jos löytäisit uuden alkuaineen, minkä nimen antaisit sille? Nimeäisitkö sen lempitelevisiohahmosi mukaan? Kotikaupunkisi? Entä itse? International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) antaa ohjeita kemiallisten alkuaineiden nimeämisestä. Heidän mukaansa alkuaineet voidaan nimetä myyttisten hahmojen, käsitteiden, mineraalien, paikkojen, alkuaineiden ominaisuuksien tai tutkijoiden mukaan. Kun nimi ja symboli on valittu, niitä ei kuitenkaan voi koskaan muuttaa. Päätä siis huolellisesti!
vuonna 2016 alkuaineiden jaksolliseen järjestelmään lisättiin neljä uutta alkuainetta. Opetellaan hieman näistä uusimmista elementeistä, ja mitä ne nimettiin. Mutta ensin opetellaan, mitä kemialliset alkuaineet ovat.
Mitä ovat kemialliset alkuaineet?
kemialliset alkuaineet ovat kemian rakennuspalikoita. Ne muodostavat kaiken maailmankaikkeuden tavallisen aineen. Esimerkiksi happi on alkuaine. Se on maailmankaikkeuden kolmanneksi runsain alkuaine. Sitä löytyy vedestä (H2O) ja monista muista molekyyleistä, joihin elävät organismit luottavat.
jokaisella alkuaineella on oma järjestyslukunsa. Järjestysluku kertoo alkuaineen protonien määrän. Esimerkiksi hiilen järjestysluku on 6. Tämä tarkoittaa, että sillä on kuusi protonia. Protoneilla on positiivinen sähkövaraus ja ne ovat tumassa. Ydin on tiheä alue, joka sijaitsee atomin keskellä.
alkuaineet voivat sisältää myös neutroneja ja elektroneja. Neutronit ovat hiukkastyyppi, jonka massa on suunnilleen sama kuin protonin. Toisin kuin protoneilla, neutroneilla ei ole sähkövarausta. Protonien tavoin ne ovat kuitenkin tumassa.
elektroneilla on negatiivinen sähkövaraus. Ne ovat myös paljon pienempiä ja kevyempiä. Ne kiertävät ydintä.
Tiesitkö?
tietyn alkuaineen atomeilla on sama määrä protoneja, mutta niillä voi olla eri määrä neutroneja. Näitä muunnoksia kutsutaan isotoopeiksi.
mikä on jaksollinen järjestelmä?
alkuaineiden Jaksollinen järjestelmä on taulukko, joka järjestää alkuaineet loogisesti. Ne on järjestetty niiden järjestysluvun, elektronikonfiguraatioiden ja kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Jaksollisen järjestelmän rivejä kutsutaan jaksoiksi. Sarakkeita kutsutaan ryhmiksi.
nykyään käytössä oleva Jaksollinen järjestelmä sisältää seitsemän periodia ja 18 ryhmää. Tämän rakenteen avulla voit nopeasti löytää alkuaineen symbolin, järjestysluvun ja atomimassan.
taulukosta voi saada tietoa myös kemiallisista ominaisuuksista. Esimerkiksi jaksollisen järjestelmän vasemmalla puolella olevat alkuaineet ovat yleensä metalleja. Oikeanpuoleiset alkuaineet ovat yleensä epämetalleja.
milloin alkuaineiden Jaksollinen järjestelmä päivitettiin viimeksi?
vuonna 2016 jaksolliseen järjestelmään lisättiin neljä uutta alkuainetta. Se tarkoittaa, että jaksollisen järjestelmän seitsemäs jakso on täydellinen.
nämä neljä alkuainetta on numeroitu 113, 115, 117 ja 118. Ne löytäneet tutkimusryhmät olivat Japanista, Venäjältä ja Yhdysvalloista. Muistatko, kun sanoimme, että elementit voidaan nimetä paikan mukaan? Kolme alkuainetta nimettiin löytöpaikkojen mukaan. Heidän nimensä ovat Nihonium, Moscovium ja Tennessine. Neljäs alkuaine on nimeltään Oganesson. Se on nimetty venäläisen ydinfyysikon Juri Oganessianin mukaan.
