Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Det periodiske system - grundstoffernes periodiske system

Det periodiske system – forstå det periodiske system på 9 minutter

Det periodiske system tæller 118 grundstoffer, men jagten på nummer 119 er allerede sat ind. I laboratorier kloden over knokler forskere med at skabe verdens tungeste grundstof.

Shutterstock

Det periodiske system har vokseværk

Kort før nytår i 2015 bekendtgør den internationale organisation for kemiske videnskaber, IUPAC, en nyhed, der rammer kemiens verden som et kanonslag.

Efter i flere år at have gransket data og videnskabelige artikler føjer IUPAC officielt fire nye grundstoffer med numrene 113, 115, 117 og 118 til det periodiske system.

Den japanske nobelprismodtager Ryoji Noyori fra forskningsinstituttet Riken Nishina Center for Accelerator-Based Science, der stod bag opdagelsen af grundstof nummer 113, er ekstatisk over nyheden.

“For forskere er det af større værdi end en olympisk guldmedalje,” siger han om optagelsen af de nye grundstoffer.

Og det er da også stort. De fire nye grundstoffer er de første, som er føjet til det periodiske system siden 2011. Og for første gang i historien er det periodiske system nu komplet.

VIDEO: Sådan skabes og måles supertunge grundstoffer til det periodiske system

Det periodiske system har vokseværk takket være forskernes succes med at skabe supertunge grundstoffer i laboratorier. Her fortæller amerikanske kemikere fra Lawrence Berkeley National Laboratory, hvordan de skaber og måler supertunge grundstoffer.

Hvem opfandt det periodiske system?

Det periodiske system blev udviklet af den russiske kemiker Dmitrij Mendelejev i 1869. Dengang kendte man kun til 63 grundstoffer.

Mendelejev opdagede, at hvert syvende grundstof havde egenskaber tilfælles, når han opstillede dem efter deres vægt.

På bagsiden af en konvolut opstillede han grundstofferne i 18 såkaldte grupper – de lodrette kolonner – efter ligheder i stoffernes kemiske opførsel.

Vandret blev grundstofferne opstillet i syv såkaldte perioder, der angiver, hvor mange skaller stofferne har omkring sig med elektroner i.

Den russiske kemiker efterlod huller i sit periodiske system til grundstoffer, som endnu ikke var opdaget.

Efterhånden som der blev opdaget nye grundstoffer, der passede ind i hullerne i Mendelejevs tabel, blev det periodiske system bredt anerkendt.

Det periodiske systems grundlægger – Dmitrij Mendelejev

Dmitrij Mendelejev opfandt det periodiske system i 1869. I 1955 blev grundstof nr. 101 opkaldt mendelevium til hans ære.

© Wikimedia Commons

Det er dog blot et spørgsmål om tid, før det periodiske system skal udvides yderligere.

Overalt i verden kæmper kemikere om at blive de første til at udvide det periodiske system med grundstof nummer 119.

Hvad betyder tallene i det periodiske system?

Det var først i 1913, da Niels Bohr fremsatte sin atomteori, at man fik en teoretisk forklaring på grundstoffernes opførsel.

Bohr opstillede den teori, at et atom er bygget op af en kerne med protoner og nogle gange neutroner.

Antallet af protoner og neutroner afgør vægten. Grundstofferne har stigende atomnumre. Atomnummeret afspejler antal protoner i kernen.

Det letteste grundstof i det periodiske system er brint, som har én proton i kernen og har atomnummer 1. Det højeste naturlige grundstof er plutonium med 94 protoner, som har atomnummer 94.

Plutonium blev føjet til det periodiske system sammen med neptunium (nummer 93) i slutningen af 1940, da forskere fra University of California, Berkeley dannede stofferne ved beskydning af uran med neutroner og kerner af tungt brint.

Først flere år senere blev de to grundstoffer fundet naturligt i naturen i meget små mængder.

