Ikviena cilvēka atmiņā, iespējams, ir skolā iegūto zināšanu fragmenti par ķīmiskajiem elementiem. Kas ir ķīmiskais elements, kādas ir tā īpašības un cik daudz kopējo elementu ir atvērti?
Ķīmiskais elements un periodiskā tabula
Ķīmiskais elements ir atomu kolekcija, kuras kodoliem ir tāda pati maksa. Katram elementam ir savs nosaukums latīņu valodā un unikāls simbols. Dažādus noteikumus par zinātnieku darbību šajā jomā regulē starptautiskā organizācija IUPAC (Starptautiskā teorētiskās un lietišķās ķīmijas savienība).
Tie tiek sistematizēti ķīmisko elementu periodiskajā sistēmā - periodiskajā tabulā. Izcils krievu zinātnieks Dmitrijs Mendelejevs pie tā izstrādes strādāja 1869.-1871.gadā.
Periodiskā likuma atklāšana ir tieši viņa nopelns. Šī likuma būtība ir tāda, ka elementu īpašībām ir periodiska atkarība no to atoma svara, kā arī no ķermeņu īpašībām, kuras šie elementi veido.
Periodiskā tabula tiek parādīta trīs formās - īsa, gara un īpaši gara. Galvenā iespēja ir ilgas vai ilgstošas izmaiņas. Tieši viņa ir attēlota mūsdienu izglītības literatūrā. Kopumā tabulā parādīti visi atklātie ķīmiskie elementi, to piederība periodiem, grupām, kā arī papildu īpašības.
Kā atklāt jaunus ķīmiskos elementus?
2019. gadā periodiskajā tabulā apritēja 150 gadi.Pirmajā versijā bija tikai 63 elementi. Kopš 2020. gada sākuma zinātnieki ir oficiāli atklājuši 118 ķīmiskos elementuskuriem ir attiecīgi kārtas numuri no 1 līdz 118. Tajā pašā laikā 94 elementi ir dabiskas izcelsmes, bet vēl 24 elementi tiek atklāti mākslīgi - ar kodolreakciju palīdzību.
Interesants fakts: Pēdējais 118 ķīmiskais elements, kas oficiāli atklāts un apstiprināts 2016. gada 28. novembrī, tiek saukts par Oganesonu par godu slavenajam akadēmiķim Jurijam Hovhannisjanam. Šis ir otrais elements, kas nosaukts pēc dzīvās personas (pirmais ir Seaborbija).
Zinātnieki izmantoja elementu atklāšanu, atklājot tos dabā. Tam tika izpētīti dažādi minerāli, un tie tika sadalīti atsevišķās sastāvdaļās. Bet tie nevar būt bezgalīgā daudzumā - pēc urāna turpmākie atklājumi tiek veikti tikai ar sintētiskiem līdzekļiem.
Cik precīzi notiek jauna elementa atvēršanas process? Vienkārši izsakoties, rodas divu kodolu saplūšanas reakcija. Viens kodols darbojas kā "mērķis", bet otrs - kā uzbrūkošā daļiņa. Vizuāli to var attēlot kā šķidruma pilienu, kas vibrē, un rezultātā tas tiek sadalīts divos pilienos - veidojas jauns elements.
Grūtības slēpjas faktā, ka daži elementi var pastāvēt ilgu laiku, bet citi sadalās burtiski minūtēs. Tas apgrūtina jaunu elementu izpēti un atklāšanu. Zinātnieki arī mēģina radīt smagos elementus, kas praksē ir vēl sarežģītāks.
Pašreizējā tabulas versijā elementi 104–118 ir ļoti smagi.Tas nozīmē, ka viņiem ir ievērojama atomu masa. Netika atrasti elementi, kas būtu smagāki par urānu - visi nākamie tiek veidoti tikai mākslīgi. Pašlaik zinātnieki aktīvi meklē elementus, kas numurēti ar 119. un 120. numuru.
Galvenais mērķis ir saprast, cik liels galds var būt un kādi spēki liek tik smagiem atomiem pielīmēties. Superheavy elementus atklāj, apvienojot divas plaušas. Saskaņā ar šo shēmu tika atklāti 113., 115., 117. un 118. elements.
Interesants fakts: Zinātnieki ierosina dažu elementu klātbūtni, taču tie vēl nav oficiāli atklāti. Šādi elementi saņem pagaidu nosaukumu (ar prefiksu Un- vai Un- krievu valodā) un sērijas numuru tabulā saskaņā ar paredzamo atomu masu. Piemēram, 119 - Ununneny, 120 - Unbiniliy utt.
Šādi pētījumi notiek tikai dažās laboratorijās, kas atrodas dažādās pasaules valstīs. Krievijā ir tik specializēta iekārta. Galvenais krievu zinātniskais centrs šajā jomā ir Apvienotais kodolpētniecības institūts, kas atrodas Dubnas tehnopolē (Maskavas apgabals).
Tieši šeit pēdējo 20 gadu laikā mākslīgi ir izveidoti 5 elementi - no 114 līdz 118. Dubnā tiek veidota arī Superheavy elementu fabrika - instalācija, kurai vajadzētu vienkāršot sintēzi.
Kopš 2020. gada sākuma 118 ķīmiskie elementi tika oficiāli apstiprināti un ievadīti periodiskajā tabulā. Pēdējais 118. elements Oganesons tika sintezēts un apstiprināts 2016. gadā. Nosaukts pēc akadēmiķa Hovhannisjana, kurš deva nozīmīgu ieguldījumu eksperimentālajā kodolfizikā. Mūsdienu zinātnē jaunu elementu atklāšana ir sarežģīts un ilgstošs process. Jauni elementi tiek radīti mākslīgi.Zinātnieki aktīvi strādā pie periodiskās sistēmas 119 un 120 elementu meklēšanas.