Tennanta łańcuch skojarzeń

W 1803 roku angielski chemik Smithson Tennant odkrył w rudach platyny dwa nowe pierwiastki: iryd oraz osm. Pierwiastki te, leżące tuż obok siebie w szóstym okresie tablicy Mendelejewa, należą do najgęstszych w przyrodzie. Mają też sięgające kilku tysięcy stopni Celsjusza temperatury topnienia – osm o prawie pięćset stopni wyższą niż iryd. Ta właściwość osmu była przyczyną, dla której Niemiec Karl Auer użył go do produkcji filamentów w żarówkach. Kilka lat później zastąpił osm wolframem, który topi się w jeszcze wyższej temperaturze – komercyjnym wynikiem tych gier i zabaw z ciężko topiącymi się metalami było powstanie znanej większości z nas, przynajmniej ze słyszenia, firmy Osram. Osm jest nie tylko niezwykle ciężko topliwy oraz gęsty – jest też pierwiastkiem bardzo rzadkim i przez to jednym z najdroższych. Produkuje się go mniej niż 100 kilogramów rocznie w skali światowej.

Innymi niemal bezcennymi pierwiastkami są na przykład ruten, którego rocznie pozyskuje się około 120 kilogramów, a także pallad i ren, których roczna produkcja liczona jest już w tonach – jednak znacznie większe jest na nie zapotrzebowanie, a co idzie za tym popytem, to oczywiście wyższa cena. Najdroższym metalem na Ziemi jest zaś produkowany w ilościach ledwie kilogramowych technet: pierwiastek o liczbie atomowej 43, a więc niespecjalnie wysokiej, leżący w samym centrum układu okresowego. Pomimo tego położenia, a w związku z nim oczekiwanych po technecie właściwości, jest to jeden z zaledwie dwóch pierwiastków lżejszych od ołowiu, które nie posiadają żadnych stabilnych izotopów. Być może właśnie ten brak stabilności jest powodem, dla którego odkrycie technetu musiało długo czekać. W międzyczasie wielu badaczy po oczach biła wielka dziura w tablicy Mendelejewa – bowiem Rosjanin przewidział istnienie pierwiastka 43, a układ okresowy zdefiniował w latach 60. dziewiętnastego wieku. Jednak oficjalnie technet odkryty został dopiero przez Emilio Segre w roku 1936 – a ostatecznie nadano mu nazwę od greckiego słowa oznaczającego „sztuczny”, gdyż był on pierwszym sztucznie otrzymanym pierwiastkiem.

Zanim jednak doszło do tego odkrycia, w fachowej chemicznej literaturze raz po raz ukazywały się doniesienia o odkryciu nieuchwytnego pierwiastka 43. Żadnego z nich nie udało się jednak potwierdzić. Akcentem (pseudo)polskim w tej aferze było ogłoszenie w 1925 roku przez niemieckich badaczy Noddacka, Tacke i Berga odkrycia pierwiastków 75 (ren) i 43. Ten ostatni postanowili nazwać masurium na cześć należących wówczas do Niemiec Mazur. Ponieważ jednak nikomu nie udało się zreplikować wyników, uznano je za błąd. Do tej pory jednak istnieją pewne wątpliwości, czy rzeczywiście błąd ten był błędem. Szkoda wielka, bo mogliśmy mieć trzeci „polski” pierwiastek w układzie okresowym – obok polonu i niedawno odkrytego copernicium. (Kiuru nie uznaję za „polski”, bo podejrzewam, że problemy z wymówieniem sklodowskium nie były jedyną przyczyną nazwania tego pierwiastka od francuskiego nazwiska polskiej badaczki).

Ponieważ pierwiastków liczba jest ograniczona, a odkrycie nowego zawsze niesie ze sobą szansę utrwalenia swego imienia, miasta czy kraju pochodzenia, żony lub idola po wsze czasy, nie powinno dziwić, że podobne sytuacje miały miejsce w przypadku wielu innych, „odkrywanych” po wielokroć pierwiastków. Innym takim przypadkiem jest neptun (Np – symbol, który o mały włos dostałby się technetowi, gdyby pewien Japończyk zdołał na czas dowieść swoich racji i nazwać go nipponium). Neptun, pierwiastek o liczbie atomowej 93, błędnie odkrywany był co najmniej trzykrotnie. Kolejni badacze twierdzący, że udowodnili jego istnienie, nazywali go kolejno bohemium, ausonium oraz segnanium. Wszystkie te odkrycia zostały jednak wyjaśnione – najczęściej okazywało się, że to, co uważano za ślady neptunu, było w istocie śladami mieszanek jakiś innych pierwiastków. Na ostateczne, potwierdzone, oficjalne odkrycie neptun czekać musiał jeszcze prawie 15 kolejnych lat.

