La tabla periódica como icono de los químicos
La creación de nuevos elementos de la tabla periódica. ¿Física o química? Luis Ortega San Martín
La tabla periódica de los elementos se ha convertido en un verdadero icono en nuestra sociedad, asociada a los químicos
18 de septiembre 2014
Imagen de: Peter Armbruster and Fritz Peter Hessberger: “Making new elements”. Scientific American, 1998 (9), 72-77
La tabla periódica como icono de los químicos
Fotografías de: webelements.com y de amazon.com
La tabla periódica como icono de los químicos Aunque la tabla periódica se relaciona con los químicos, los físicos tienen mucha culpa de cómo es la tabla periódica
La creación de elementos está más relacionada con quienes llevan estos polos
Sobre todo, los que llevan corbatas como esta
¡¡Hagamos un repaso de cómo hemos llegado a la actual tabla periódica!! Zazzle.com y webelements.com
Estructura representativa del carbón natural
La tabla periódica y la organización de los elementos
Pennsylvania State University, http://www.ems.psu.edu/~radovic/coal_structur e.html
A mediados del siglo XIX ya se conocían más de medio centenar elementos
Ecuación de Schrödinger para una partícula con movimiento tridimensional (Georgia Institute of technology)
La tabla periódica nace como una necesidad en el siglo XIX para que los químicos puedan de ordenar todos los elementos que se van descubriendo
Rodgers, G.E. ”Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid State Chemistry” 3rd. Brooks/cole. 2012
La tabla periódica y la organización de los elementos
La tabla periódica y la organización de los elementos ¿Cómo ordenamos los elementos?
¡¡Por las masas atómicas!!
Premio Nobel de Física de 1903 (junto a su marido Pierre Curie y H. Becquerel)
En 1898 Marie Curie Descubre el Radio y, asociado a él explica, junto a su marido, el fenómeno de la
Idea propuesta en 1817 (J. W. Döbereiner) Al encontrar tríadas
¿Un premio Nobel de física a una química?
radiactividad La venganza de los físicos no se haría esperar
Commons, wikimedia.
Tabla periódica propuesta por Dimitri Mendeleiev En 1869 a la academia Rusa de Ciencias y publicada en 1871.
Rodgers, G.E. ”Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid State Chemistry” 3rd. Brooks/cole. 2012
La tabla periódica y la organización de los elementos Premio Nobel de Química a William Ramsay en 1904 (aisla el He y descubre el Ne, Ar, Kr y Xe)
Los gases nobles se descubren y aíslan entre 1895 y 1902
El maltrato de los elementos: la venganza de los físicos Ernest Rutherford
Descubre que los elementos radiactivos como el Ra se desintegran emitiendo tres formas de radiación Premio Nobel de Química en 1908 (por explicar los fenómenos de desintegración)
Premio Nobel de
Física a Lord Rayleigh en 1904 (descubre Ar)
¡¡¡Un físico se había metido en el mundo de la química y, encima, le dan el premio Nobel de física!!! Rodgers, G.E. ”Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid State Chemistry” 3rd. Brooks/cole. 2012
El maltrato de los elementos: la venganza de los físicos Ernest Rutherford
James Chadwick Propuso que los átomos tenían un núcleo denso con protones (carga +) pero probablemente también con neutrones (sin carga).
Premio Nobel de Física en 1935 (descubre el neutrón en 1932)
Para 1935, ya no quedaban elementos naturales por descubrir
Lámina de Oro Con la “excusa” de conocer la naturaleza de los átomos, bombardea al noble oro con las partículas alfa del radio
Emisor de partículas α (radio)
Rendija Película de detección R. Chang: “Química General”, 7ª ed. McGraw Hill, 2002
El maltrato de los elementos: la venganza de los físicos
Los últimos elementos naturales descubiertos fueron el Hafnio (Hf, entonces conocido como celtio) y el Renio (Re), en 1923 y 1925. Tabla periódica en 1923 (Horace Groves Deming)
James Chadwick
Premio Nobel de Física en 1935 (descubre el neutrón en 1932)
Para 1935, ya no quedaban elementos naturales por descubrir http://www.metasynthesis.com
Comienza el bombardeo: se crea la máquina diabólica
Para probar que se había descubierto un elemento nuevo, H. Moseley las pruebas debían ser físicas: técnicas espectroscópicas (absorción y emisión de luz) Las pruebas químicas se consideraban secundarias y solo comprobadoras.
En 1936 Ernest Lawrence inventa el ciclotrón en EEUU
Voltaje alterno Campo magnético
Ante la ausencia de más elementos a encontrar en la naturaleza, los físicos se dedicaron a maltratar los elementos existentes para conseguir nuevos “Atom Smasher” Blanco
Arsenal de tortura
protones
Gracias a ese maltrato, en 1937 Perrier y Segré (en Italia) encuentran que el Mo se DESINTEGRA a Tc, primer elemento que se puede considerar hecho por el hombre (tecnecio)
neutrones
α
Clipart.org
(hacia 1934)
Premio Nobel de Física en 1938 (por el descubrimiento de la posibilidad de formar transuránidos)
= 2H+
96Mo
+
97Tc
Empieza la fiesta en la Universidad de California
Comienza el bombardeo: se crea la máquina diabólica En Italia, como no tenían un ciclotrón, decidieron bombardear a los elementos con neutrones
¡¡Un premio por desarrollar una máquina destroza átomos!!
