Chemické prvky Archivy - Strana 2 z 12

Oganesson (Og) – chemický prvek

118

Úvod

Oganesson (Og) je supertěžký, uměle vytvořený chemický prvek s protonovým číslem 118, což z něj činí nejtěžší známý prvek. V periodické tabulce se formálně řadí do 18. skupiny mezi vzácné plyny, ale jeho předpokládané chemické vlastnosti se od nich pravděpodobně výrazně liší. Je extrémně radioaktivní a nestabilní, s poločasem rozpadu kratším než milisekunda. Vzhledem k tomu, že bylo vytvořeno jen několik málo atomů, jeho běžný vzhled není znám. Teoretické modely však naznačují, že by na rozdíl od ostatních plynů mohl být pevnou látkou. V přírodě se nevyskytuje, získává se výhradně v urychlovačích částic.

Vlastnosti

Oganesson, se značkou Og a protonovým číslem 118, je nejtěžší známý prvek periodické tabulky. Nachází se v 18. skupině, což jej formálně řadí mezi vzácné plyny. Na rozdíl od svých lehčích protějšků se však předpokládá, že za standardních podmínek nebude plynný, ale bude tvořit pevnou látku. Důvodem jsou silné relativistické efekty ovlivňující jeho elektrony. Jeho odhadovaná hustota je velmi vysoká. Jako supertěžký prvek je extrémně radioaktivní a nestabilní, s poločasem rozpadu v řádu milisekund. Teoretické modely naznačují, že by mohl být chemicky reaktivnější než xenon či radon a tvořit stabilní sloučeniny, například s kyslíkem.

Vznik názvu

Název oganesson byl zvolen na počest ruského jaderného fyzika Jurije Oganesjana, vedoucího vědeckého týmu ve Spojeném ústavu jaderných výzkumů v Dubně. Oganesjan a jeho spolupracovníci se zasloužili o objev několika nejtěžších prvků periodické tabulky. Je jedním z mála vědců, po kterých byl prvek pojmenován za jejich života.

Objev

Objevení oganessonu je výsledkem dlouhodobé mezinárodní spolupráce mezi Spojeným ústavem jaderných výzkumů v Dubně v Rusku a Lawrencovou národní laboratoří v Livermore v USA. První atomy prvku 118 byly úspěšně syntetizovány v roce 2002, ačkoli potvrzení a analýza dat trvaly několik let. Týmy pod vedením Jurije Oganesjana bombardovaly terč z kalifornia-249 ionty vápníku-48. Vzniklo pouze několik málo atomů s velmi krátkou životností. Objev byl oficiálně uznán Mezinárodní unií pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) v prosinci 2015. Prvek byl pojmenován na počest profesora Oganesjana.

Výskyt v přírodě

Oganesson se v přírodě vůbec nevyskytuje. Jedná se o výhradně uměle připravený, syntetický prvek. Jeho extrémní nestabilita a poločas rozpadu kratší než milisekunda znemožňují jeho existenci mimo laboratorní podmínky. Jakékoli atomy, které mohly vzniknout při dávných kosmických událostech, se již dávno rozpadly. Získává se výhradně v urychlovačích částic, konkrétně jadernou fúzí. Proces zahrnuje bombardování terče z vysoce radioaktivního kalifornia-249 urychlenými ionty vápníku-48. Tato metoda je nesmírně nákladná a neefektivní, jelikož za několik měsíců experimentů vznikne jen pár jednotlivých atomů pro vědecké studium.

Využití

Oganesson v současnosti nemá žádné praktické využití člověkem, a to z důvodu jeho extrémní nestability a poločasu rozpadu v řádu milisekund. Bylo syntetizováno jen několik málo atomů pro účely základního vědeckého výzkumu, který testuje hranice periodické tabulky a fyzikálních modelů. Jakékoli komerční nebo průmyslové aplikace jsou tak zcela vyloučeny. V přírodě se tento prvek vůbec nevyskytuje, jelikož i kdyby hypoteticky vznikl při extrémních vesmírných událostech, jako je srážka neutronových hvězd, okamžitě by se rozpadl na lehčí prvky. Jeho existence je omezena výhradně na laboratorní podmínky.

Sloučeniny

Doposud nebyly experimentálně připraveny ani pozorovány žádné sloučeniny oganessonu, neboť jeho atomy existují příliš krátce. Veškeré znalosti o jeho potenciální chemii pocházejí výhradně z teoretických výpočtů a počítačových simulací. Tyto modely naznačují, že na rozdíl od ostatních vzácných plynů by mohl být chemicky reaktivní a tvořit relativně stabilní sloučeniny, například s fluorem (OgF₄) nebo kyslíkem. Předpovídá se i existence dvouatomové molekuly Og₂. Jde však o čistě hypotetické látky. Jelikož se samotný prvek v přírodě nenachází, neexistují ani žádné jeho přirozeně se vyskytující sloučeniny.

Zajímavosti

Ačkoliv je oganesson řazen mezi vzácné plyny, předpokládá se, že za standardních podmínek by nebyl plynem, ale pevnou látkou, což je pro tuto skupinu naprosto unikátní. Jeho předpokládané vlastnosti jsou silně ovlivněny relativistickými jevy, které způsobují, že se jeho elektrony chovají odlišně. V důsledku těchto jevů se jeho elektronové slupky „rozmazávají“ a valenční elektrony tvoří spíše jakýsi „elektronový plyn“, což by mu mohlo dodávat vlastnosti polovodiče. Oganesson by tak mohl být prvním polovodivým prvkem 18. skupiny, což je zcela v rozporu s chováním jeho lehčích protějšků.

Lawrencium (Lr) – chemický prvek

103

Lawrencium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Lawrencium (Lr) je syntetický, vysoce radioaktivní chemický prvek s protonovým číslem 103. V periodické tabulce se řadí mezi aktinoidy a je posledním členem této skupiny. Kvůli extrémní nestabilitě a velmi krátkému poločasu rozpadu nebylo nikdy připraveno ve viditelném množství, proto je jeho skutečný vzhled neznámý. Předpokládá se však, že by šlo o pevný, stříbřitě bílý kov. V přírodě se lawrencium vůbec nenachází. Získává se výhradně umělou cestou v částicových urychlovačích, a to bombardováním terčů z těžších prvků, například kalifornia, lehkými ionty boru.

Vlastnosti

Lawrencium, chemická značka Lr a protonové číslo 103, je syntetický radioaktivní prvek, který uzavírá řadu aktinoidů v periodické tabulce. Předpokládá se, že za standardních podmínek je to pevná látka stříbřitého, kovového vzhledu. Všechny jeho izotopy jsou extrémně nestabilní. Nejdelší poločas rozpadu má izotop ²⁶⁶Lr, a to přibližně 11 hodin, což zásadně omezuje možnost jeho detailního studia. Chemicky se očekává, že bude vykazovat vlastnosti podobné luteciu a bude tvořit stabilní trojmocné kationty (Lr³⁺) ve vodných roztocích. Jeho pozice jako posledního aktinoidu je klíčová pro pochopení transuranových prvků.

