Materiał PDF · sklep
Budowa atomu i układ okresowy, chemia klasa 7 — 10 kart PDF z kluczem
10 kart pracy z chemii dla klasy 7: protony, neutrony i elektrony, powłoki elektronowe, grupa i okres, izotopy, masa atomowa.
7,90 zł
Zobacz w sklepie →O nieustalonych właściwościach
Ta grupa to dziesięć pierwiastków o liczbach atomowych od 109 do 118, od meitneru po oganeson. Zamykają siódmy okres i całą dzisiejszą tablicę. Cztery pierwsze, czyli meitner, darmsztadt, roentgen i kopernik, należą do bloku d, a sześć kolejnych, od nihonu po oganeson, do bloku p; w tablicy zajmują kolumny od dziewiątej do osiemnastej. Nazwa grupy nie opisuje ich chemii, tylko stan naszej wiedzy: właściwości tych pierwiastków nie zostały zmierzone, więc nie da się ich pewnie przypisać do żadnej z klasycznych rodzin. Wszystkie są sztuczne i promieniotwórcze. Powstają w akceleratorach po jednym atomie, czasem po jednym na wiele dni pracy urządzenia, i rozpadają się szybciej, niż ktokolwiek zdążyłby je zobaczyć.
Pierwiastki należące do grupy: O nieustalonych właściwościach
| Z | Pierwiastek | Symbol | Masa | Wartościowość | Opis |
|---|---|---|---|---|---|
| 109 | Meitner | Mt | 278 u | nie ustalono | Upamiętnia Lise Meitner, która wyjaśniła rozszczepienie jądra, a Nobla nie dostała. |
| 110 | Darmsztadt | Ds | 281 u | nie ustalono | Powstaje po jednym atomie na wiele dni pracy akceleratora. |
| 111 | Roentgen | Rg | 282 u | nie ustalono | Cięższy kuzyn złota — obliczenia mówią, że też byłby barwny. |
| 112 | Kopernik | Cn | 285 u | II | Nazwany po Koperniku; podejrzewa się, że w temperaturze pokojowej byłby gazem. |
| 113 | Nihon | Nh | 286 u | nie ustalono | Pierwszy pierwiastek odkryty i nazwany w Azji — „Nihon” to Japonia. |
| 114 | Flerow | Fl | 289 u | II | Miał być stabilny jak metal, a zachowuje się raczej jak gaz szlachetny. |
| 115 | Moskow | Mc | 290 u | nie ustalono | Rozpada się w kilkadziesiąt milisekund, przechodząc w nihon. |
| 116 | Liwermor | Lv | 293 u | nie ustalono | Cięższy odpowiednik tlenu, choć z tlenem nie ma już nic wspólnego. |
| 117 | Tenes | Ts | 294 u | nie ustalono | Formalnie halogen, w praktyce kilka atomów, które istniały milisekundy. |
| 118 | Oganeson | Og | 294 u | nie ustalono | Zamyka dzisiejszą tablicę; teoria mówi, że wbrew swojej kolumnie byłby reaktywnym ciałem stałym. |
Właściwości — O nieustalonych właściwościach
Najuczciwsza odpowiedź brzmi: w większości ich nie znamy. W tablicach przy tych pierwiastkach stoją puste pola — nie podaje się dla nich ani elektroujemności, ani temperatury topnienia, ani temperatury wrzenia, ani gęstości, bo nikt nigdy nie miał ich dość, żeby cokolwiek zmierzyć. Wartościowość również pozostaje nieustalona, a wyjątkiem są kopernik i flerow, którym przypisuje się stopień II. To, co się o tych pierwiastkach mówi, pochodzi z obliczeń, a nie z doświadczenia. Przewiduje się, że kopernik mógłby być w temperaturze pokojowej gazem, że flerow zachowuje się bardziej jak gaz szlachetny niż jak metal z czternastej grupy, a oganeson, mimo miejsca w kolumnie gazów szlachetnych, byłby raczej reaktywnym ciałem stałym. Powód jest wspólny: w tak ciężkich atomach elektrony poruszają się z prędkościami bliskimi prędkości światła, a to zmienia ich zachowanie w porównaniu z lżejszymi sąsiadami z tej samej kolumny. Pewne jest jedno — wszystkie rozpadają się promieniotwórczo, część w ułamkach sekundy.