Nazwa neptun nie pochodzi, jak możnaby podejrzewać, od imienia rzymskiego boga mórz i oceanów, ale od nazwy planety. Ponieważ w układzie okresowym leży tuż obok uranu, który został tak nazwany na część siódmej planety Układu Słonecznego, odkrywcy neptunu postanowili posłużyć się tą kosmiczną logiką i nazwać go od imienia planety leżącej obok Urana. Zgodnie z tą logiką został także nazwany pluton – pierwiastek o liczbie atomowej 94. Jakież musiałoby być rozczarowanie fizyków nadających te imiona (bowiem byli to głównie fizycy, zwłaszcza ci mocno zaangażowani w badania jądrowe w Stanach Zjednoczonych w latach czterdziestych XX wieku), gdyby wiedzieli, że Pluton pewnego dnia przestanie szczycić się mianem planety.

pluto-1315109_1280
Pluton. Już nie planeta.innymii

Tutaj astronomiczną ciekawostką pozostaje to, że przez ponad 20 lat od momentu odkrycia Plutona, Neptun pozostawał najdalej wysuniętą planetą Układu Słonecznego. Wynikało to z dziwacznej, odchylonej trajektorii Plutona. Dywagacje te mają obecnie czysto akademicki charakter, w świetle degradacji Plutona w szeregi planet karłowatych, plutonków czy też obiektów transneptunowych. Pluton, gdyby mógł mieć własne zdanie na ten temat, pewnie sam by się nigdy planetą nie obwołał – bo i byłby dziwacznym jej przykładem. Najmniejszy w Układzie Słonecznym: mniejszy nie tylko od pozostałych ośmiu planet, ale także od Eris – tajemnicznej dziesiątej planety naszego układu, w istocie będącej podobnie jak Pluton obiektem transneptunowym. Co więcej, mniejszy także od naszego głównego satelity, Księżyca! Powierzchnia Plutona to kosmiczna wieczna zmarzlizna, o której można podejrzewać, że światła słonecznego dociera do niej niewiele. Jej średnia temperatura wynosi zaledwie odrobinę więcej niż 40 kelvinów (jakieś minus 230 stopni celsjusza), jeden biegun pokryty jest lodami metanu, drugi zaś – tlenku węgla.

Sporo węgla jest też w plutońskiej atmosferze, złożonej głównie z azotu i właśnie metanu oraz tlenku węgla. Jednak – gdyby ten węgiel znalazł jakąś drogę do wnętrza planety – nawet w jądrze Plutona ciśnienie i temperatura nie są wystarczające, aby uzyskać z tych związków diamenty. Tak tylko mówię, na wypadek, gdyby ktoś się nad taką ewentualnością zastanawiał, podejrzewa się bowiem, że nie wszystkie diamenty są pochodzenia ziemskiego. Jednak temperatura w jądrze Plutona sięga prawdopodobnie około 1000K – o jakieś dwieście za mało do produkcji tego cennego materiału. Ciśnienie zaś wynosi około 10 tysięcy barów; i tu różnica jest znacznie większa, gdyż jest to ledwie jedna piąta ciśnienia niezbędnego do otrzymywania diamentów.

Urok tych kamieni szlachetnych – poza błyszczeniem się w uroczy sposób na palcach wielu pań – leży w ich twardości. Na początku XIX wieku niemiecki geolog Friedrich Mohs stworzył skalę twardości minerałów, do której odwołujemy się po dziś dzień (chociaż bardziej w kontekstach popularnonaukowych – z punktu widzenia naukowego jest ona mało przydatna, gdyż jest zupełnie nieilościowa). W tejże skali diament dostał dziesiątkę – będąc najtwardszym znanym Mohsowi minerałem. I należy dodać, że chociaż diamenty mogą się nieco różnić twardością między sobą, to jednak te najtwardsze, o najidealniejszej strukturze zarysować można jedynie innym diamentem lub nanowynalazkiem ostatniego ćwierćwiecza: tzw. ADNR, czyli zagregowanymi diamentowymi nanoprętami, będącymi obecnie najtwardszym materiałem znanym ludzkości. Biorąc pod uwagę tę nieustępliwość diamentu nie powinno być zaskoczeniem, że badaczom, naukowcom i innym światłym mędrcom zajęło trochę czasu, żeby zdać sobie sprawę z tego, że jest on tylko alotropową odmianą węgla. I chociaż ludzkości diamenty znane są prawdopodobnie od ponad pięciu tysięcy lat, dopiero angielski chemik Smithson Tennant rozpoznał w nich ten sam pierwiastek, który występuje na Ziemi także w postaci mięciutkiego grafitu.

.

Wpis jest przedrukiem oryginału, który ukazał się niemal siedem lat temu na naTematowej odsłonie nicprostszego. Jest też częścią serii, która dożyła pięciu odcinków. Resztę możecie albo znaleźć tu – możecie też poczekać na ich niechybny przedruk na blogasie w niebardzo odległej przyszłości.

 

Reklamy

2 Comments

  1. Dzięki za uwagi. Tekst poprawiłem w kwestii mitologii rzymskiej, chociaż biorąc pod uwagę to, że jest to siedmioletni przedruk, obawiam się, że mojego wpływu na szerzenie fałszu już tym nie zmienię. Opis Eris jako dziesiatej planety pozostawiłem – wydaje mi się, że z kontekstu jest raczej jasne, czym jest (a dziesiątą planetą ochrzciło ją NASA, ja tylko papuguję).

    Polubienie

  2. Autystyczny komentarz czepliwy: Eris nie jest „dziesiątą planetą” (czy dziewiątą czy którąkolwiek), to po prostu najdalsze znane większe ciało układu słonecznego, planetka / planeta karłowata / obiekt transneptunowy / niepotrzebne skreślić (dokładniej, było najdalsze przed grudniem tego roku).
    Poważniejszy komentarz czepliwy: Neptun nie jest greckim bogiem, lecz jego rzymską „kopią” (z czasów gdy Rzymianie na potęgę uprawiali plagiat kultury greckiej łącznie z rzeźbieniem kopii greckich posągów). Grecki bóg mórz zwał się Posejdon (Ποσειδῶν).

    Polubione przez 1 osoba

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s