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Prof. Dr. Heinz Gäggeler

150 Jahre Periodensystem - Geschichtliche Entwicklung und heutiger Stand

Donnerstag 26. September 2019, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebäude Hörsaal HG G5, Rämistrasse 101

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Periodensystem (Bild wikipedia.org)

1869 veröffentlichte Dimitri Mendelejev aus Petersburg, Russland, ein Schema, in das er die 63 damals bekannten chemischen Elemente einordnete.

Dieses Schema, später Periodensystem genannt, hatte etliche Lücken, die auf noch unentdeckte Elemente schliessen liess. In der Tat konnten diese Lücken durch gezielte Suche mit neuen Elementen gefüllt werden. Dieses historische Periodensystem hatte jedoch noch etliche Mängel; so waren die Edelgase, die Elemente zwischen Blei und Uran, sowie die Aktiniden noch nicht bekannt. Alle Elemente bis zur Ordnungszahl 101 (Mendelevium) wurden durch Chemiker entdeckt. Ab Nobelium (Ordnungszahl 102) wurde die Elemententdeckung eine Angelegenheit von Kernphysikern. Dazu wurden Neutronenbestrahlungen mit anschliessendem Betazerfall und dann zunehmend Fusionsreaktionen mit Schwerionen verwendet.

Zur Abtrennung und Identifikation von einzelnen Atomen der synthetisierten neuen Elemente wurden on-line Separatoren verwendet. Zwei Arten haben sich dafür bestens bewährt: Ein Geschwindigkeitsfilter in Form eines doppelten Wienfilters sowie ein gasgefüllter Magnetseparator. Für die Identifizierung wurden ortsaufgelöste Halbleiterdetektoren verwendet.

Mit dieser Technik gelang es in den vergangenen ca. 25 Jahren die Elemente 107 (Bohrium) bis 112 (Copernicium) bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt, Deutschland, das Element 113 (Nihonium) am RIKEN Institut nahe von Tokio in Japan, sowie die Elemente 114 (Flerovium) bis 118 (Oganesson) am Flerov Institut in Dubna, Russland, herzustellen. Mit Oganesson ist die siebte Periode im Periodensystem komplett - es ist somit als eka-Radon ein Edelgas. Chemische Eigenschaften wurden bisher bis zu Flerovium untersucht und dabei erstaunliche Effekte beobachtet, die auf den Einfluss von relativistischen Effekten zurückgeführt werden können.


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