Vznik názvu

Svůj název nese prvek na počest amerického fyzika Ernesta Orlanda Lawrence, vynálezce cyklotronu. Tento typ částicového urychlovače byl naprosto zásadní pro objev a syntézu mnoha umělých transuranových prvků. Lawrencium bylo poprvé připraveno v laboratoři, která byla pojmenována právě po něm.

Objev

Objev lawrencia je datován do roku 1961 a je spojen s prací vědeckého týmu v Lawrence Radiation Laboratory v Berkeley, Kalifornie. Skupina vedená Albertem Ghiorsem, Torbjørnem Sikkelandem a dalšími použila těžkoiontový lineární urychlovač (HILAC) k bombardování terčíku složeného z izotopů kalifornia jádry boru. Tímto procesem se jim podařilo syntetizovat první atomy nového prvku s protonovým číslem 103. Prvek byl pojmenován na počest Ernesta Orlanda Lawrence, vynálezce cyklotronu a zakladatele laboratoře. Objev a pojmenování byly předmětem mezinárodních debat, zejména se sovětským institutem v Dubně.

Výskyt v přírodě

Lawrencium se na Zemi v přírodě absolutně nevyskytuje. Jedná se o čistě umělý, syntetický prvek. Vzhledem k extrémně krátkým poločasům rozpadu všech jeho známých izotopů se jakékoliv potenciální množství, které mohlo existovat v raných fázích vesmíru, dávno přeměnilo na stabilnější prvky. Jeho výroba je možná výhradně v laboratořích pomocí částicových urychlovačů. Proces zahrnuje bombardování těžkých terčových prvků, například berkelia nebo kalifornia, svazky lehkých iontů. Vznikají tak pouze stopová množství, často jen jednotlivé atomy, které slouží výhradně pro základní vědecký výzkum.

Využití

Lawrencium nemá žádné praktické využití člověkem, a to z důvodu své extrémní nestability a vysoké radioaktivity. Vyrábí se uměle v urychlovačích částic, a to pouze v množství jednotlivých atomů, které se rozpadají v řádu maximálně hodin. Jeho existence je tak pomíjivá, že jakékoli komerční, průmyslové či medicínské aplikace jsou zcela vyloučeny. Jeho jediný význam spočívá v základním vědeckém výzkumu, kde jeho studium pomáhá vědcům testovat modely atomového jádra a pochopit chemické a fyzikální vlastnosti na samé hranici periodické tabulky. V přírodě se lawrencium vůbec nevyskytuje.

Sloučeniny

Vzhledem k extrémně krátkému poločasu rozpadu a výrobě pouze jednotlivých atomů nebyly nikdy připraveny žádné makroskopické sloučeniny lawrencia. Veškeré poznatky o jeho chemii pocházejí z experimentů s jednotlivými atomy a teoretických výpočtů. Předpokládá se, že nejstabilnějším oxidačním stavem je Lr³⁺, což je typické pro pozdní aktinoidy. Tyto ionty by ve vodném roztoku tvořily hydratované komplexy. Některé výpočty naznačují i možnou existenci méně stabilního stavu Lr¹⁺, což by bylo pro aktinoid velmi neobvyklé. V přírodě se žádné sloučeniny lawrencia nevyskytují, protože prvek samotný není její součástí.

Zajímavosti

Lawrencium představuje chemický a fyzikální unikát, o jehož zařazení se vedou debaty, zda je posledním aktinoidem, nebo prvním přechodným kovem 7. periody. Důvodem je jeho anomální elektronová konfigurace, která se liší od teoretických předpokladů pro tuto pozici. Právě tato konfigurace by mohla umožňovat existenci neobvyklého oxidačního stavu +1. Všechny jeho fyzikální vlastnosti, jako je hustota, teplota tání nebo vzhled, jsou pouze teoreticky odhadovány, jelikož nikdy nebylo připraveno v takovém množství, aby bylo viditelné pouhým okem. Jde o prvek potvrzený experimentálně, ale známý převážně teoreticky.

Rutherfordium (Rf) – chemický prvek

104

Rutherfordium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Rutherfordium (Rf) je syntetický, vysoce radioaktivní chemický prvek s protonovým číslem 104. V periodické tabulce se řadí mezi přechodné kovy do 4. skupiny, pod hafnium. Jelikož se vyrábí pouze v nepatrných množstvích o několika atomech a jeho izotopy se extrémně rychle rozpadají, jeho běžný vzhled není znám. Předpokládá se však, že by šlo o pevný, stříbřitě bílý kov. V přírodě se nevyskytuje, získáváme ho výhradně uměle v částicových urychlovačích, a proto ho najdeme pouze ve specializovaných výzkumných laboratořích po celém světě.

Vlastnosti

Rutherfordium (Rf) je syntetický, vysoce radioaktivní transaktinoid s protonovým číslem 104. V periodické tabulce se nachází v 7. periodě a 4. skupině, což jej chemicky řadí k titanu, zirkoniu a hafniu. Předpokládá se, že je to za standardních podmínek pevný kov s vysokou hustotou a stříbřitě bílým či šedým vzhledem. Všechny jeho známé izotopy jsou extrémně nestabilní s krátkými poločasy rozpadu, přičemž nejstabilnější izotop, ²⁶⁷Rf, má poločas přeměny pouze okolo 1,3 hodiny. Experimentální studie, provedené s jednotlivými atomy, potvrzují jeho očekávané chování, zejména tvorbu stabilního oxidačního stavu +4.

Vznik názvu

Prvek byl pojmenován na počest novozélandského fyzika Ernesta Rutherforda, který je považován za otce jaderné fyziky. Jeho zásadní objevy, jako například existence atomového jádra, položily základy moderního chápání struktury atomu. Název byl oficiálně přijat Mezinárodní unií pro čistou a užitou chemii (IUPAC).

Základní údaje

Latinský název	Rutherfordium
Slovenský název	Rutherfordium
Skupina	Skupina 4 (IVB)
Perioda	7
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	–
Rok objevu	1964

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	104
Elektronegativita	–
Oxidační čísla	4
Ionizační energie	?
Atomový poloměr	–
Kovalentní poloměr	–
El. konfigurace	[Rn] 5f¹⁴ 6d² 7s² (odhad)

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	– °C
Teplota varu	– °C
Hustota	– g/cm³

Objev

Historie objevu rutherfordia je poznamenána vědeckou rivalitou během studené války mezi laboratořemi v Sovětském svazu a Spojených státech. První syntézu ohlásil v roce 1964 tým ze Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně, který navrhl název kurčatovium (Ku). Jejich data však nebyla považována za dostatečně průkazná. V roce 1969 americký tým z Lawrence Berkeley Laboratory, vedený Albertem Ghiorsem, prvek syntetizoval jinou reakcí a jejich výsledky byly potvrzeny. Navrhli název rutherfordium (Rf). Dlouholetý spor o prvenství a pojmenování byl vyřešen až v roce 1997, kdy IUPAC oficiálně potvrdila název rutherfordium.

