Thêm một hàng mới cho bảng tuần hoàn hóa học

Hồi năm ngoái, các nhà khoa học ở Đức đã bắt đầu tiến hành tạo ra nguyên tố nặng nhất được biết trong vũ trụ: nguyên tố 119. Trong 5 tháng, họ đã nỗ lực hợp nhất các nguyên tử thuộc hai nguyên tố nhẹ hơn để tạo ra một nguyên tử lớn với 119 proton trong hạt nhân của nó. Giống như những nguyên tố siêu nặng được điều chế nhân tạo khác (những nguyên tố có 103 proton trở lên), nguyên tố 119 sẽ phân hủy trong một phần nhỏ của một giây. Các nhà khoa học phấn đấu tạo ra những nguyên tố ngày càng nặng hơn để giành lấy sự tán dương (các nhà khoa học người Mĩ và Liên Xô thường xuyên kình địch với nhau về những khám phá của họ thời Chiến tranh Lạnh) và tìm hiểu quá trình chi phối hành trạng của hạt nhân nguyên tử. Kể từ khi mở màn thí nghiệm của họ hồi cuối năm ngoái, các nhà nghiên cứu người Đức đã và đang sàng lọc hàng terabyte dữ liệu để tìm kiếm vết tích của nguyên tố 119. Nếu họ tìm thấy bằng chứng, thì các nhà khoa học này không những giành được quyền đặt tên cho nó, mà họ sẽ còn làm một việc quan trọng hơn: thêm vào một hàng mới cho bảng tuần hoàn hóa học.

Nguyên tố 119

Cách tạo ra nguyên tố 119. Ảnh: Jim Kopp

Công thức cho nguyên tố 119

1) Gia tốc

Một máy gia tốc hạt thẳng tại Trung tâm Nghiên cứu Ion Nặng GSI Helmholtz ở Darmstadt, Đức, gia tốc một chùm titanium ion hóa vào một cái ống dài 400 foot đến tốc độ hơn 67 triệu dặm/giờ - bằng 10% tốc độ ánh sáng.

2) Va chạm

Trong 5 tháng, chùm titanium ion hóa đã lao vào một tấm bia khảm các nguyên tử berkelium. Các nhà khoa học dự đoán, cứ với vài tỉ va chạm, một nguyên tử titanium (có 22 proton) va chạm với bia ở tốc độ và vị trí hợp lí để hợp nhất với một nguyên tử berkelium (có 97 proton) tạo ra một nguyên tử mới với 119 proton.

3) Phân tách

Các nguyên tử siêu nặng mới được tạo ra thì nặng hơn và chậm hơn nhiều (tốc độ chỉ bằng 2% tốc độ ánh sáng) so với nguyên tử titanium ion hóa. Chúng cũng phản ứng khác đi với từ trường. Sử dụng những nam châm mạnh, các nhà khoa học có thể lái nguyên tố 119 ra khỏi titanium và hướng về một detector.

4) Phát hiện

Các nguyên tử thuộc nguyên tố 119 tự ghim chúng vào một detector silicon. Nguyên tố mới có tính phóng xạ và trong khi nó ở trong detector, nó giải phóng các hạt alpha – gồm 2 proton và 2 neutron – theo một kiểu có thể dự đoán được. Detector ghi nhận những phân hủy này, và các nhà khoa học sử dụng nó để chứng minh sự tồn tại của nguyên tố mới.

Một vài con số

4 là số lượng nguyên tố đã biết chưa có tên đặt chính thức.

11 là số lượng nguyên tố chiếm 99,9% số nguyên tử có trong cơ thể người.

118 là số nguyên tố đã được xác nhận.

177 là số neutron có trong hạt nhân của nguyên tố 119.

200 là số micro giây được dự đoán là chu kì bán rã của nguyên tố 119.

Lược sử khám phá các nguyên tố nặng

1) Số 43: Technetium

Emilio Segrè tạo ra technetium, nguyên tố được điều chế nhân tạo đầu tiên, vào năm 1937. Với chỉ 43 proton, nó là nguyên tố nhẹ nhất không có đồng vị nào bền.

2) Số 92: Uranium

Hơn 100 năm trôi qua kể từ khi uranium được nhận dạng vào năm 1789, nhà vật lí người Pháp Antoine Becquerel mới khám phá ra các tính chất phóng xạ của nó vào năm 1896.

3) Số 93 – 103: Neptunium – Fermium

Vào năm 1940, các nhà vật lí tại Berkeley đã tạo ra nguyên tố 93, nguyên tố đầu tiên nặng hơn uranium. Sau đó nó được đặt tên là neptunium. Plutonium, nguyên tố 94, nhanh chóng được tạo ra sau đó. Các nhà vật lí đã tạo ra các nguyên tố từ 95 đến 103 vào các năm từ 1940 đến 1961.

4) Số 104 – 106: Rutherfordium–Seaborgium

Từ năm 1966 đến 1974, các nhà nghiên cứu người Liên Xô và Mĩ đã đua nhau tạo ra các nguyên tố từ 104 đến 106. Người Mĩ giành vinh quang với 104 và 106; người Nga giành thắng lợi với 105.

5) Số 107 – 112: Bohrium – Copernicum

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Ion Nặng GSI Helmholtz ở Đức là những người đầu tiên xác nhận nguyên tố 107 vào năm 1981. Trong hơn 15 năm sau đó, họ đã tạo ra các nguyên tố từ 108 đến 112.

6) Số 113 – 118: Ununtrium – Ununoctium

Từ năm 2003 đến 2011, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore ở Mĩ và Liên viện Nghiên cứu Hạt nhân ở Nga đã hợp tác khám phá ra các nguyên tố từ 113 đến 118.

7) Số 119

Đang chờ khám phá.

Những câu hỏi thường gặp

Có bao nhiêu nguyên tố hóa học?

Các mô hình dự đoán rằng nguyên tố nặng nhất sẽ có tới 126 proton. Cao hơn thế thì hạt nhân nguyên tử rất không bền nên khó tồn tại. Các mô hình cũng đề xuất một hòn đảo ổn định – các nguyên tử trong bảng tuần hoàn hóa học có hạt nhân ít bị phân hủy phóng xạ hơn – nằm ở đâu đó giữa những nguyên tố siêu nặng.

Ai đặt tên cho các nguyên tố?

Hiệp hội Hóa học và Hóa học Ứng dụng Quốc tế phê chuẩn tên của từng nguyên tố. Quá trình mất hàng năm trời, một phần vì các nhóm nghiên cứu phải xác thực các kết quả thực nghiệm ban đầu. Trong khi chờ đợi tên đặt chính thức của chúng, các nguyên tố siêu nặng được gọi theo tên Latin. Nguyên tố 117 được gọi là ununseptium, ghép từ tiếng Latin có nghĩa là một-một-bảy.

Nguồn: Popular Science (tháng 5/2013)

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com