) wurde in Atomwaffen und auch zur Stromversorgung unbemannter Raumsonden verwendet.
Im Moment werden die vier neuesten chemischen Elemente nur in der Forschung verwendet. Wissenschaftler erwarten jedoch, dass sie in naher Zukunft praktische Anwendungen für sie entdecken werden.
Wussten Sie schon?
Das erste künstliche schwere Element wurde mit Teilchenbeschleunigern an der University of California in Berkeley erzeugt. Dieses Element mit der Ordnungszahl 93 ist heute als Neptunium bekannt.
Obwohl die siebte Periode des Periodensystems der Elemente jetzt vollständig ist, ist die Tabelle selbst möglicherweise nicht vollständig. Einige Wissenschaftler glauben, dass dem Periodensystem keine Grenzen gesetzt sind. Niemand ist sich sicher, wie lange es dauern wird, aber es ist sicherlich möglich, dass in Zukunft neue Elemente entdeckt werden. Das Periodensystem der Elemente könnte eines Tages eine ganz neue achte Reihe haben. In diesem Fall ist es Zeit für ein neues Periodensystem-Poster in Ihrem Chemieunterricht!