OVERSIGT: Grundstofferne i det periodiske system

Det periodiske system

Det periodiske system er en systematisk sortering af grundstofferne efter atomnummer. Systemet er bygget op i grupper: Hovedgrupperne 1-18 svarer til de lodrette søjler i systemet; de vandrette rækker kaldes “perioder”. De grundstoffer, der står i samme gruppe, har kemiske egenskaber, der er sammenlignelige, fx er alle grundstoffer i hovedgruppe 18 ædelgasser, mens de i hovedgruppe 17 alle er såkaldte halogener. Perioderne i det periodiske system er de vandrette grupperinger af grundstofferne. Grundstoffer placeres i periode med andre grundstoffer, der har samme antal elektronskaller omkring deres atomkerne.

© Shutterstock

Hvad kan det periodiske system bruges til?

Det periodiske system har gjort det muligt at organisere grundstofferne på en måde, der gør det let at overskue, hvordan forskellige stoffer reagerer med hinanden. Fx er natrium meget eksplosivt, og klor er meget giftigt, men når de to grundstoffer går sammen og danner natriumklorid, bliver de til en gavnlig kemisk forbindelse – nemlig køkkensalt.

Den viden om grundstoffernes interaktion har haft en enorm betydning for udviklingen af mange teknologier, nye materialer, medicin og fødevareproduktion.

Mange af de højteknologiske produkter, der er blevet en del af vores hverdag, udnytter særlige egenskaber ved bestemte grundstoffer – fra fladskærme og solceller (indium og gallium) til smartphones (tantal) og brændselsceller (platin).

Det vigtigste grundstof i al moderne elektronik er silicium. Silicium er en såkaldt halvleder, der har elektrisk ledningsevne i en grad, der ligger mellem et metal (fx kobber) og en isolator (såsom glas). Halvledere er grundlaget for blandt andet transistorer, solceller, lysdioder samt digitale og analoge integrerede kredsløb i computere og telefoner.

Mange af de grundstoffer, der bruges i elektronik, er så sjældne, at de ikke kan følge med den øgede produktion i fremtiden.

Men det kan de kunstigt fremstillede grundstoffer i det periodiske system (fra nummer 94 og frem) måske lave om på.

De fem nyeste grundstoffer i det periodiske system

  • Nihonium (Nh), nr. 113
    I 2004 opdagede japanske forskere nihonium, og grundstoffet er blevet opkaldt efter de japanske forskningsresultater.
    Nihon er japansk for “Japan”, og grundstoffet blev officielt føjet til det periodiske system i 2015.

  • Moscovium (Mc), nr. 115
    Moscovium blev opdaget i 2003 af amerikanske og russiske forskere. Det blev tilføjet til det periodiske system i 2015.
    Grundstoffet er opkaldt efter den russiske hovedstad, Moskva, og det internationale forskningsinstitut i atomkraft, der ligger i Dubna i den vestlige del af regionen.

  • Tennessin (Ts), nr. 117
    Tennessin blev opdaget af amerikanske og russiske forskere i 2010. Fem år senere fik det plads i det periodiske system.
    Grundstoffet er opkaldt efter den amerikanske delstat Tennessee, da det blandt andet var forskere fra Oak Ridge National Laboratory i Tennessee, USA, der opdagede det.

  • Oganesson (Og), nr. 118
    Amerikanske og russiske forskere opdagede oganesson i 2002, og i 2015 blev det føjet til det periodiske system.
    Grundstoffet er opkaldt efter den store russiske fysiker Yuri Oganessian.

  • Livermorium (Lv), nr. 116
    Grundstoffet blev opdaget i 2000 og er føjet til det periodiske system i 2011 sammen med flerovium (nr. 114). Årsagen til, at 114 og 116 blev opdaget før 113 og 115, er, at grundstoffer med et lige antal protoner er lidt mere stabile end de med et ulige antal. Derfor er grundstoffer med et lige antal protoner også lettere at fremstille.

Kunstige grundstoffer udvider det periodiske system

Tunge grundstoffer bliver brugt i alt fra røgalarmer (americium) til atomvåben (plutonium), men de kunstigt fremstillede supertunge grundstoffer henfalder på en brøkdel af et sekund og kan derfor ikke bruges i praksis endnu.

Hvornår det lykkes at gøre supertunge grundstoffer stabile nok til at kunne anvendes i nye materialer, vides ikke. Første skridt på vejen er at skabe nye grundstoffer med et hidtil uhørt højt atomnummer.

