Nieuw element 115 is ontdekt

Nou ja, “ontdekt” is wat overdreven. Het is een beetje alsof je een nieuwe verhouding melk bij je pannenkoekenbeslag doet, en zegt dat je een nieuw soort pannenkoek hebt ontdekt. En dat is wat hier is gebeurd. Element nummer 115 is uitvoerig bestudeerd en dat is gepubliceerd.

Even een stapje terug: we zullen eerst uitleggen wat nou een nieuw element is, wat er nou precies gedaan is, en waarom dat belangrijk is.

Het Periodiek Systeem der Elementen – Afbeelding Wikimedia Creative Commons
Het Periodiek Systeem der Elementen. Klik op de afbeelding voor een vergroting – Afbeelding Wikimedia Creative Commons

Iets wat mij op de middelbare school pas heel laat duidelijk werd, is dit: praktisch alles bestaat uit atomen. Atomen zijn die bolletjes. En omdat er zoveel atomen zijn, tellen we ze niet per stuk, per dozijn (12) of per gros (144), maar per mol (60.221.412.900.000.000.000.000). Die atomen komen in een aantal smaakjes. Chemici zeggen “elementen.” Verreweg de meestvoorkomende elementen in het universum zijn waterstof en helium. Levende wezens bestaan naast waterstof, ook vooral uit koolstof, zuurstof en stikstof. Maar in totaal zijn er 80 stabiele elementen. De anderen vallen uit elkaar in andere elementen.

Omdat er zoveel elementen zijn, rangschikken we ze. Nu zouden we ze gewoon op alfabetische volgorde kunnen zetten, maar die namen zijn ook maar half-willekeurig gekozen. Wat we doen, is we rangschikken ze op eigenschappen. Ondanks dat ‘atoom’ onsplijtbaar betekent, kunnen we ze wel degelijk ontleden. Elke atoomkern bestaat uit protonen (positieve deeltjes ) en misschien wat neutronen (neutrale deeltjes). Nu is het leuke dat het aantal protonen in een atoom bepaalt, wat voor element (smaakje) dat atoom is. Het aantal neutronen doet er niet zoveel toe. Voor de volledigheid: er is ook nog zoiets als het elektron (negatieve wolk rondom de atoomkern), maar dat is in dit verhaal helemaal niet zo belangrijk. Een paar voorbeelden van elementen zijn: waterstof heeft atoomnummer 1 (omdat het 1 proton heeft), helium 2 (want twee protonen), koolstof 6, stikstof 7 en zuurstof 8. Nu blijkt dat als we ze allemaal achter elkaar zetten, dat we repeterende eigenschappen zien. Elke keer als een element een overeenkomstige eigenschap heeft, zetten we die eronder. Als je door het periodiek systeem loopt, van links naar rechts, zie je steeds +1 proton. En elke keer als er een nieuwe regel begint, is er iets speciaals aan het aantal elektronen. Als we bijvoorbeeld naar de uiterst rechter elementen kijken (helium, neon, argon, etc.), zien we dat dat allemaal gassen zijn, die bijna nergens mee reageren.

Zoals ik al zei, zijn sommige elementen helemaal niet zo stabiel. Uranium bijvoorbeeld (atoomnummer 92) valt langzaam uit elkaar. Héél langzaam. Zo langzaam dat je ermee de leeftijd van de aarde kan meten. Nu zijn er ook elementen die sneller uit elkaar vallen. Van een hoeveelheid Francium (atoomnummer 87), vervalt de helft in 22 minuten. Daardoor is het ook ontzettend zeldzaam. Dan kun je je afvragen hoe dat nou in de natuur voorkomt. Goeie vraag! Francium is weer een vervalproduct van Actinium (atoomnummer 89).

Voordat we verzanden in de vraag “waar komen alle elementen vandaan?” wil ik graag doorgaan naar het hoogtepunt van vandaag: er is een nieuw element ontdekt. Superdik!

Wat is er nou gebeurd in de universiteit van Lund, Zweden? Onderzoekers aldaar hebben dus element 115 gemaakt. Niet als eersten. Een groep uit Rusland heeft het element in 2003 al gesynthetiseerd (artikel Kennislink). Hoe? Het principe is heel simpel. Door calciumatomen (atoonummer 20, want 20 protonen) op een dunne plak americium (atoomnummer 95) te schieten. En omdat 95 + 20 = 115, krijg je dan een nieuw element. Interessant detail is dat element 115 een halfwaardetijd van ongeveer een vijfde van een seconde heeft. Nu schrijf ik het wel zo eenvoudig op, maar de uitvoering is een ontzettende uitdaging. In de praktijk wordt er niet een grammetje van het element gemaakt (ongeveer 208.968.302.763.000.000.000 atomen), maar een handje vol atomen (zeg 20 atomen, à 0,000.000.000.000.000.000.095 gram). Wat men in Lund heeft gedaan, wat niet in Rusland was gelukt, was uitgebreid meten dat dat element 115 ook écht gemaakt is, opgeschreven hoe ze dat gemeten hebben, en wat de eigenschappen van het element zijn.

Hoe noemen we dat element nou? Nu heet het nog ununpenium, nep-Latijn-Grieks voor één-één-vijf, maar dat zal niet zo blijven. Het team van wetenschappers dat het nieuwe element heeft gemaakt en onderzocht, mag een naam kiezen. De IUPAC zal die naam moeten goedkeuren en vanaf dan zullen we onze periodieke systemen erop aanpassen. De vorige keer dat zoiets gebeurde was toen in 2009 element 112 werd omgedoopt tot Copernicium in 2011 toen element 114 werd omgedoopt tot flerovium (Fl) en en element 116 tot livermorium (Lv). Het nieuwe element zal heus naar een beroemde wetenschapper vernoemd worden (wij stellen Peter Debye voor, of misschien Werner Heisenberg). Wij zouden het wel weten. Misschien is het beter dat het nieuwe symbool een E wordt, zodat scrabbelen met de elementen een stuk eenvoudiger wordt.

Een gedachte over “Nieuw element 115 is ontdekt”

Geef een reactie



Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *