Hversu mörg frumefni eru þekkt og hve mörg þeirra koma fyrir í náttúrunni?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hversu mörg frumefni eru þekkt og hve mörg þeirra koma fyrir í náttúrunni?
Frumefnin (e. elements eða chemical elements) eru í dag 118 talsins. Einungis 81 þessara frumefna eru stöðug, það er að segja þau búa yfir minnst einni stöðugri samsætu (e. isotope). Stöðugustu samsæturnar eru þær sem hafa jafnan fjölda af róteindum og nifteindum. Aðrar samsætur þessara frumefna geta verið óstöðugar þó það sé ekki alltaf raunin.

Með hugtakinu „óstöðugt frumefni“ eða „geislavirkt frumefni“ (e. radioactive element) er átt við frumefni sem sundrast/hrörnar sjálfkrafa einhvern tímann á lífsleiðinni. Við hrörnun (e. decay) sendir frumefnið aðallega frá sér alfa- eða betaeind (e. alpha or beta particle) sem veldur því að viðkomandi frumefni breytist í annað frumefni. Gammageislun (e. gamma radiation) gerist einnig oft samfara alfa- eða betahrörnun. Þá sendir frumefnið frá sér orkumikið ljós þegar örvaður kjarni fellur niður í grunnástand. Gammageislun ein og sér leiðir því ekki til frumefnabreytinga. Fleiri tegundir af geislavirkni eru til en eru mun fátíðari og verða því ekki ræddar hérna.

Ef um alfageislun (e. alpha emission) er að ræða, lækkar sætistalan (e. atomic number) um tvo vegna þess að alfaeind (e. alpha particle) samanstendur af tveimur róteindum (e. protons), sem ákvarða sætistöluna, og tveimur nifteindum (e. neutrons). Alfaeind er líka þekkt sem helínkjarni.

Radon (sætistala 86) er geislavirkt og sundrast í pólon (sætistala 84) og alfaeind.

Betageislun er aðeins flóknari; annaðhvort hækkar sætistalan um einn þegar rafeind er geislað eða hún lækkar um einn þegar jáeind, það er jákvætt hlaðinni rafeind, er geislað. Þessar breytingar á sætistölu eiga sér skýringar. Sætistöluaukningin verður þegar nifteind breytist í róteind og rafeind en sætistöluminnkunin verður þegar róteind breytist í nifteind og jáeind.

Frumefni nr. 1-83 að undanskildum frumefnum nr. 43 (teknitín) og 61 (prometín) tilheyra sem sagt þessum 81 stöðugu frumefnum. Frumefni 1-94 hafa þó öll fundist í náttúrunni en í mismiklu magni. Frumefni geta sem sagt fundist í náttúrunni þó að þau séu óstöðug. Það að frumefni sé óstöðugt þýðir ekki að líftími þess sé það lítill að ekki gefist tími til að finna/mæla það heldur þýðir það einungis að innri eiginleikar frumefnisins valda því að það sundrast sjálfkrafa á einhverjum tímapunkti. Líftíminn (yfirleitt talað um helmingunartíma, e. half-life) getur verið brot úr sekúndu upp í milljarða ára, allt eftir því hvert frumefnið er eða öllu heldur hvaða samsætu tiltekins frumefnis er um að ræða.

Frumefni nr. 95-118 hafa hins vegar ekki fundist í náttúrunni, tilvist þeirra er einungis afleiðing kjarnasamruna (e. nuclear fusion) við afar ströng skilyrði í svokölluðum eindahröðlum (e. particle accelerators). Mun fleiri frumefni hafa þó verið búin til í eindahröðlum enda getur verið erfitt að einangra mörg þeirra úr náttúrunni vegna þess hve fáar frumeindir af tilteknum frumefnum eru til í heiminum.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Hversu lengi er geislavirkni frá kjarnorkuúrgangi að helmingast? eftir Ágúst Valfells
• Í hvað er kjarnorka aðallega notuð? eftir Ágúst Valfells
• Breytist helmingunartími geislavirkra efna eftir hitastigi? eftir Ágúst Kvaran
• Hvað er lotukerfið? eftir Ágúst Kvaran

Heimildir:

• Geislavirk frumefni og samsætur. Skoðað 13.7.2010.
• Alfa-, beta- og gammageislun. Skoðað 13.7.2010.
• Geislavirkni af How stuff works vefnum. Skoðað 13.7.2010.
• Geislavirkni. Skoðað 13.7.2010.
• Hvaða frumefni eru geislavirk? Skoðað 13.7.2010.
• Hvaða frumefni hafa eingöngu stöðugar samsætur? Skoðað 13.7.2010.
• Hvaða frumefni hafa bæði stöðugar og geislavirkar samsætur? Skoðað 13.7.2010.
• Listi UIPAC yfir stöðug og óstöðug frumefni. Skoðað 10.09.2010

Frekara lesefni utan Vísindavefsins:

• Webelements.com - Lotukerfið á ensku
• Wikipedia.org - Lotukerfið á íslensku
• Ptable.com - Lotukerfið á íslensku
• Nöfn frumefnanna eftir Þorstein Sæmundsson
• Wikipedia.org - Listi á íslensku yfir frumefnin og helstu eiginleika þeirra
• Listi á ensku yfir frumefnin og helstu eiginleika þeirra

Myndir:

• Alfahrörnun. Sótt 13.7.2010.

...