Sådan skaber forskere nye grundstoffer til det periodiske system

Partikelacceleratorer udbygger det periodiske system ved at smelte lettere atomkerner sammen og danne nye supertunge grundstoffer. Processen kræver stor præcision og mange forsøg, før et nyt grundstof opstår.

Fysikere ved det japanske forskningscenter Riken er allerede begyndt at lede efter grundstof nummer 119, der foreløbig har fået navnet ununennium.

Rikens direktør, Hideto En’yo, mener, at både grundstof 119 og 120 bliver opdaget inden 2023. I så fald bliver grundstofferne de første i det periodiske systems ottende periode.

Det periodiske system: grundstoffernes rekordliste

I grundstoffernes mangfoldige verden skiller nogle stoffer sig ud ved at have ekstreme, men brugbare egenskaber.

  • Kviksølv – det mest flydende grundstof i det periodiske system

    Kviksølv har atomnummer 80 i det periodiske system, og det er det eneste metal, der er flydende ved stuetemperatur. Egenskaben har givet stoffet en særstatus blandt metaller op gennem historien.

    Kviksølv er fundet i egyptiske grave fra 1500 år f.Kr., og over hele verden blev det i antikken anvendt til helende og kosmetiske formål, hvilket indimellem fik katastrofale følger i form af vansirede ansigter. Stoffet er nemlig ekstremt giftigt.

    Alligevel har kviksølv været brugt i bl.a. termometre, barometre, blodtryksmålere og andre måleinstrumenter. Det flydende og skinnende blanke metal bruges desuden som spejl i teleskoper.

  • Technetium – det første kunstige grundstof i det periodiske system

    Technetium har nummer 43 i det periodiske system, og grundstoffet var det første, der blev fremstillet kunstigt. Alle isotoper af stoffet er radioaktive og henfalder derfor hurtigt efter dannelsen.

    Technetiums kemiske egenskaber blev allerede i 1871 forudsagt af det periodiske systems opfinder, Dmitrij Mendelejev, men først i 1936 lykkedes det forskere fra universitetet i Palermo i Italien at fremstille det i laboratoriet.

    Navnet technetium stammer fra græsk og betyder “kunstig”.

  • Neodym – det mest tiltrækkende grundstof i det periodiske system

    Neodym er et sølvhvidt metal med nummer 60 i det periodiske system.

    Det bruges til at fremstille verdens kraftigste magneter, som blandt andet bruges i harddiske, hovedtelefoner og vindmøller.

  • Brint – det almindeligste (og letteste) grundstof i det periodiske system

    Brint eller hydrogen er det letteste grundstof i det periodiske system. Derfor har det atomnummer 1. Brint udgør også 75 pct. af al masse og er dermed langt det hyppigst forekommende grundstof i universet.

    Sammen med helium er det også det ældste grundstof, fordi det blev dannet i big bang, mens de tungere grundstoffer er dannet senere i stjerner.

    Brint findes også i store mængder på Jorden – alle vandmolekyler indeholder to brintatomer, og ca. 60 pct. af atomerne i menneskekroppen er brintatomer.

Læs også:

astatin laserspektroskopi
Det Periodiske system

Det periodiske system: Astatin

2 minutter
antimon patron
Det Periodiske system

Det periodiske system: Antimon

2 minutter
Neon stjerne
Det Periodiske system

Det periodiske system: Neon

1 minut

Log ind

Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
Vis Skjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!

Nulstil adgangskode

Indtast din email-adresse for at modtage en email med anvisninger til, hvordan du nulstiller din adgangskode.
Ugyldig e-mailadresse

Tjek din email

Vi har sendt en email til med instruktioner om, hvordan du nulstiller din adgangskode. Hvis du ikke modtager emailen, bør du tjekke dit spamfilter.

Angiv ny adgangskode.

Du skal nu angive din nye adgangskode. Adgangskoden skal være på minimum 6 tegn. Når du har oprettet din adgangskode, vil du blive bedt om at logge ind.

Adgangskode er påkrævet
Vis Skjul