Výskyt v přírodě

Rutherfordium se v přírodě vůbec nevyskytuje a je čistě syntetickým prvkem. Kvůli extrémně krátkým poločasům rozpadu všech jeho izotopů jakékoliv atomy, které mohly teoreticky vzniknout při hvězdných procesech, již dávno zanikly. Získává se výhradně v nepatrném množství v částicových urychlovačích. Jeho příprava spočívá v bombardování terčíků z těžkých prvků, například z kalifornia-249, urychlenými ionty lehčích prvků, jako je uhlík-12. Při těchto vysokoenergetických srážkách dochází k jaderné fúzi, která produkuje jen několik atomů rutherfordia za hodiny či dny experimentů, které se musí okamžitě analyzovat.

Využití

Rutherfordium se v přírodě vůbec nevyskytuje, jelikož je to uměle vytvořený prvek s extrémně krátkým poločasem rozpadu, a nemá tedy žádnou roli v biologických či geologických procesech. Jeho existence je omezena výhradně na laboratorní podmínky. Člověkem je využíváno pouze pro účely základního vědeckého výzkumu. Vědci ho syntetizují v urychlovačích částic v nepatrném množství, často jen několik atomů najednou, aby studovali vlastnosti supertěžkých jader, limity periodické tabulky a chování hmoty v extrémních podmínkách. Nemá žádné komerční, průmyslové ani medicínské aplikace.

Sloučeniny

V přírodě se žádné sloučeniny rutherfordia nenacházejí, protože prvek sám o sobě přirozeně neexistuje a okamžitě se rozpadá. Všechny jeho známé sloučeniny byly připraveny uměle a ve velmi malých množstvích, doslova atom po atomu. Experimentální chemie se zaměřuje na těkavé halogenidy, jako je tetrachlorid rutherfordia (RfCl₄) nebo tetrabromid rutherfordia (RfBr₄). Studium jejich chování, například při jaké teplotě sublimují, pomáhá vědcům potvrdit, že se rutherfordium chemicky podobá svým lehčím homologům v periodické tabulce, zejména hafniu, a ověřit tak teoretické předpovědi.

Zajímavosti

Rutherfordium je prvním transaktinoidem, což znamená, že je prvním prvkem nacházejícím se za řadou aktinoidů. Jeho chemické vlastnosti jsou silně ovlivněny relativistickými efekty, jelikož se elektrony v jeho obalu pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla, což způsobuje změny v jejich energetických hladinách. Veškeré chemické experimenty s ním musí probíhat na úrovni jednotlivých atomů, což je technicky nesmírně náročné. Často se také objevuje jako meziprodukt v rozpadových řetězcích ještě těžších, nově objevených prvků, například kopernicia nebo flerovia.

Dubnium (Db) – chemický prvek

105

Dubnium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Dubnium (Db) je syntetický, vysoce radioaktivní a supertěžký prvek. Jeho protonové číslo je 105 a v periodické tabulce se řadí mezi přechodné kovy do 5. skupiny, hned pod tantal. Jeho vlastnosti nejsou plně prozkoumány, protože se vyrábí pouze v nepatrných množstvích a jeho nejstabilnější izotopy se rozpadají během několika hodin. V přírodě se vůbec nevyskytuje. Získáváme ho výhradně umělou cestou v částicových urychlovačích ostřelováním těžších prvků lehčími ionty. Předpokládá se, že by se za normálních podmínek jednalo o pevný, stříbřitě bílý kov.

Vlastnosti

Dubnium, chemická značka Db, je syntetický, radioaktivní prvek s protonovým číslem 105. Nachází se v 7. periodě a 5. skupině periodické tabulky, čímž se řadí mezi přechodné kovy. Jeho vlastnosti jsou odvozeny od jeho polohy; předpokládá se, že je to pevný kov s vysokou hustotou. Všechny jeho izotopy jsou nestabilní, přičemž nejstabilnější izotop, dubnium-268, má poločas přeměny okolo 28 hodin. Chemické experimenty, prováděné na jednotlivých atomech, potvrdily jeho podobnost s tantalem a niobem. Vytváří stabilní sloučeniny především v oxidačním stavu +5, což odpovídá jeho skupinovému zařazení. Jeho bod tání a varu nebyly nikdy přímo experimentálně stanoveny.

Vznik názvu

Původ názvu je odvozen od města Dubna v Rusku. V tomto městě sídlí Spojený ústav jaderných výzkumů (SÚJV), kde byl prvek poprvé syntetizován. Název tak oceňuje přínos tohoto významného mezinárodního vědeckého centra k objevování a výzkumu supertěžkých prvků v druhé polovině 20. století.

Objev

Objev prvku 105 byl předmětem sporu mezi dvěma vědeckými týmy během studené války. V roce 1968 ohlásil jeho syntézu tým z Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně v Sovětském svazu. Navrhli název nielsbohrium (Ns) na počest dánského fyzika Nielse Bohra. Nezávisle na nich v roce 1970 oznámili objev i vědci z Lawrence Berkeley Laboratory v Kalifornii, USA. Tito navrhovali jméno hahnium (Ha) po německém chemikovi Ottu Hahnovi. Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) po letech sporů uznala přínos obou laboratoří. V roce 1997 byl jako kompromisní název oficiálně přijat dubnium (Db) na počest ruského výzkumného centra.

Výskyt v přírodě

Dubnium se v přírodě vůbec nevyskytuje. Je to výhradně uměle připravený prvek, vznikající v nepatrných množstvích v částicových urychlovačích. Jeho produkce je výsledkem jaderných reakcí, při nichž jsou terče z těžších prvků bombardovány ionty lehčích prvků. Například izotop dubnium-260 byl syntetizován bombardováním terče z kalifornia-249 jádry dusíku-15. Jiná metoda zahrnuje ostřelování americia-243 ionty neonu-22, což byla cesta použitá v ruské Dubně. Vzhledem k extrémní nestabilitě a krátkým poločasům přeměny je možné vyrobit jen několik atomů najednou. Tento prvek nemá žádné praktické využití a jeho výroba slouží výhradně pro základní vědecký výzkum.

Využití

Využití dubnia člověkem je v současné době nulové. Jelikož se jedná o extrémně nestabilní a radioaktivní transuran, který se vyrábí pouze uměle v laboratořích v množství jednotlivých atomů, neexistují pro něj žádné praktické aplikace. Jeho poločas rozpadu je příliš krátký na to, aby mohl být využit v průmyslu, medicíně nebo v jakémkoliv komerčním produktu. V přírodě se dubnium vůbec nevyskytuje. Není součástí zemské kůry, atmosféry ani biosféry a nemá žádnou biologickou roli. Jeho existence je omezena výhradně na specializovaná výzkumná centra, kde je krátkodobě syntetizováno pro vědecké účely.

