Leto 2019 - mednarodno leto periodnega sistema elementov

Po besedah vodje Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo na Kemijskem inštitutu Nataše Zabukovec Logar je periodni sistem elementov za kemika osnovno orodje za znanstveno komunikacijo. Predstavlja namreč "osnovni pripomoček za razumevanje narave in delovanja snovi, ki nas obdajajo, in za odkrivanje novih spojin in materialov, ki posredno ali neposredno vplivajo na kvaliteto našega življenja".

Njegov nastanek je bil po mnenju Zabukovec Logarjeve revolucionarnega pomena ter predstavlja enega od ključnih dosežkov v znanosti. Sestavljen je bil samo na osnovi eksperimentalnih podatkov o kemijskih lastnostih elementov, predvsem njihove reaktivnosti. Popisovanja elementov se je lotil ruski znanstvenik Dimitrij Ivanovič Mendelejev, ki je odkritje objavil leta 1869.

V času Mendelejeva poznali le 63 elementov

Mendelejev je razvrstil takrat 63 znanih elementov po njihovi naraščajoči atomski masi v skupine, glede na njihove podobne, periodično ponavljajoče lastnosti, hkrati pa je pustil prazne prostore, kjer je pričakoval nov element, pa takrat še ni bil poznan. "Presenetljivo je, da je takšnim neodkritim elementom lahko natančno napovedal lastnosti, npr. za element galij, ki je bil odkrit kasneje in je zapolnil takšno prazno mesto," je dejala Zabukovec Logarjeva.

Kljub temu da v času Mendelejeva še ni bilo jasno, da je vzrok za periodičnost fizikalno-kemijskih lastnosti elementov elektronska zgradba atoma, saj ta še ni bila znana, je periodni sistem vzpostavil okvir za odkrivanje novih elementov in spodbudil razmišljanja in raziskave o zgradbi in lastnostih atomov, je pojasnila znanstvenica.

"Z odkritjem elektronske zgradbe atoma ob prelomu 19. in 20. stoletja je sestava periodnega sistema dobila tudi jasno teoretično razlago. Z leti se je periodni sistem posodabljal, glede na odkritja novih elementov in boljše razumevanje zgradbe atoma."

Zadnji elementi dodani leta 2016

Periodni sistem trenutno združuje 118 elementov, zadnji štirje elementi z vrstnimi števili 113, 115, 117 in 118 so bili dodani konec novembra 2016.

Kot je pojasnila Zabukovec Logarjeva, so vsi elementi, ki se pojavljajo samostojno ali v spojinah v naravi, v periodni sistem že umeščeni. Novejši elementi, ki so bili umeščeni v periodni sistem v zadnjih letih, so sintetičnega izvora in jih lahko za izjemno kratek čas proizvedejo s fuzijo drugih elementov. Zadnji odkrit in zelo nestabilen element je denimo oganeson, z razpolovno dobo razpada manj kot 1 milisekunde.

Novi elementi morajo zadostiti kriterijem, ki jih določa Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), ki tudi potrjuje predlagana imena in simbole. Izvor imen je po besedah Zabukovčeve zelo različen, večinoma so elementi poimenovani po odkriteljih, državah, lastnostih, izvornih mineralih ...

Vpliv pri razvoju večine naravoslovnih ved

Periodni sistem je imel velik vpliv pri razvoju večine naravoslovnih ved. Poleg ključnega pomena za kemike pri načrtovanju vseh vrst novih spojin in materialov, od baterij in katalizatorjev do zdravil, polimerov, itd., je imel pomemben vpliv tudi za razvoj fizike, kot je omenjeno zgoraj, pa tudi medicine, geologije itn.

Velik pomen ima periodni sistem tudi pri oblikovanju novih anorganskih materialov za okoljske in energijske aplikacije, ki predstavljajo osnovo raziskovalnega dela Zabukovec Logarjeve.

"Vsako sintezo začnemo in končamo z upoštevanjem zakonitosti elementov, ki so povzete v periodnem sistemu. Raziskujemo na primer, na kakšen način se določeni elementi vgrajujejo v porozne materiale, kako so povezljivi in kako vplivajo na fizikalno-kemijske lastnosti materialov. Z znanjem o strukturi in lastnostih elementov lahko tako načrtujemo oziroma prilagajamo uporabnost naših materialov za določeno aplikacijo," je pojasnila znanstvenica.

Kemija za trajnostni razvoj

Z razglasitvijo mednarodnega leta so Združeni narodi želeli podariti prispevek kemije in drugih bazičnih znanosti k implementaciji Agende 2030 za trajnostni razvoj ter iskanju rešitev za globalne izzive na področju energetike, izobraževanja, kmetijstva in zdravja.

Tudi po mnenju Zabukovec Logarjeve kemija k trajnostnemu razvoju ne le prispeva, ampak predstavlja njegovo osnovo. "Le dovolj dobro znanje kemije in z njo povezanih panog lahko vodi do odkritja novih materialov in razvoja novih tehnologij, s katerimi se bomo lahko uspešno soočali z omenjenimi izzivi trajnostnega razvoja. Pridobivanje novih znanj in razvoj tehnologij sta gotovo tudi danes ključna dejavnika za napredek družbe na splošno," je zaključila raziskovalka.

Številne aktivnosti v čast periodnega sistema

Po vsem svetu se bodo v letošnjem letu odvijali številni dogodki, ki bodo obeležili periodni sistem. Prvi dogodek se je odvil že v začetku januarja v Indiji, uradno odprtje mednarodnega leta periodnega sistema pa bo potekalo 29. januarja v Parizu.

Vrsto aktivnosti načrtujejo tudi na Kemijskem inštitutu, ki bo pri tem sodeloval s Fakulteto za kemijo in kemijsko tehnologijo, Pedagoško fakulteto, natančneje s centrom KemikUm, ki deluje v okviru te fakultete, ter s Slovenskim kemijskim društvom. Med drugim načrtujejo skupno razstavo na prostem na panojih ob Ljubljanici.

Kemijski inštitut se bo pridružil tudi razpisu centra KemikUm oz. ustvarjalnemu natečaju za mlade na temo periodnega sistema, z vsebinami na temo periodnega sistema pa bodo obogatili tudi dogajanje v tednu Kemijskega inštituta, ki bo letos potekal od 10. do 14. junija, ter septembrsko noč raziskovalcev. Slovensko kemijsko društvo načrtuje tudi periodnemu sistemu posvečeno številko svoje publikacije.

Na Kemijskem inštitutu so v drugi polovici lanskega leta izdali tudi svoj periodni sistem, s katerim so želeli med drugim počastiti mednarodno leto periodnega sistema. "Izdali smo ga, ker tako podrobnih periodnih sistemov elementov, oziroma periodnih sistemov z vsemi najrazličnejšimi podatki in enačbami, ki jih vključuje, ni na trgu. Ta periodni sistem je tako izjemno dober pripomoček za dijake in študente. V kolikor ga kdo potrebuje za študij ali raziskovalno delo, ga pri nas lahko dobi," so še povedali na inštitutu.