Premio Nobel de Física en 1939 (por el desarrollo del ciclotrón)
Los científicos del laboratorio de E. Lawrence en Berkeley empezaron a usar el nuevo ciclotrón para destrozar y ver si pueden crear nuevos elementos
+
1940
Plutonio
+
Enrico Fermi
Se acababa de crear un nuevo elemento
Astato
α
(reacción aparente)
+
1944 n
+
Americio
+
n
En realidad, Fermi se equivocó y le dieron el premio Nobel de forma errada, pues ellos habían descubierto, sin saberlo, la fisión nuclear
Curio
α
+
Brown y col: “Química, la ciencia central”. 9ª ed, Pearson, México, 2004 + wikimedia Commons
Empieza la fiesta en la Universidad de California 1945
Empieza la fiesta en la Universidad de California 1949
Se prueba la existencia del promecio por medios químicos en el ORNL (Tenesse, EEUU)
Berkelio
α 1950 Californio
n Se reorganiza la tabla periódica y se presenta como hoy la conocemos
+
α Premio Nobel de Química en 1951 (por el descubrimiento e investigación de transuránidos)
Glenn Seaborg (Físico nuclear)
Einstenio
n
1952
(bombardeo masivo)
Fermio
n (bombardeo masivo)
Glenn Seaborg (Físico nuclear) Chem. Eng. News, 1945, 23 (23), pp 2190–2193
1955
!
Mendelevio
α "
Petrucci y col , “Química general” 8ª ed, Pearson, Madrid, 2008 + s oko.com.ar
El gran cisma: la marginación de los químicos Para cuando se descubre el neutrón, varias cosas habían cambiado
1957
Una nueva máquina del terror es creada en laboratorio de la UC en Berkeley
Ahora sí que el arsenal se multiplica
El acelerador HILAC (Heavy Ion Linear Accelerator)
1961
Laurencio #
1964
El Seaborgio (Sg) se prepara en 1974, 7 años después del Dubnio
Los tiempos de vida media son muy pequeños y las síntesis se vuelven muy improductivas La alta energía de la colisión produce la fisión, no la fusión de los núcleos
Ruterfordio $
1966 – 1967 (los rusos se consiguen su acelerador)
¿Se acabó la fiesta?
Nobelio '
¿Cuál es el límite? Dubnio Rodgers, G.E. ”Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid State Chemistry” 3rd. Brooks/cole. 2012
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Tiempos de recapitulación: ¿Cuál es el límite?
Tiempos de recapitulación: ¿Cuál es el límite?
No existen núcleos estables con Z> 82
Petrucci y col , “Química general” 8ª ed, Pea rson, Ma drid, 2008
Algunos de los elementos más estables contienen números “mágicos” en su núcleo (ya sea n o p)
American Physical Society
Glenn Seaborg propuso la idea de la existencia de una isla de estabilidad basándose en esos números.
Tiempos de recapitulación: ¿Cuál es el límite?
G.T. Seaborg: J.Chem.Educ., 46, 626-633 (1969)
Tiempos de recapitulación: ¿Cuál es el límite? Yuri Organessian propone un cambio de ruta: debe utilizarse artillería pesada y blancos más livianos
La idea la recogen los alemanes del UNILAC
http://images-of-elements.com/islands-of-stability.php; Autor de imagen: Yuri Organessian
http://www.examiner.com/article/warhammer-40k-spotlight-ig-deathstrike-missile-launcher
Tiempos de recapitulación: ¿Cuál es el límite?
Empieza la fiesta en la Universidad de California
En busca de la isla de estabilidad
Tiempos de recapitulación: ¿Cuál es el límite? Yuri Organessian propone un cambio de ruta: debe utilizarse artillería pesada y blancos más livianos
La fiesta se traslada a Alemania, al nuevo acelerador de Darmstadt Hay que esperar 7 años para el siguiente elemento, El Bohrio (Bh), en 1981
La idea la recogen los alemanes del UNILAC
1982
Meitnerio (Mt), Z=109
1984
Hassio (Hs), Z=108
1994
¿Dónde está la isla?
1996
Darmstardio (Ds), Z=110 Roentgenio (Rg), Z=111 Copernicio (Cn), Z=112
Los tiempos de vida media son muy pequeños (Bh, 60s; Mt= 8s; Hs=10s) Rodgers, G.E. ”Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid State Chemistry” 3rd. Brooks/cole. 2012
La isla de estabilidad y el futuro de la creación de elementos Y. Oganessian, V.K. Utyonkov y K.J. Moody, “Islas de estabilidad”. Investigación y ciencia, 2000, 3, 21-25
En diciembre de 1998, en los laboratorios de Dubna (Rusia) ….
La isla de estabilidad y el futuro de la creación de elementos 2000 (colaboración Dubna – Berkeley) 289 114
+ 48 20
Tiempo de vida media = 30s
113- Reclamado
en 2003 por DubnaLivermore y en 2004 por el laboratorio Riken (Japón)
115- Reclamado en 2003 por DubnaLivermore 289 114
+ 48 20
Ca
244 94
Pu
¡Gracias!
Fl
117- Reclamado en 2010 por DubnaLivermore
Ca
248 96
Cm La tabla periódica a día de Hoy
Lv