Sloučeniny

V přírodě se sloučeniny dubnia nenacházejí, protože samotný prvek je čistě umělého původu. Veškeré známé sloučeniny byly připraveny člověkem v laboratorních podmínkách, a to ve stopových množstvích, často jen několik molekul najednou. Jedná se o velmi nestabilní látky, které existují jen po nepatrný zlomek času. Vědcům se podařilo v plynné fázi připravit a studovat například halogenidy jako pentachlorid dubnia nebo pentabromid dubnia. Cílem těchto experimentů není výroba materiálu, ale potvrzení chemických vlastností prvku a ověření jeho zařazení do páté skupiny periodické tabulky pod niob a tantal.

Zajímavosti

Jako prvek sedmé periody a páté skupiny periodické tabulky by mělo mít vlastnosti podobné tantalu. U takto těžkých jader se však výrazně projevují relativistické efekty. Obrovský náboj jádra způsobuje, že se elektrony na vnitřních slupkách pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla, což ovlivňuje i chování vnějších, valenčních elektronů. To může vést k odchylkám od očekávaných chemických vlastností. Jeho chemie je studována neuvěřitelně náročnými metodami, doslova atom po atomu. Objev izotopu s poločasem rozpadu přesahujícím jeden den představuje pro vědce klíčový milník, protože umožňuje provádět složitější chemické experimenty.

Seaborgium (Sg) – chemický prvek

106

Seaborgium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Seaborgium (Sg) je syntetický, extrémně radioaktivní chemický prvek. Jeho protonové číslo je 106 a v periodické tabulce se řadí do 6. skupiny mezi přechodné kovy, konkrétně pod wolfram. Vzhledem k tomu, že bylo připraveno pouze nepatrné množství atomů s velmi krátkým poločasem rozpadu, jeho vzhled není experimentálně potvrzen. Předpokládá se však, že se jedná o pevný kov stříbřité barvy. V přírodě se vůbec nevyskytuje. Získává se výhradně uměle v jaderných laboratořích a částicových urychlovačích bombardováním jader jiných prvků, například kalifornia kyslíkem.

Vlastnosti

Seaborgium (Sg) je syntetický, vysoce radioaktivní prvek s protonovým číslem 106. Nachází se v 6. skupině a 7. periodě, přímo pod wolframem, což předurčuje jeho vlastnosti. Předpokládá se, že se jedná o pevný kov s vysokou hustotou a stříbřitým vzhledem. Jeho chemie je typická pro těžké homology chromu a molybdenu. Experimentálně byla potvrzena existence jeho těkavých sloučenin, jako jsou oxychloridy a hexakarbonyl, které dokazují jeho typické chování jako přechodného kovu v oxidačním stavu +6. Všechny izotopy jsou extrémně nestabilní, nejstabilnější má poločas rozpadu jen několik minut.

Vznik názvu

Pojmenování prvku bylo na počest amerického jaderného chemika Glenna T. Seaborga, nositele Nobelovy ceny. Seaborg se významně podílel na objevu deseti transuranů, včetně plutonia. Jde o jediný prvek pojmenovaný po žijící osobě v době jeho oficiálního schválení, což v té době vyvolalo jisté kontroverze.

Základní údaje

Latinský název	Seaborgium
Slovenský název	Seaborgium
Skupina	Skupina 6 (VIB)
Perioda	7
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	–
Rok objevu	1974

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	106
Elektronegativita	–
Oxidační čísla	6
Ionizační energie	?
Atomový poloměr	–
Kovalentní poloměr	–
El. konfigurace	[Rn] 5f¹⁴ 6d⁴ 7s² (odhad)

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	– °C
Teplota varu	– °C
Hustota	– g/cm³

Objev

Objev seaborgia je spojen se soupeřením dvou vědeckých týmů v roce 1974. V červnu ohlásil tým z Ústavu jaderných výzkumů v Dubně v Sovětském svazu, vedený Georgijem Fljorovem, syntézu prvku bombardováním olova jádry chromu. V září téhož roku nezávisle oznámila skupina z Lawrence Berkeley Laboratory v USA, v čele s Albertem Ghiorsem, vytvoření jiného izotopu ostřelováním kalifornia jádry kyslíku. Následoval dlouholetý spor o prvenství a název, známý jako „transfermiové války“. Američané navrhli název seaborgium na počest Glenna T. Seaborga, což bylo kontroverzní, protože vědec byl stále naživu. Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC) nakonec v roce 1997 oficiálně potvrdila název seaborgium, čímž spor definitivně ukončila.

Výskyt v přírodě

Seaborgium se v přírodě vůbec nevyskytuje. Je to výhradně uměle připravený prvek. Vzhledem k extrémně krátkým poločasům rozpadu všech jeho známých izotopů nemohl žádný atom tohoto prvku přežít od vzniku Země a neexistují ani žádné známé přírodní procesy, které by jej vytvářely. Jeho příprava probíhá výhradně v laboratořích s pomocí částicových urychlovačů. Produkce je založena na principu jaderné fúze, kdy se těžší terčové jádro, například kalifornium-249, ostřeluje svazkem lehčích iontů, jako je kyslík-18. Tímto procesem vzniká jen několik jednotlivých atomů, které jsou okamžitě separovány a identifikovány na základě jejich charakteristického radioaktivního rozpadu. Jedná se o velmi nákladný a technicky náročný proces.

Využití

Seaborgium nemá v současné době žádné praktické využití v průmyslu, medicíně ani v běžném životě. Důvodem je jeho extrémní nestabilita a velmi krátký poločas rozpadu, který se u nejstabilnějších izotopů pohybuje v řádu minut. V laboratořích bylo připraveno pouze několik jednotlivých atomů, což znemožňuje jeho komerční či jakékoli jiné uplatnění. Jeho jediný význam tak spočívá výhradně v oblasti základního vědeckého výzkumu. Vědcům slouží jako modelový prvek pro studium chemických a fyzikálních vlastností supertěžkých prvků a pro testování teoretických předpovědí o chování hmoty. V přírodě se nevyskytuje.

Sloučeniny

V přírodě se žádné sloučeniny seaborgia nenacházejí, protože samotný prvek je čistě syntetický. Veškeré známé sloučeniny byly připraveny uměle v laboratoři během velmi složitých experimentů, které pracovaly s jednotlivými atomy. Chemici předpokládali, že se seaborgium bude chovat podobně jako jeho lehčí homolog wolfram, a experimenty to potvrdily. Podařilo se syntetizovat například extrémně těkavý hexakarbonyl seaborgia (Sg(CO)₆) a také oxyhalogenidy, jako je dichlorid-oxid seaborgičitý (SgO₂Cl₂) nebo difluorid-oxid seaborgičitý (SgO₂F₂). Příprava a studium těchto několika molekul představuje vrchol experimentální jaderné chemie.

