Khoa học tự nhiên

Bổ sung 4 nguyên tố mới vào Bảng tuần hoàn hóa học (12/01/2016)

Sách giáo khoa hóa học cần được viết lại do 4 nguyên tố mới được bổ sung vào Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev. Liên minh quốc tế về hóa học thuần túy và ứng dụng (IUPAC) đã xác nhận sự tồn tại của 4 nguyên tố mới có số nguyên tử là 113, 115, 117 và 118, được phát hiện tại các phòng thí nghiệm ở Nhật Bản, Hoa Kỳ và Nga. Nhóm các nguyên tố này lấp đầy hàng thứ 7 của Bảng tuần hoàn hóa học và đang được những người phát hiện ra chúng đặt tên.

Đến nay, các nguyên tố 113, 115, 117 và 118 tạm thời được gọi là ununtri (UUT), ununpenti (Uup), ununseptium (UUS), và ununoctium (Uuo). Nhờ có Viện nghiên cứu RIKEN, tại Nhật Bản; Viện nghiên cứu hạt nhân, Nga; Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL), Hoa Kỳ; và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL), Hoa Kỳ, các nguyên tố không tồn tại trong tự nhiên này đã được công nhận ra đời lần đầu tiên.

Nhóm cộng tác của IUPAC và Liên minh quốc tế về vật lý thuần túy và ứng dụng (IUPAP) đã đánh giá những phát hiện nghiên cứu trên cơ sở tiêu chí xây dựng năm 1991 và đi đến công nhận 4 nguyên tố nêu trên. Các nguyên tố 115 và 117 do Viện Nghiên cứu Hạt nhân, LLNL và ORNL phát hiện. Nguyên tố 118 là kết quả của sự phối hợp giữa Viện nghiên cứu hạt nhân với LLNL và nguyên tố 113 là sản phẩm của RIKEN.

Bảng tuần hoàn hóa học do GS hóa học người Nga Dmitri Mendeleev phát minh vào năm 1869, liệt kê các nguyên tố theo số nguyên tử của chúng dựa vào số lượng proton trong hạt nhân của nguyên tố đó. Hình dạng kỳ lạ của nó là do sự sắp xếp các nguyên tố thành nhóm tùy theo tính chất hóa học và cấu hình điện tử của chúng. Các nhà hóa học không chỉ sử dụng Bảng tuần hoàn hóa học để mô tả các nguyên tố quen thuộc, mà còn dự đoán sự tồn tại và tính chất của các nguyên tố mới vẫn chưa được phát hiện. 

Mặc dù nhiều nguyên tố mới được phát hiện trước năm 2004, nhưng việc chứng minh sự tồn tại của chúng có chút phức tạp. Trong thế kỷ 19, bất kỳ nhà hóa học nào cũng có thể xác định một chất có phải là nguyên tố thuần túy hay không, nhưng các nguyên tố mới nằm trong một phần của Bảng tuần hoàn ở đó, các nguyên tử siêu nặng và không ổn định đến mức chúng tồn tại chưa đến một phần nghìn giây.

Ví dụ, nguyên tố 113 đã được tạo ra bằng cách sử dụng máy gia tốc tuyến tính để bắn phá một lớp mỏng bitmut với các ion kẽm di chuyển bằng khoảng 10% tốc độ ánh sáng, mà trong những trường hợp hiếm hoi, bitmut và các nguyên tử kẽm sẽ hợp nhất tạo nên một nguyên tố. Nguyên tử 113 siêu nặng tạo thành sau đó sẽ phân rã và biến đổi thành các đồng vị phóng xạ không ổn định khác cũng phân rã nhanh.

Để tạo ra một nguyên tố mới, các nhà khoa học đã mất nhiều năm theo dõi sự kiện này thông qua vô số các hành động phân rã đồng vị để chứng minh chúng bắt nguồn từ một nguyên tố mới. Sau đó, Nhóm cộng tác của IUPAC đã thẩm định tài liệu để đảm bảo không để xảy ra lỗi.

Hiện giờ, các nguyên tố đã được công nhận, những người phát hiện có thể chính thức đặt tên và đưa ra biểu tượng cho chúng. Những cái tên được đề xuất và biểu tượng gồm 2 ký tự sẽ được Ban hóa học vô cơ thuộc IUPAC kiểm tra và sau đó được tham vấn công chúng trong 5 năm để đảm bảo rằng chúng phù hợp với các tiêu chuẩn như tính nhất quán và khả năng chuyển đổi sang ngôn ngữ khác. Thông thường, tên của các nguyên tố được đặt theo thần thoại, khoáng sản, địa lý hoặc tên của một nhà khoa học.

Điểm thú vị khác là các nguyên tố mới mở đường cho việc tìm kiếm một "hòn đảo ổn định", một khu vực nằm ngoài Bảng tuần hoàn hóa học nơi các nguyên tố siêu nặng mới sẽ trở nên ổn định và tồn tại đủ lâu để cho phép thực hiện các thí nghiệm hóa học thông thường.

Nguồn: vista.gov.vn (Theo Gizmag, 5/1/2016)