Mitä ovat superraskaat alkuaineet?
kaikki neljä uusinta alkuainetta ovat erittäin epävakaita superraskasmetalleja. Raskaita alkuaineita ovat ne, joiden järjestysluku on suurempi kuin 92. Superraskaiden alkuaineiden järjestysluku on yleensä suurempi kuin 112. Superraskaat alkuaineet ovat myös muita alkuaineita radioaktiivisempia ja epävakaampia.
superraskaita alkuaineita ei esiinny luonnossa. Uudet elementit syntyivät laboratorioissa. Tiedemiehet käyttävät hiukkaskiihdyttimiksi kutsuttuja koneita, jotka saavat yhden alkuaineen ionit (varautuneen alkuaineen) törmäämään toisen alkuaineen ioneihin. Ionit ovat varautuneita atomeja. Kun ytimet törmäävät toisiinsa, ne saattavat liittyä yhteen. Jos ytimet yhtyvät, syntyy uusi alkuaine. Mutta nämä keinotekoisesti luodut alkuaineet ovat olemassa vain sekunnin murto-osan ennen kuin ne hajoavat toisiksi alkuaineiksi.
Tiesitkö?
hiukkaskiihdyttimet kuljettavat varattuja hiukkasia nopeuksiin, jotka ovat lähellä valonnopeutta.
uusien alkuaineiden tuottaminen on hyvin vaikeaa. Uudet alkuaineet hajoavat nopeasti. Näin tapahtuu, koska niiden ytimissä on suuri määrä protoneja. Protonit ovat positiivisesti varautuneita, joten ne hylkivät toisiaan. Tämä tekee atomeista erittäin epävakaita. Esimerkiksi nihoniumin puoliintumisaika on vain kymmenen sekuntia. Kun alkuaineet hajoavat, niistä vapautuu hiukkasia ja energiaa.
Tiesitkö?
raskasmetallit eivät ole oikeastaan lainkaan raskaita! Termi ”heavy metal” viittaa alkuaineen korkeaan atomipainoon (92-102) ja korkeaan tiheyteen.
miksi nämä neljä alkuainetta olivat niin iso juttu, kun ne löydettiin?
uusimmat raskaat alkuaineet ovat tärkeitä sekä tieteellisesti että käytännössä. Tieteellisesti löytö voi antaa tutkijoille paremman käsityksen siitä, miten ytimet pysyvät koossa. Tämä voisi johtaa esimerkiksi turvallisempien ja tehokkaampien ydinreaktoreiden kehittämiseen.
aiemmin löydetyillä raskailla alkuaineilla on ollut myös käytännön sovelluksia. Esimerkiksi amerikiumia (Am) on käytetty palovaroittimissa. Plutoniumia (Pu) on käytetty ydinaseissa ja myös miehittämättömien avaruusluotainten voimanlähteenä.
juuri nyt neljää uusinta alkuainetta käytetään vain tutkimuksessa. Tutkijat odottavat kuitenkin, että he löytävät niille käytännön sovelluksia lähitulevaisuudessa.
Tiesitkö?
ensimmäinen keinotekoinen raskas alkuaine luotiin hiukkaskiihdyttimien avulla Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä. Tämä alkuaine, jonka järjestysluku on 93, tunnetaan nykyään neptuniumina.
vaikka alkuaineiden jaksollisen järjestelmän seitsemäs jakso on nyt valmis, itse taulukko ei välttämättä ole täysin täydellinen. Joidenkin tiedemiesten mielestä jaksollisella järjestelmällä ei ole rajoja. Kukaan ei ole varma, kuinka kauan se kestää, mutta on varmasti mahdollista, että uusia elementtejä löydetään tulevaisuudessa. Alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä voi jonain päivänä olla kokonaan uusi kahdeksas rivi. Jos näin käy, on uuden jaksollisen järjestelmän julisteen aika kemian luokassasi!