Zajímavosti

Chemické vlastnosti seaborgia jsou silně ovlivněny relativistickými efekty. Vzhledem k obrovskému kladnému náboji jádra se elektrony na vnitřních slupkách pohybují rychlostmi blízkými rychlosti světla, což zvyšuje jejich hmotnost a smršťuje jejich orbitaly. Tento jev následně ovlivňuje i valenční elektrony, a proto se chemie seaborgia mírně odlišuje od toho, co bychom očekávali prostou extrapolací vlastností od wolframu. Předpokládá se, že by mělo být za standardních podmínek pevným kovem s vysokou hustotou. Jeho nejstabilnější známé izotopy se rozpadají emisí částic alfa, čímž se přeměňují na jádra rutherfordia.

Bohrium (Bh) – chemický prvek

107

Bohrium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Bohrium (Bh) je uměle připravený, vysoce radioaktivní chemický prvek. Jeho protonové číslo je 107, což ho řadí do 7. skupiny periodické tabulky mezi přechodné kovy, konkrétně pod rhenium. V přírodě se vůbec nevyskytuje; získává se výhradně v laboratořích bombardováním těžších jader lehčími ionty v částicových urychlovačích. Kvůli extrémní nestabilitě a krátkému poločasu rozpadu byl připraven jen v množství několika atomů. Proto nevíme, jak běžně vypadá, ale předpokládá se, že by za normálních podmínek šlo o stříbřitě bílý či šedý pevný kov.

Vlastnosti

Bohrium (Bh), s protonovým číslem 107, je syntetický, extrémně radioaktivní prvek. V periodické tabulce se nachází v 7. skupině pod rheniem, což předurčuje jeho chemické chování. Předpokládá se, že je to těžký, pevný kov stříbřitého vzhledu. Jeho nejstabilnější známý izotop, ²⁷⁰Bh, má poločas přeměny přibližně jednu minutu, což znemožňuje studium makroskopických vzorků. Experimenty s jednotlivými atomy potvrdily, že tvoří stabilní oxidační stav +7, podobně jako jeho lehčí homology. Bylo prokázáno, že vytváří těkavý oxychlorid BhO₃Cl. Veškeré další fyzikální vlastnosti, jako hustota či teplota tání, jsou pouze teoretickými odhady.

Vznik názvu

Název prvku byl zvolen na počest významného dánského fyzika Nielse Bohra (1885–1962). Bohr je jedním ze zakladatelů kvantové mechaniky a jeho model atomu zásadně přispěl k pochopení atomové struktury. Pojmenování prvku po něm je tak uznáním jeho klíčového přínosu moderní fyzice a chemii.

Objev

Objev prvku 107 byl předmětem vědeckého sporu mezi laboratořemi v Sovětském svazu a Německu. První nepotvrzené náznaky syntézy ohlásil tým v Dubně roku 1976. Jednoznačný a potvrzený objev však uskutečnil až v roce 1981 tým pod vedením Petera Armbrustera v německém Darmstadtu (GSI). Podařilo se jim to bombardováním terče z bismutu-209 urychlenými jádry chromu-54, čímž vznikl izotop bohria-262 s jediným nadbytečným neutronem. Prvek byl pojmenován na počest slavného dánského fyzika Nielse Bohra, klíčové postavy ve vývoji kvantové mechaniky. Jméno „bohrium“ bylo oficiálně přijato IUPAC v roce 1997.

Výskyt v přírodě

Bohrium se v přírodě vůbec nevyskytuje; je to čistě syntetický prvek. Neexistuje v zemské kůře a veškeré jeho atomy byly vytvořeny člověkem. Způsob jeho získávání je výhradně laboratorní a probíhá v částicových urychlovačích. Vzniká procesem jaderné fúze, kdy se terč z těžkého prvku, například bismutu-209, bombarduje urychlenými ionty lehčího prvku, jako je chrom-54. Tento proces je extrémně neefektivní, produkující jen několik atomů během dlouhých experimentů. Kvůli okamžitému radioaktivnímu rozpadu a nepatrnému množství nemá bohrium žádné praktické využití a jeho význam je čistě vědecký.

Využití

Bohrium, jako uměle vytvořený prvek s extrémně krátkým poločasem rozpadu, nemá žádné praktické komerční ani průmyslové využití. Jeho existence je omezena na laboratoře, kde je produkováno v počtu jednotlivých atomů. Jediné jeho využití je proto čistě vědecké a spočívá v základním výzkumu. Vědci studují jeho vlastnosti, aby lépe porozuměli chování supertěžkých jader, testovali hranice periodické tabulky a ověřovali teoretické modely jaderné stability a chemických vazeb ovlivněných relativistickými efekty. V přírodě se bohrium vůbec nevyskytuje, protože všechny jeho izotopy jsou nestabilní a okamžitě se rozpadají.

Sloučeniny

Vzhledem k neexistenci bohria v přírodě se zde nevyskytují ani žádné jeho přírodní sloučeniny. Veškeré známé sloučeniny byly připraveny uměle v rámci experimentů s jednotlivými atomy. Nejlépe prostudovanou sloučeninou je oxychlorid bohria (BhO₃Cl). Tato látka byla vytvořena reakcí atomu bohria se směsí kyslíku a chlorovodíku. Její těkavost a chování při chromatografii potvrdily, že se bohrium chemicky podobá svým lehčím homologům v 7. skupině, zejména rheniu. Předpokládá se, že bohrium tvoří nejstabilnější sloučeniny v oxidačním stavu +7, což odpovídá jeho pozici v periodické tabulce.

Zajímavosti

Produkce bohria je extrémně neefektivní; při experimentech vzniká zhruba jeden atom za několik hodin bombardování terče těžkými ionty. Chemické vlastnosti tohoto prvku jsou silně ovlivněny relativistickými efekty, kdy se elektrony v blízkosti těžkého jádra pohybují rychlostí blížící se rychlosti světla. To způsobuje změny v energetických hladinách a ovlivňuje reaktivitu. Všechny chemické experimenty s bohriem se provádějí technikou „chemie jednoho atomu“, kdy se sleduje a analyzuje chování jediného atomu, což představuje vrchol experimentální citlivosti a technické náročnosti.

Hassium (Hs) – chemický prvek

108

Hassium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Hassium (Hs) je supertěžký, uměle připravený a extrémně radioaktivní prvek. Jeho protonové číslo je 108 a v periodické tabulce se řadí do 8. skupiny mezi přechodné kovy, hned pod osmium, a proto se u něj očekávají podobné chemické vlastnosti. V přírodě se tento prvek vůbec nevyskytuje a nelze jej nikde najít. Získává se výhradně v laboratořích bombardováním těžkých jader v urychlovačích částic. Jelikož bylo připraveno jen několik atomů s velmi krátkým poločasem rozpadu, jeho skutečný vzhled není znám. Předpokládá se však, že by šlo o hustý stříbřitý kov.

