In de natuur zul je element 117 niet tegenkomen. Het werd gemaakt in de deeltjesversneller van het ‘gezamenlijk instituut voor kernonderzoek’ in Dubna, even ten noorden van Moskou. Maandenlang knalden onderzoekers daar atoomkernen van calcium op radioactief berkelium. Volgens berekeningen zouden er kernen fuseren, waarbij het nieuwe element zou ontstaan. En ja hoor, uit de analyse bleek de geboorte van element 117. In al die tijd precies zes exemplaren.
Het nieuwe element krijgt zoals gebruikelijk de voorlopige naam ununseptium, een Latijnse verbastering van ‘een-een-zeven’. De ontdekkers mogen er een echte naam aan geven, maar pas als andere onderzoekers het ook gezien hebben. Dan weten we dat het echt bestaat. Ze moeten wel goed kijken, want 117 is zo instabiel dat het heel snel uit elkaar valt.
Heb je nou iets aan zo’n element? Praktisch niet, wetenschappelijk wel. Met element 117 is het laatste gat gedicht in het periodiek systeem der elementen. De verzameling is compleet. Voorlopig tenminste.
Intelligente rangschikking
Het periodiek systeem is niet voor niets hét icoon van de scheikunde. Het is een uiterst intelligente rangschikking van alle in de natuur voorkomende atoomsoorten. Chemische en natuurkundige eigenschappen zijn er mee te verklaren. Het is een bouwdoos met geïntegreerde handleiding, waarmee alle moleculen en materialen te maken zijn.
De Rus Dmitri Mendelejev legde in 1869 het fundament. Hij kwam met een rangschikking volgens het atoomgewicht. En een indeling in groepen van atomen met een vergelijkbare identiteit. Een bijzondere prestatie, want het duurde veertig jaar voor er inzicht was in de opbouw van atomen. Pas toen werden de relaties in het periodiek systeem echt inzichtelijk.
Atomen hebben een kern, samengesteld uit positieve en neutrale deeltjes (protonen en neutronen). Daar omheen bewegen negatief geladen elektronen. Juist die elektronen bepalen de chemische eigenschappen. Of de elementen makkelijk reageren, of juist niet. Welke kleur licht je ze kunt laten uitzenden. In welke verhouding ze voorkomen in mineralen. En ga zo nog maar even door.
Op voorstel van de Nederlander Anton van den Broek (in 1911) werd het aantal protonen – gelijk aan het aantal elektronen – de leidraad voor de opbouw van het periodiek systeem. De logische structuur leidde in de loop der tijd tot de ontdekking van tot dan toe onbekende elementen. Mendelejev voorspelde zelf al elementen zoals het silicium-achtige element germanium (ontdekt in 1886). Zo hebben in de loop van de afgelopen 141 jaar alle 118 elementen hun plaats gekregen.
Elementenfabrieken
In de laatste vijftig jaar worden elementen niet meer ontdekt maar gecreërd. In elementenfabrieken zoals in Dubna, maar ook in Berkeley (VS) en Darmstadt (Duitsland). Het betreft hele zware elementen, met hoge atoomnummers, die ‘van nature’ instabiel zijn. Element 117 bestaat bijvoorbeeld slechts luttele fracties van een seconde.
Het euvel van de zware elementen is vooral het gebrek aan neutronen. Ze kunnen de protonen niet bij elkaar houden en de zaak valt uit elkaar. Ook uranium, het zwaarste element dat we in de natuur kunnen tegenkomen, valt uit elkaar. Maar dan langzaam. Met natuurlijke radioactiviteit als gevolg.
Ondertussen denken onderzoekers dat er wel degelijk stabiele superzware elementen mogelijk zijn. Met extra neutronen in de kern. De theorie geeft het aan en experimenten zoals in Dubna bevestigen het. Ergens in de hoogste regionen van het periodiek systeem moet er een ‘eiland van stabiliteit’ zijn, wachtend op ontdekking. En dus blijven ze op zoek. Want wat is er nou mooier dan unieke exemplaren aan je verzameling toevoegen?
Lees verder op Kennislink
- Lang leve Mendelejev!
- Speuren naar het Eiland van Stabiliteit
- Zoektocht naar superzware elementen
- Nieuw superzwaar element: 117
- Element 110 nu officieel darmstadtium
- Elementen 115 en 113 ontdekt
- Magische atomen langer houdbaar
- Nieuw Periodiek Systeem
Meer Periodiek Systeem (Nederlands)
- Fysische en chemische eigenschappen en effecten op milieu en gezondheid.
- Wikipedia startpunt voor alle Wiki-informatie over individuele elementen.
- Overzichtelijke site met ‘shell’ rond wiki-informatie.
- Uitgebreide site met veel toegankelijke informatie over toepassingen.
- Basale versie; wel met veel detailinformatie over afzonderlijke elementen.
Nog meer Periodiek Systeem (Engels)
- Visueel zeer aantrekkelijke site. Veel informatie over de chemische elementen.
- Zeer informatief online periodiek systeem. Veel extra achtergrondinformatie.
- Veel fysische data van alle elementen.
- Uitgebreid overzicht met keuzemenu voor veel chemische detailinfo.
- Veel populaire info over geschiedenis, voorkomen en toepassingen van de elementen.
- Gevaar en milieueffecten van elementen.
- Chemie in strips! Zoek naar de elementen in (Engelstalige) stripboeken.
Downloads van interactieve versies van het periodiek systeem voor op je eigen computer. Engels.
PDF’s en Poster
Bij de VNCI kun je PDFs downloaden met het Periodiek Systeem. Leerlingen en docenten kunnen bovendien een poster bestellen.