KAKO JE PROPAO ILINIJUM

Rad B. S. Hopkinsa o novom elementu, Ilinijumu

Пише: Вања Томашев

Свако ко решава укрештенице зна да је „симбол илинијума“ Il. Мало ко се запитао шта је, ког ђавола, илинијум!? Ако га потражимо у Периодном систему елемената, нећемо га наћи. Нема га ни у енциклопедијама, нити у уџбеницима хемије. Неко би рекао: па, то је стари назив. Да, али стари назив за шта? За разлику од планета, хемијски елементи немају обичај да нестају са списка. До сада још ниједан није укинут. Где је онда илинијум? Кренимо редом.

Чешки хемичар Бохуслав Брануер је 1902. године проучавао разлике у особинама између неодијума и самаријума, два елемента из групе лантаноида. Приметио је да су разлике толико велике да између њих мора постојати још неки, до тада непознати хемијски елемент.

Енглески физичар Хенри Мозли (Moseley) је 1913-14. формулисао тзв. Мозлијев закон. Он је открио да се атомски број елемента може измерити уз помоћ рентгенских зрака, и да овај број  одговара броју електрона у атому. На тај начин је закључио да између неодијума (атомски бр. 60) и самаријума (бр. 62) мора постојати још један елемент атомског броја 61. Тада је званично кренула потрага за њим.

На почетку су научници покушавали да нађу овај непознати елемент у узорцима минерала уз помоћ рентгенских зрака. Први су тврдњу о открићу елемента бр. 61 изнели Италијани Луиђи Рола (Rolla) и Лоренцо Фернандес. Они су рад о свом открићу објавили 1926, уз напомену да су екперименте вршили 1924. године. У част свог града, за новооткривени елемент су предложили назив флоренцијум. Исте године (1926), тврдњу о открићу елемента бр. 61 изнели су и амерички научници Б. Смит Хопкинс и Лен Интема (Yntema) са Универзитета Илиноиса. Они су, у част свог универзитета, предложили назив илинијум. Уследила је жустра препирка између две групе научника око тога коме припада право да крсти новорођенче, али, авај! Убрзо је доказано да су резултати и једних и других били погрешни, и да нови елемент још увек није забележен.

Велики удар за нерођени илинијум/флоренцијум стигао је 1934, када је немачки нуклеарни физичар Јозеф Матаух (Mattauch) формулисао тзв. „изобарско правило“. Из овог правила је произилазило да елемент 61 (као и елемент 43) мора бити радиоактиван и нестабилан, то јест да га је немогуће пронаћи у природи.

Корак напред је начињен 1937, када је откривен елемент 43 (назван технецијум) помоћу комада молибденске фолије која је месецима бомбардована зраком деутеријума у циклотрону америчке Националне лабораторије Лоренс у Берклију (Калифорнија). Тиме је показано да елементи који не могу бити пронађени у природи могу бити створени у лабораторији – и трка за бр. 61 је настављена! На Универзитету државе Охајо, тим предвођен Х. Б. Лоувом (Law) започео је 1938. нуклеарне експерименте у оквиру којих је 1941. забележен радионуклид који није припадао нити неодијуму, нити самаријуму. Предложили су назив циклонијум, али пошто нису имали довољно доказа да је у питању заиста елемент 61, откриће им није признато.

Током Другог светског рата, научници укључени у програм стварања атомске бомбе начинили су многа открића на пољу нуклеарне физије. Тада је, најзад, откривен и елемент 61. Џејкоб A. Марински, Лоренс E. Гленденин и Чарлс Д. Корјел (Coryell) из Националне лабораторије Клинтон у Оук Риџу (Тенеси) успели су да изолују нови елемент користећи јонску хроматографију при распаду уранијума у графитном реактору. Своје откриће су објавили тек 1947, по завршетку рата.  Најпре су предложили назив клинтонијум, по лабораторији, али је Корјелова супруга Грејс предложила да се назове прометеум по грчком јунаку који је од богова украо ватру и подарио је људима. Назив је 1949. прихватила Међународна унија за хемију, изменивши га у прометијум (симбол Pm), како би био усклађен са осталим металима.

Свих 38 познатих изотопа прометијума су нестабилни. Најстабилнији од њих, Pm-145, поседује време полураспада од 17,7 година. Процењује се да на планети Земљи има свега око 500g прометијума у сваком тренутку, насталог углавном распадањем еуропијума и уранијума. Убрзо након открића на Земљи, прометијум је примећен и у спектру неких звезда необичног хемијског састава. С обзиром на кратко полувреме распада, присуство овог елемента у звездама још увек није објашњено.

Извори:

1.     Cantrill, S. Promethium puzzles. Nature Chem 10, 1270 (2018). https://doi.org/10.1038/s41557-018-0179-4

2.     Promethium, the New Name for Element 61. Nature 162, 175 (1948). https://doi.org/10.1038/162175a0

3.     HARRIS, J., YNTEMA, L. & HOPKINS, B. The Element of Atomic Number 61; Illinium. Nature 117, 792–793 (1926). https://doi.org/10.1038/117792a0

4.     The Chemical Identification of Radioisotopes of Neodymium and of Element 611. J. A. Marinsky, L. E. Glendenin, and C. D. Coryell, Journal of the American Chemical Society 1947 69 (11), 2781-2785, DOI: 10.1021/ja01203a059

5.     OBSERVATIONS ON THE RARE EARTHS XXIII. ELEMENT NO. 61 PART TWO. X-RAY ANALYSIS. J. Allen Harris, L. F. Yntema, and B. S. Hopkins, Journal of the American Chemical Society 1926 48 (6), 1594-1598, DOI: 10.1021/ja01417a020

6.     Meier H., Zimmerhackl E., Albrecht W., Bösche D., Hecker W., Menge P., Unger E., Zeitler G. Zum Vorkommen von Promethium in der Natur, Zeitschrift fur Naturforschung - Section A Journal of Physical Sciences, Volume 25, 1970

7.     Luigi Rolla, Lorenzo Fernandes, Über das Element der Atomnummer 61. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 16 November 1926, https://doi.org/10.1002/zaac.19261570129

8.     NOYES, W. Florentium or Illinium?. Nature 120, 14 (1927). https://doi.org/10.1038/120014c0

9.     The Naming of Element 61, ROBERT F. GOULD, Chemical & Engineering News Archive 1947 25 (36), 2555. DOI: 10.1021/cen-v025n036.p2555