Vlastnosti

Hassium (Hs) je supertěžký, uměle vytvořený radioaktivní prvek s protonovým číslem 108. Nachází se v 7. periodě a 8. skupině periodické tabulky, což jej řadí mezi přechodné kovy a nejtěžšího známého zástupce skupiny železa. Předpokládá se, že za normálních podmínek by bylo pevným kovem s vysokou hustotou, podobně jako jeho lehčí homolog osmium. Experimentálně bylo potvrzeno, že jeho nejstabilnějším a charakteristickým oxidačním stavem je +8, v němž tvoří extrémně těkavý oxid hassičelý (HsO₄). Všechny jeho známé izotopy jsou mimořádně nestabilní s velmi krátkými poločasy rozpadu.

Vznik názvu

Název hassium je odvozen od latinského názvu *Hassia*, který označuje spolkovou zemi Hesensko v Německu. Právě zde, ve městě Darmstadt v Centru pro výzkum těžkých iontů (GSI), byl tento prvek v roce 1984 poprvé spolehlivě syntetizován. Pojmenování tak vzdává hold místu svého objevu.

Objev

Poprvé bylo hassium prokazatelně syntetizováno v roce 1984 v Centru pro výzkum těžkých iontů (GSI) v německém Darmstadtu. Mezinárodní tým vědců pod vedením Petera Armbrustera a Gottfrieda Münzenbergera bombardoval na lineárním urychlovači UNILAC terč z olova-208 urychlenými ionty železa-58. Během tohoto experimentu se podařilo detekovat pouze tři atomy nového prvku, konkrétně izotopu hassium-265. Jméno „hassium“ bylo navrženo na počest spolkové země Hesensko (latinsky Hassia), kde se laboratoř nachází. Název byl oficiálně přijat Mezinárodní unií pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) v roce 1997.

Výskyt v přírodě

Hassium se v přírodě absolutně nevyskytuje. Kvůli extrémně krátkým poločasům rozpadu všech jeho izotopů se žádné jeho atomy nemohly dochovat od vzniku Země a ani nevznikají přirozenými radioaktivními přeměnami. Veškeré hassium je připravováno výhradně uměle v částicových urychlovačích. Získává se procesem jaderné fúze, kdy jsou lehčí jádra urychlena na vysoké energie a bombardují terč z těžších jader. Produkce je nesmírně nákladná a neefektivní, vznikají pouze jednotlivé atomy, které se okamžitě rozpadají. Proto nemá žádné praktické využití a slouží výhradně pro účely základního vědeckého výzkumu.

Využití

Hassium, vzhledem ke své extrémní nestabilitě a extrémně krátkému poločasu rozpadu nejstabilnějších izotopů, nemá absolutně žádné komerční ani praktické využití. Vyrábí se pouze v nepatrných množstvích, doslova atom po atomu, v částicových urychlovačích. Jeho jediným účelem je základní vědecký výzkum, který pomáhá vědcům ověřovat teorie o struktuře atomových jader a chování prvků na samé hranici periodické tabulky. V přírodě se tento prvek vůbec nenachází, protože jakékoli množství, které mohlo existovat při vzniku Země, by se dávno rozpadlo na stabilnější prvky. Jeho existence je čistě laboratorní.

Sloučeniny

Protože hassium neexistuje v přírodě, nevytváří zde ani žádné sloučeniny. Veškeré známé sloučeniny byly připraveny uměle a v extrémně malém měřítku. Nejvýznamnější a vlastně jedinou experimentálně potvrzenou sloučeninou je tetraoxid hassičitý (HsO₄). Vědcům se podařilo tuto molekulu syntetizovat reakcí několika jednotlivých atomů hassia s kyslíkem. Tento experiment byl klíčový, protože potvrdil, že hassium je chemicky podobné svému lehčímu homologu osmiu, které také tvoří těkavý tetraoxid. Jde o vrchol experimentální chemie, kde se pracuje s jednotlivými atomy pro určení základních vlastností.

Zajímavosti

Předpokládá se, že hassium je extrémně hustý kov stříbřitě bílého vzhledu, podobný osmiu. Je to nejtěžší prvek, jehož chemické vlastnosti byly úspěšně experimentálně prozkoumány, což je obrovský úspěch. Přestože jsou všechny jeho izotopy radioaktivní s velmi krátkými poločasy rozpadu, izotop hassium-277 je relativně stabilní s poločasem přeměny okolo 11 sekund. To je v říši supertěžkých prvků považováno za velmi dlouhou dobu. Chemici předpovídají, že hassium, stejně jako osmium, snadno dosahuje nejvyššího možného oxidačního stavu +8, což je pro přechodné kovy výjimečná vlastnost.

Meitnerium (Mt) – chemický prvek

109

Meitnerium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Meitnerium (Mt) je syntetický, extrémně radioaktivní a nestabilní prvek. Jeho protonové číslo je 109 a v periodické tabulce se řadí do 9. skupiny mezi přechodné kovy, konkrétně pod iridium. Vzhledem k tomu, že bylo připraveno jen několik málo atomů s poločasem rozpadu v řádu sekund, jeho makroskopický vzhled není znám. Odborníci však předpokládají, že by se jednalo o pevný, stříbřitě bílý kov. V přírodě se vůbec nevyskytuje. Získává se výhradně uměle v částicových urychlovačích složitým bombardováním jader bismutu ionty železa.

Vlastnosti

Meitnerium (Mt) je syntetický, extrémně radioaktivní prvek s protonovým číslem 109. Nachází se v 9. skupině a 7. periodě periodické tabulky, čímž patří mezi nejtěžší přechodné kovy. Jeho fyzikální vlastnosti nebyly přímo změřeny, ale předpokládá se, že je za standardních podmínek pevným, velmi hustým kovem se stříbřitým vzhledem, podobným iridiu. Kvůli jeho mimořádné nestabilitě a extrémně krátkému poločasu rozpadu, který se u nejstabilnějších izotopů pohybuje v řádu sekund, je studium jeho chemických vlastností nesmírně obtížné. Výzkum probíhá na úrovni jednotlivých atomů a teoretických výpočtů, které predikují jeho chování.

Vznik názvu

Prvek byl pojmenován na počest Lise Meitnerové, rakousko-švédské fyzičky. Meitnerová byla klíčovou postavou týmu, který objevil jaderné štěpení, avšak při udělování Nobelovy ceny byla neprávem opomenuta. Pojmenování prvku je tak posmrtným uznáním jejího zásadního přínosu pro vědu a nápravou historické křivdy.

Základní údaje

Latinský název	Meitnerium
Slovenský název	Meitnérium
Skupina	Skupina 9 (VIII)
Perioda	7
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	–
Rok objevu	1982

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	109
Elektronegativita	–
Oxidační čísla	–
Ionizační energie	?
Atomový poloměr	–
Kovalentní poloměr	–
El. konfigurace	[Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7s² (odhad)

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	– °C
Teplota varu	– °C
Hustota	– g/cm³

Objev

Prvek byl poprvé syntetizován 29. srpna 1982 v německém Ústavu pro výzkum těžkých iontů (GSI) v Darmstadtu. Mezinárodní tým vědců pod vedením Petera Armbrustera a Gottfrieda Münzenbergera dosáhl tohoto úspěchu bombardováním terčíku z bismutu-209 urychlenými jádry izotopu železa-58. Během pečlivě připraveného experimentu se podařilo jednoznačně identifikovat vznik jediného atomu izotopu meitnerium-266. Jméno bylo navrženo na počest rakouské fyzičky Lise Meitner, klíčové postavy ve výzkumu jaderného štěpení. Tento název byl po diskusích Mezinárodní unií pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) oficiálně schválen roku 1997.