Zastosowanie — gdzie spotykamy te pierwiastki
Tu trzeba powiedzieć wprost: te pierwiastki nie mają żadnych zastosowań praktycznych i najprawdopodobniej nigdy nie będą ich miały. Nie da się ich zważyć, przechować ani z niczego zbudować, bo rozpadają się szybciej, niż można by je zebrać. Powstają wyłącznie na potrzeby badań podstawowych i to jest ich jedyna rola. Naukowcy sprawdzają dzięki nim, gdzie kończy się układ okresowy i czy jego prawidłowości obowiązują jeszcze przy tak ciężkich jądrach — na przykład czy nihon rzeczywiście przypomina tal, a tenes fluorowce. Testują też przewidywania o wyspie stabilności, czyli hipotezie, że przy pewnych liczbach protonów i neutronów mogą istnieć jądra żyjące znacznie dłużej niż dzisiejsze. Przy okazji doskonali się akceleratory i detektory, a te technologie wracają potem do medycyny i przemysłu.
O nieustalonych właściwościach w szkole — co trzeba wiedzieć
Uczeń nie musi znać właściwości tych pierwiastków, bo nikt ich nie zna — musi jednak wiedzieć dlaczego. Puste pola w tablicy przy pierwiastkach od 109 do 118 nie są błędem druku ani niedopatrzeniem autora, tylko informacją, że pomiaru nie wykonano. Na sprawdzian wystarczy zwykle tyle: dzisiejszy układ okresowy kończy się na oganesonie o liczbie atomowej 118, wszystkie pierwiastki od 109 wzwyż są sztuczne i promieniotwórcze, a otrzymuje się je w akceleratorach, zderzając ze sobą jądra lżejszych pierwiastków. Najczęstszy błąd to traktowanie ich jak zwykłych członków swojej kolumny, czyli pisanie, że tenes reaguje jak chlor, a oganeson jest niereaktywnym gazem. Formalnie stoją w tych kolumnach, ale nie potwierdzono tego doświadczalnie, a przewidywania mówią raczej coś przeciwnego. Drugi błąd: sztuczny nie znaczy nieprawdziwy. To normalne atomy, tylko bardzo nietrwałe. Pomaga jedna myśl: im cięższe jądro, tym trudniej mu się utrzymać w całości, dlatego koniec tablicy to pierwiastki żyjące sekundy albo milisekundy.
Do druku na ten temat
Wszystko na tej stronie zostaje darmowe. Gotowe materiały PDF do druku z kluczem odpowiedzi znajdziesz w sklepie.
Materiał PDF · sklep
Budowa atomu i wiązania, matura z chemii — 9 kart PDF z kluczem
9 kart pracy z chemii do matury rozszerzonej: liczby kwantowe, konfiguracje pełne, konfiguracje skrócone i jony, położenie w…
9,90 zł
Zobacz w sklepie →
Materiał PDF · sklep
Wiązania i wartościowość, chemia klasa 7 — 10 kart PDF z kluczem
10 kart pracy z chemii dla klasy 7: wartościowość, wzory i nazwy tlenków, masa cząsteczkowa, wiązania kowalencyjne i jonowe.
7,90 zł
Zobacz w sklepie →Najczęstsze pytania — O nieustalonych właściwościach
Ile pierwiastków ma dziś układ okresowy?
Sto osiemnaście. Ostatni, oganeson o liczbie atomowej 118, zamyka siódmy okres. Nie znaczy to, że tablica jest skończona — trwają próby otrzymania pierwiastków o liczbach 119 i 120, które rozpoczęłyby ósmy okres. Są one jednak coraz trudniejsze do zsyntetyzowania, bo prawdopodobieństwo udanego zderzenia jąder maleje wraz z ich masą.
Dlaczego przy najcięższych pierwiastkach w tablicy są puste pola?
Bo tych wartości nikt nie zmierzył. Pierwiastki od 109 do 118 otrzymywano w ilościach pojedynczych atomów, które rozpadały się w ułamkach sekundy. Nie da się zmierzyć temperatury topnienia czy gęstości czegoś, czego nie ma nawet w ilości widocznej pod mikroskopem. Puste pole jest więc uczciwą informacją, a nie brakiem w tablicy.
Jak powstają pierwiastki cięższe od uranu?
Przez zderzanie jąder w akceleratorze. Tarczę z jednego pierwiastka bombarduje się strumieniem jonów innego i bardzo rzadko dwa jądra łączą się w jedno cięższe. Wydajność jest znikoma — na niektóre pierwiastki czeka się po jednym atomie na wiele dni pracy urządzenia. Nowy atom rozpoznaje się po charakterystycznym łańcuchu rozpadów.
Czy oganeson jest gazem szlachetnym?
Stoi w osiemnastej grupie, czyli w kolumnie gazów szlachetnych, ale jego właściwości nie zostały zmierzone. Obliczenia sugerują, że wbrew położeniu w tablicy byłby w temperaturze pokojowej ciałem stałym i w dodatku reaktywnym. Odpowiadają za to efekty relatywistyczne w tak ciężkim atomie. Formalnie zalicza się go do tej kolumny, faktycznie nie wiadomo.
← Wszystkie grupy · Układ okresowy · Układ okresowy do druku
