Alla kemistudenter lärs ut om det periodiska systemet, en organisation av elementen som hjälper dig att identifiera och förutsäga trender i deras egenskaper. Till exempel, science fiction -författare beskriver ibland livet baserat på elementet kisel eftersom det finns i samma kolumn i det periodiska systemet som kol.

Dock, det finns avvikelser från förväntade periodiska trender. Till exempel, bly och tenn finns i samma kolumn i det periodiska systemet och bör därför ha liknande egenskaper. Dock, medan blybatterier är vanliga i bilar, tennbatterier fungerar inte. Numera vet vi att detta beror på att det mesta av energin i bly-syrabatterier kan hänföras till relativistisk kemi men sådan kemi var okänd för forskarna som ursprungligen föreslog det periodiska systemet.

Relativistisk kemi är svår att studera i de superhungra elementen, eftersom sådana element generellt genereras ett i taget i kärnklyvningsreaktioner och försämras snabbt. Ändå, att ha förmågan att studera kemin i superheavy -element kan avslöja nya applikationer för superheavy -element och för vanliga lättare element, såsom bly och guld.

I en ny studie i Naturkemi , forskare från Osaka University studerade hur enstaka atomer av supertung rutherfordiummetall reagerar med två klasser av vanliga baser. Sådana experiment hjälper forskare att använda relativistiska principer för att bättre utnyttja kemin i många element.

"Vi förberedde enstaka atomer av rutherfordium vid RIKEN -acceleratorforskningsanläggningen, och försökte reagera dessa atomer med antingen hydroxidbaser eller aminbaser, "förklarar Yoshitaka Kasamatsu, huvudförfattare på studien. "Radioaktivitetsmätningar indikerade slutresultatet."

Forskare kan bättre förstå relativistisk kemi från sådana experiment. Till exempel, rutherfordium bildar utfällningsföreningar med hydroxidbas vid alla baskoncentrationer, men dess homologer zirkonium och hafnium i höga koncentrationer. Denna skillnad i reaktivitet kan hänföras till relativistisk kemi.

"Om vi ​​hade ett sätt att producera en ren rutherfordiumfällning i större mängder, vi kan gå vidare med att föreslå praktiska tillämpningar, "säger seniorförfattaren Atsushi Shinohara." Under tiden, våra studier kommer att hjälpa forskare att systematiskt utforska kemin i superhungra element. "

Relativistisk kemi förklarar varför bulkguldmetall inte är silverfärgad, som man kan förvänta sig baserat på periodiska tabellprognoser. Sådan kemi förklarar också varför kvicksilvermetall är en vätska vid rumstemperatur, trots förutsägelser i det periodiska systemet. Det kan finnas många oförutsedda tillämpningar som kommer från att lära sig om kemin i superhungra element. Dessa upptäckter kommer att bero på nyrapporterade protokoll och pågående grundläggande studier som den här av Osaka universitetets forskare.