Výskyt v přírodě

Meitnerium se v přírodě vůbec nevyskytuje. Jedná se o čistě umělý prvek, jehož všechny izotopy jsou nestabilní s velmi krátkými poločasy rozpadu. Jakékoliv množství, které mohlo teoreticky existovat v dávné minulosti vesmíru, se již dávno přeměnilo na stabilnější prvky. Získávání meitneria je možné výhradně v laboratořích s částicovými urychlovači. Vyrábí se metodou jaderné fúze, konkrétně bombardováním terčíku z těžšího prvku (např. bismutu) urychlenými ionty lehčího prvku (např. železa). Tento proces je extrémně neefektivní a nákladný, produkující doslova jen jednotlivé atomy pro účely základního vědeckého výzkumu.

Využití

Meitnerium, jakožto uměle vytvořený a extrémně nestabilní prvek, v současné době nemá absolutně žádné praktické využití člověkem. Jeho existence je striktně omezena na vysoce specializovaná laboratorní prostředí, kde vzniká v nepatrném množství, často jen několik jednotlivých atomů najednou. Z tohoto důvodu je zcela vyloučeno jakékoliv jeho komerční, průmyslové nebo dokonce medicínské uplatnění. V přírodě se tento transuranový prvek vůbec nevyskytuje, ani ve stopovém množství. Veškeré existující atomy meitneria byly vytvořeny v urychlovačích částic. Jeho jediným, čistě teoretickým významem, je tak základní vědecký výzkum vlastností supertěžkých jader a experimentální potvrzování teoretických modelů atomové struktury hmoty.

Sloučeniny

Vzhledem k extrémně krátkému poločasu rozpadu nejstabilnějších izotopů meitneria a faktu, že bylo připraveno pouze několik atomů, nebyly dosud syntetizovány ani izolovány žádné jeho makroskopické sloučeniny. V přírodě se žádné sloučeniny tohoto prvku z pochopitelných důvodů vůbec nevyskytují. Veškeré znalosti o jeho chemickém chování tak pocházejí výhradně z teoretických výpočtů a velmi složitých experimentů s jednotlivými atomy. Předpokládá se, že by se chemicky podobalo svému lehčímu homologu, iridiu. Teoretické modely naznačují možné oxidační stavy jako +1, +3, +6 až po velmi neobvyklý a exotický stav +9.

Zajímavosti

Meitnerium je předpovídáno jako velmi hustý, pravděpodobně stříbřitě bílý nebo šedý kov, podobný ostatním platinovým kovům. Jeho hustota by teoreticky mohla dosahovat až neuvěřitelných 37,4 g/cm³, což by z něj činilo druhý nejhustší známý prvek hned po hassiu. Všechny jeho známé izotopy jsou extrémně radioaktivní, s nejstabilnějším izotopem ²⁷⁸Mt, jehož poločas rozpadu je pouhých několik sekund. Jeho atomové vlastnosti jsou navíc silně ovlivněny relativistickými efekty, které způsobují, že se elektrony pohybují rychlostmi blízkými rychlosti světla. Tyto efekty významně mění energetické hladiny a velikost orbitalů.

Plutonium (Pu) – chemický prvek

Plutonium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Plutonium (Pu) je těžký, radioaktivní a vysoce toxický kovový prvek. Jeho protonové číslo je 94 a v periodické tabulce se řadí mezi aktinoidy. V čisté podobě má stříbřitě bílý vzhled, který však na vzduchu rychle oxiduje a pokrývá se matným, často nažloutlým povlakem. V přírodě se nachází jen v zanedbatelném množství, proto je téměř veškeré plutonium vyráběno uměle v jaderných reaktorech ozařováním uranu. Využívá se jako klíčová složka jaderných zbraní a jako palivo či zdroj energie v kosmických sondách.

Vlastnosti

Plutonium, značka Pu, je radioaktivní kovový prvek s protonovým číslem 94, patřící mezi aktinoidy. V čistém stavu má stříbřitě bílý vzhled, ale na vzduchu rychle oxiduje, přičemž postupně tmavne do šedé až olivově zelené barvy. Je pozoruhodné svou velmi komplexní fázovou strukturou, jelikož má šest alotropických modifikací při běžném tlaku, přičemž se jeho hustota významně mění. V alfa fázi je křehké jako litina, zatímco v delta fázi je tvárné a měkké. Díky intenzivnímu alfa rozpadu je na dotek citelně teplé a chemicky velmi reaktivní.

Vznik názvu

Pojmenování plutonia navazuje na své předchůdce v periodické tabulce – uran (podle planety Uran) a neptunium (podle Neptunu). V době objevu bylo Pluto považováno za další planetu Sluneční soustavy, a tak prvek získal jméno právě po ní. Planeta byla pojmenována po římském bohu podsvětí.

Objev

Objevení plutonia se datuje do konce roku 1940 na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Tým vědců, ve kterém byli Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy a Arthur Wahl, bombardoval v cyklotronu terč z uranu-238 deuterony. Tímto procesem vznikl izotop neptunium-238, které se následně beta rozpadem přeměnilo na plutonium-238. Objev byl z důvodu strategického vojenského významu v rámci projektu Manhattan držen v přísné tajnosti. Pojmenování logicky navázalo na planetární sekvenci: uran (Uran), neptunium (Neptun) a konečně plutonium po tehdejší planetě Pluto.

Výskyt v přírodě

Plutonium se v zemské kůře přirozeně vyskytuje jen ve zcela nepatrných, prakticky zanedbatelných stopových množstvích. Lze ho nalézt v uranových rudách, kde vzniká velmi zřídka záchytem neutronů jádry uranu-238. Tento přírodní proces je však extrémně pomalý a naprosto neefektivní pro jakoukoliv komerční těžbu. Téměř veškeré dostupné plutonium je proto vyráběno uměle v jaderných reaktorech. Hlavní metodou je ozařování uranu-238 neutrony. Uran zachytí neutron, přemění se na neptunium a to se následně beta rozpadem změní na klíčový izotop plutonium-239, který se separuje.

Využití

Plutonium je klíčové pro lidstvo především ve dvou oblastech. Jeho štěpný izotop plutonium-239 představuje základní materiál pro výrobu moderních jaderných zbraní a zároveň slouží jako součást směsného oxido-uranového paliva MOX pro jaderné elektrárny. Naopak izotop plutonium-238, který není štěpný, je nenahraditelným zdrojem energie. Využívá se v radioizotopových termoelektrických generátorech, které napájí kosmické sondy jako Voyager či marsovská vozítka, kde jeho přirozený alfa rozpad generuje stabilní teplo. V přírodě se plutonium vyskytuje jen v extrémně stopových množstvích v uranových rudách jako produkt přirozených jaderných reakcí.

