Die Vermessung des Körpers
russischen Physikers Georgi Fljorow heißt es inzwischen Flerovium.
Das derzeit schwerste Element mit einem Namen ist 112, das Copernicium. Es ist ein Element, mit dem es Ihr Magen nie zu tun bekommen wird. Solche ultraschweren Elemente kommen in der Natur nicht vor. Das schwerste natürliche Element ist Uran, Element 92. Alles, was darüber hinausgeht, wird in Kernreaktoren und Teilchenbeschleunigern hergestellt. Derartige Bedingungen sind notwendig zur Erzeugung solcher Elemente, weil die sogenannte starke Wechselwirkung oder auch Kernkraft, die den Kern eines Atoms zusammenhält, einiges zu tun hat, um der Abstoßung zwischen den ganzen positiv geladenen Protonen im Kern entgegenzuwirken.
Diese Kernkraft besitzt jedoch einen signifikanten Nachteil – sie funktioniert nur auf ganz, ganz geringe Entfernung. Wenn die Atome also die Größe des Urans mit seinen 92 Protonen erreichen (die Ordnungszahl des Elements gibt Auskunft darüber, wie viele Protonen sich im Kern befinden und wie viele Elektronen sich um diesen herum bewegen), ist dies die Grenze, bis zu welcher die starke Kraft noch in der Lage ist, alles zusammenzuhalten. Bei größeren Atomen werden die Kerne zunehmend instabil.
Die meisten richtig schweren Elemente haben nur Tausendstel- oder gar Millionstelsekunden Bestand, bevor sie zerfallen, doch das Flerovium besetzt eine sogenannte Insel der Stabilität, einen Bereichdes Periodensystems, wo die Atome stabiler bleiben, weil die Anzahl der Teilchen im Kern es ihnen gestattet, eine besonders stabile Form anzunehmen: Das Isotop von Element 114 mit einer Atommasse von 289 hält sich manchmal mehrere Sekunden lang.
Wie bereits erwähnt, sind Isotope Varianten von Elementen, die eine andere Anzahl von Neutronen im Nukleus, im Kern, haben. Das einfachste Atom von allen, der Wasserstoff, besitzt einen Kern aus einem einzigen Proton. Fügt man ein Neutron hinzu, verhält er sich chemisch immer noch wie Wasserstoff, weil er nur ein einziges Elektron besitzt und das chemische Verhalten eines Elements von den äußeren Elektronen abhängt.
Mit diesem zusätzlichen Neutron ist der Wasserstoff jedoch schwerer und verhält sich deshalb in nuklearen Reaktionen anders. Aus Wasserstoff ist nun Deuterium geworden. Da sich praktisch die gesamte Masse eines Atoms im Kern befindet, errechnet sich die atomare Masse schlicht aus der Anzahl der Protonen plus der Anzahl der Neutronen. Wenn wir also vom Isotop Flerovium mit einer Atommasse von 289 sprechen, dann bedeutet das, dass es 289 − 114 = 175 Neutronen in seinem Kern hat.
Element 114 wurde erstmals 1998 am Vereinigten Institut für Kernforschung im russischen Dubna hergestellt. Bei einem ersten Experiment stellte man nur ein einziges Atom dieses Isotops her, und obwohl seither eine ganze Reihe von Isotopen produziert worden ist, hat man nie mehr als ein paar Atome auf einmal gemacht. Da es also nur sehr wenig Flerovium gibt, das jeweils auch nur ein paar Sekunden existiert, haben wir keine Ahnung, wie es aussieht – man nahm zunächst an, es wäre ein silbergraues Metall wie die meisten Elemente in diesem Bereich des Periodensystems.
Schwermetall oder Edelgas?
Das Periodensystem lässt darauf schließen, dass sich Flerovium ein bisschen wie Blei verhalten könnte. In Mendelejews Begriffen ist es Eka-Blei, das Element unter dem Metall im System. Erstaunlicherweise aber geht man aber inzwischen davon aus, dass sich Element114 eher wie ein Edelgas als wie ein Metall verhält, und das, obwohl bislang nie mehr als die besagten paar Atome hergestellt wurden.
Die Edelgase sind die unfreundlichste Säule des Periodensystems. Ihre Außenhülle aus Elektronen ist voll, was bedeutet, dass sie kein besonderes Interesse daran haben, mit anderen Elementen zu reagieren. Es sind Gase wie Helium, Neon oder Xenon. Abgesehen von ihrer Verwendung in speziellen Leuchtmitteln ist Helium das bekannteste dieser Gase. Es nimmt eine gewisse Sonderstellung ein. Entdeckt wurde es zuerst in der Sonne, erst später fand man es auch auf der Erde. In der Luft trifft man es nur selten an, weil es in die oberen Atmosphärenschichten aufsteigt, bevor man es bemerkt. Umso erstaunlicher ist es daher, dass man sich heute ganz bequem eine Flasche davon kaufen kann, um Luftballons zu füllen oder eine quietschige Stimme zu bekommen, wobei das meiste Helium aus natürlichen Gasvorkommen stammt.
Wie also kann man sagen, dass sich Flerovium eher wie ein Edelgas als wie ein Metall verhält, wenn es nur
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