Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii zakončila loňský rok úklidem, při kterém jedním rázem vyřešila několik otevřených záležitostí - přesněji uvedení nových prvků do periodické tabulky. Třicátého prosince oznámila, že se do ní podle plánu dostanou čtyři nové, těžké prvky, které se podařilo objevit (a objevy potvrdit) v posledních zhruba deseti letech.
Zatím se alespoň nemusíme učit jejich názvy, protože všechny mají jen prozatímní jména odvozená od počtu částic v jejich jádře. A tak máme nově v periodické tabulce nově ununtrium (má v jádře 113 protonů), ununpentium (115), ununseptium (117) a ununoctium (118). Nové názvy navrhnou jejich objevitelé, ale konvence IUPAC říká, že by názvy měly vycházet z mytologie, připomínat nějaké místo, zemi či významnou osobu. Tak tomu bylo i v případě posledních přírůstků v roce 2011. Tehdy se do tabulky dostalo flerovium (114 protonů) pojmenované na počest fyzika Georgije Fljorova a také livermorium (116 protonů), jehož pojmenování připomíná sídlo americké laboratoře v kalifornském Livermore.
Ta se podílela na objevu tří ze čtyř nově přidaných prvků, a to ve spolupráci s týmy pracujícími v Spojeném ústavu jaderných výzkumů v Dubně u Moskvy (kde mimochodem pracuje i řada českých fyziků, byť ne primárně na detekci nových prvků). Obě střediska si vlastně nekonkurují, protože k uznání objevu potřebujete i někoho, kdo ho potvrdí - a téměř nikdo jiný na světě kromě těchto dvou středisek takovou možnost nemá.
Výjimkou z tohoto rusko-amerického kvazimonopolu jsou objevitelé posledního zbylého prvku s protonovým číslem 113 (ununtria), byť IUPAC nakonec připsala primát v objevu japonským chemikům ze střediska Riken (ale svou roli v objevu sehrála i laboratoř v Dubně, my jsme o debatě kolem primátu v téhle otázce psali zde). Jde vůbec o první prvek, který bude moci pojmenovat vědec nebo tým z Asie.
Všechny nové prvky se bleskově rozpadají (tedy alespoň ty jejich izotopy, které vědci dokázali vytvořit), a vznikaly v urychlovačích srážkou lehčích jader. Třeba japonští objevitelé prvku 113 (ununtria) ostřelovali bismutovou podložku proudem atomů zinku. Ve velmi vzácných případech došlo při srážce ke vzniku ununtria. A v některých případech se pak jeho přítomnost podařilo dokázat.
Kdy bude další? Brzy ne...
V příštích letech se připisování nových prvků do periodické tabulky asi jen tak opakovat nebude. Potenciálně je hledání nových prvků sice zajímavé, třeba i proto, že některé supertěžké prvky by mohly být poměrně stabilní, ale v tuto chvíli se nezdá, že bychom se stávajícím vybavením a nápady mohli v jejich přípravě uspět. Problém není ani tak v přidávání nových protonů, ale vytváření těžších „variant“ (izotopů) těchto prvků s větším počtem neutronů - právě tyto těžké izotopy by mohly být trvanlivější.
Fyzikální předpoklady říkají, že dosti stabilní by mohl být například atom se 118 protony a 180 či více neutrony. Ale zatímco 118protonové jádro už se vyrobit podařilo, do kýžených 180 neutronů nám jich pár chybí (konkrétně pouhé tři, ale stabilní by mohly být i další izotopy okolo, třeba se 181, 182 atp. neutrony). Ale i tuto malou mezeru se nedaří překonat.
Zajímavější pro fyziky jsou nyní snahy lépe poznat ty supertěžké prvky, které vytvořit dokáží. Zatím je totiž prakticky neznají a nikdy je „nedrželi v ruce“. Ununtrium a další podobné prvky se okamžitě rozpadnou v celém řetězci událostí, při kterých vznikají stále lehčí a lehčí jádra. Odborníci zachytí produkty tohoto rozpadu a zpětně jen rekonstruují průběh předchozích událostí (ne vždy to jde, protože některé prvky se mohou rozpadat přes podobné mezistupně a těžko se mezi nimi rozlišuje.)
O nových přírůstcích do periodické tabulky tedy v podstatě nemůžeme říci nic více, než kolik se dá dopočítat z teorie, a proto se pracuje na pokusech a přístrojích, které by to mohly pomoci změnit (třeba slovensko-česká MASHA, která by izotopy supertěžkých prvků měla vážit).
Oprava: V původní verzi článku jsme zaměnili protonová čísla flerovia a livermoria. Za chybu se omlouváme.