Sloučeniny

Člověkem vyrobené sloučeniny plutonia jsou zásadní pro jeho zpracování. Nejběžnější je mimořádně stabilní keramický oxid plutoničitý (PuO₂), který tvoří pelety v jaderném palivu MOX a je základem tepelných zdrojů pro vesmírné mise. Pro účely přepracování vyhořelého paliva se využívá těkavý a vysoce reaktivní fluorid plutoniový (PuF₆), který umožňuje separaci plutonia od ostatních prvků. V přírodě se jeho sloučeniny přirozeně nevyskytují, avšak v důsledku lidské kontaminace může v půdě a sedimentech tvořit komplexní sloučeniny s organickými látkami, například s huminovými kyselinami, což ovlivňuje jeho mobilitu.

Zajímavosti

Plutonium je kov s mimořádně složitým chováním. Za normálního tlaku existuje v šesti různých krystalových strukturách, takzvaných alotropech, což je více než u jakéhokoli jiného prvku. Přechody mezi těmito fázemi provázejí výrazné změny hustoty až o 25 %, což extrémně komplikuje jeho obrábění a slévání. Díky svému intenzivnímu alfa rozpadu se neustále samo zahřívá; kus o velikosti několika kilogramů je na dotek znatelně teplý. Jeho chemie ve vodných roztocích je unikátní tím, že v něm mohou současně existovat až čtyři různé oxidační stavy s odlišnými barvami.

Americium (Am) – chemický prvek

Americium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Americium (Am) je radioaktivní kovový prvek s protonovým číslem 95, který patří do skupiny aktinoidů. V čisté formě má stříbřitě bílý lesklý vzhled, ale na vzduchu postupně tmavne. V přírodě se téměř nevyskytuje, získává se uměle v jaderných reaktorech ozařováním plutonia neutrony. Přestože je vzácné, jeho nejznámější izotop, americium-241, najdeme v malém množství v běžných domácích ionizačních detektorech kouře, kde slouží jako zdroj ionizujícího záření. Tento prvek je také využíván v některých průmyslových zařízeních a pro vědecké účely.

Vlastnosti

Americium, chemická značka Am a protonové číslo 95, je syntetický radioaktivní prvek patřící do skupiny aktinoidů. V čistém stavu se jedná o stříbřitě bílý, relativně měkký kov, který na suchém vzduchu pomalu ztrácí svůj lesk v důsledku povrchové oxidace. Je reaktivnější než jemu předcházející plutonium. Všechny jeho izotopy jsou nestabilní a podléhají radioaktivnímu rozpadu. Nejdůležitějším a nejběžnějším izotopem je americium-241 s poločasem rozpadu 432,2 roku, jenž je intenzivním zdrojem částic alfa. V chemických sloučeninách se nejčastěji vyskytuje v oxidačním stavu +3, jehož vodné roztoky mají typicky růžovou barvu.

Vznik názvu

Název prvku je odvozen od Ameriky, kontinentu, na kterém byl objeven. Objevitelé se inspirovali jeho protějškem ze skupiny lanthanoidů – europiem, které bylo pojmenováno po Evropě. Vytvořili tak logickou analogii a nový prvek, objevený v roce 1944 na Kalifornské univerzitě v Berkeley, pojmenovali americium.

Objev

Objevení americia je úzce spjato s Projektem Manhattan a datuje se do konce roku 1944 na Chicagské univerzitě. Prvek byl poprvé syntetizován týmem vědců vedeným Glennem T. Seaborgem, jehož dalšími členy byli Ralph A. James, Leon O. Morgan a Albert Ghiorso. Vznikl jako produkt při ozařování plutonia-239 neutrony v jaderném reaktoru. Z takto vzniklého plutonia-241 se následně beta rozpadem přeměnil na izotop americium-241. Vzhledem k vojenskému utajení byl objev zveřejněn až po válce, přičemž Seaborg jej poprvé neformálně oznámil v populárním dětském rozhlasovém pořadu.

Výskyt v přírodě

Americium se v zemské kůře přirozeně nevyskytuje; jedná se o výhradně uměle připravený prvek. Stopová množství lze nalézt v oblastech zasažených jadernými testy nebo haváriemi. Veškeré komerčně dostupné americium pochází z jaderných reaktorů. Jeho výroba je založena na dlouhodobém ozařování plutonia-239, které je součástí vyhořelého jaderného paliva, intenzivním tokem neutronů. Během tohoto procesu vzniká izotop plutonium-241, jenž se následně s poločasem rozpadu přibližně 14 let přeměňuje beta rozpadem na americium-241. To se pak musí složitými chemickými postupy oddělit od ostatních radioaktivních prvků.

Využití

Americium je klíčovou součástí ionizačních detektorů kouře, kde jeho izotop 241 emituje alfa částice. Ty ionizují vzduch, což umožňuje průchod malého elektrického proudu. Kouř tento proud naruší a spustí alarm. V průmyslu slouží jako přenosný zdroj gama záření a neutronů pro radiografii a různá měřicí zařízení, například pro kontrolu tloušťky materiálů. V přírodě se americium nevyskytuje, jelikož je to prvek zcela umělý. Jeho stopová množství v životním prostředí jsou výhradně důsledkem lidské činnosti, především atmosférických testů jaderných zbraní a havárií jaderných reaktorů.

Sloučeniny

Člověkem vyrobené sloučeniny americia zahrnují především oxid americitý (AmO₂), který je ve formě malého keramického disku součástí detektorů kouře. Dále existuje oxid americnatý (Am₂O₃) a řada halogenidů, jako je fluorid americitý (AmF₃) nebo chlorid americitý (AmCl₃), kde prvek vystupuje nejčastěji v oxidačním stavu +III. V přírodě se žádné jeho sloučeniny přirozeně netvoří. Veškeré formy, které lze v prostředí detekovat, vznikly reakcí uměle vyrobeného americia s přírodními materiály, například navázáním na částice půdy nebo tvorbou komplexů v kontaminované vodě.

Zajímavosti

Jednou z fascinujících vlastností je, že kovové americium díky své intenzivní radioaktivitě ve tmě slabě načervenale světélkuje v důsledku radioluminiscence. Je to stříbřitě bílý, kujný kov, který se na vzduchu pomalu pokrývá vrstvou oxidu. Představuje vážné zdravotní riziko, jelikož je silným alfa zářičem. Při vniknutí do těla se hromadí v kostech a játrech, kde může způsobit rakovinu. Získává se v jaderných reaktorech několikaletým ozařováním plutonia neutrony, což z něj činí vzácný a nákladně vyráběný materiál s omezenou dostupností.