Internationella året för periodiska systemet

Periodiska systemet Så här är vi vana att se det periodiska systemet. Varje lodrät kolumn kallas för en grupp. De vågräta raderna kallas perioder. På varje grundämne finns angivet en siffra, det är ämnets atomnummer. Som du ser ligger grundämnena i nummerordning. Det fiffiga med periodiska systemet är att radbrytningen är gjord på ett sådant sätt att alla grundämnen som liknar varandra hamnar i samma lodräta kolumn, i samma grupp. Genom att veta i vilken grupp ämnet är placerat i det periodiska systemet kan kemister förutsäga ungefär hur ämnet kommer att reagerar med andra grundämnen. Periodiska systemet fungerar lite som en kemikarta som gör det lättare att orientera sig i kemins värld. * och ** markerar var *aktiniderna och ** lantaniderna egentligen ska finnas i det periodiska systemet. Om man skriver in dem på ”rätt” ställe blir periodiska systemet väldigt brett. Därför brukar man lägga dem underst.

Periodiska systemet 150 år För 150 år sedan, år 1869 publicerade Dmitrij Mendelejevs sitt första periodiska system. Det är den ryska forskaren Dmitrij Mendelejev som har fått äran av att organisera upp grundämnena i ett system. År 1869 publicerade han sitt första periodiska system. På den tiden kände man till 63 grundämnen, så flera positioner blev tomma. Och det var faktiskt de tomma rutorna som fick Mendlejevs periodiska system att få genomslag. Det var flera forskare som ungefär samtidigt försökte konstruera likartade system för grundämnena. Det som skilde ut Mendelejevs periodiska system från de andra var att han ställde upp hypoteser och kunde förutse egenskaperna hos grundämnen som ännu inte var upptäckta. När det visade sig stämma var det Mendelejevs system som slog igenom. Periodiska systemet har haft, och har, en stor påverkan på kemin, för utvecklingen av många tekniker, nya material, medicin och livsmedelsprodukter. Med hjälp av periodiska systemet kan kemister förutsäga och förstå massor av saker. T. ex. hur lätt en rad ämnen kommer reagera med varandra, om de är radioaktiva och om de är stabila/instabila.

Vad är ett grundämne? Ett grundämne består helt och hållet av en sorts atomer. Ett grundämne består helt och hållet av en sorts atomer. Grundämnena ordnas efter sina egenskaper i det periodiska systemet.

Vad är en atom? Atomer är uppbyggda av protoner, neutroner och elektroner. Alla atomerna i samma grundämne har samma antal protoner i atomkärnan Grundämnen kan inte bilda andra grundämnen genom kemiska reaktioner. Om de ska omvandlas till nya grundämnen så måste det ske en kärnreaktion, så kan t ex radioaktiva grundämnen falla sönder och bli till nya grundämnen med färre antal protoner i atomkärnan. Atomer är uppbyggda av protoner, neutroner och elektroner. När atomer från olika grundämnen slår sig ihop blir det en kemisk förening

Allt är uppbyggt av grundämnen – även du! 65 % syre 18 % kol 10 % väte 3% kväve 1,5 % fosfor 2,5 % övriga grundämnen Människokroppen består till stor del av syre, väte och kol. Det beror framför allt på att vatten – som är en förening av syre och väte – utgör runt 70 procent av kroppen, och att kol är ett centralt grundämne, som ingår i alla organiska molekyler.   Kväve, kalcium och fosfor bygger upp proteiner, ben och DNA. Flera av de grundämnen som endast förekommer i små mängder har centrala uppgifter i kroppen och är nödvändiga för att vi skall överleva. Det gäller till exempel kalium, svavel och magnesium.

Tävling: Fånga kemins grundläggande beståndsdelar INLEDNING Tävlingen handlar om att göra en film om periodiska systemet. Tre olika fokus Det är brist på många grundämnen – vad ska vi ersätta dem med? Vilket blir nästa nya grundämne i det periodiska systemet? Vilka grundämnen har påverkat ditt närområde? Vem kan tävla Årskurs 4-6 Årskurs 7-9 Gymnasiet Tidsplan Bidrag registrerat senast 20 september 2019 på http://iypt2019.se/videotavling Final i samband med Forskarfredag 27-29 september, forskarfredag.se Prisutdelning i samband med Kemins Dag 18 oktober, www.keminsdag.se PRISER 5 000 kronor till klasskassan Besök på närmaste science center, inklusive resa, inträde och lunch

Det är brist på många grundämnen – en del till och mycket så mycket brist på att det leder till konflikter. Många av konfliktmineralerna ingår i mobiltelefoner eller annan elektronik Om man jämför vad grundämnen ingick i för produkter på 1970-talet och vad de ingår i nu så blir det tydligt hur snabb elektronikutvecklingen varit. Det började med kapplöpningen om månen. Den gav NASA tillräckligt med ekonomiska muskler för att utvecklingen av integrerade kretsar skulle ta fart. Innan dess ansågs de inte värda sitt högre pris, men i en rymdraket är storleken avgörande. Och när utvecklingen väl var igång sjönk priserna.

Grundämnesbrist – vad gör vi? FN-mål 12.2 Hållbar förvaltning och användning av naturresurser Det finns många sätt att lösa materialbristen på jorden. Att använda gamla soptippar som gruvor är en idé eller ännu bättre att skapa cirkulära flöden av material. I dag är Bolidens smältverk Rönnskär i norra Sverige en av världens största återvinnare av metall från elektronik. Men även om vi lyckas göra alla materialflöden cirkulära kommer det ändå vara brist på vissa grundämnen om hela jordens befolkning ska leva på samma nivå som vi gör i Sverige i dag. Om alla ska kunna få en mobiltelefon till exempel. En idé är att starta rymd-gruvor, att helt enkelt hämta hem de grundämnen det är brist på från rymden. Ett annat sätt att lösa problemet är att hitta på nya material eller tekniska lösningar. I Sverige är vi bra på batteriutveckling, forskning pågår för att få fram batterier där metaller som det är brist på ersatts med andra metaller som det är mer gott om. Finns det fler områden där nya material kan minska grundämnesbristen? Nya typer av batterier? Rymdgruvor?

Sedan Mendelejev publicerade sitt periodiska system för 150 år sedan, har forskare lagt till nya grundämnen ungefär vart annat år. Många är upptäckta i Sverige. Efter att ha upptäckt alla grundämnen som är stabila nog för att förekomma naturligt, började forskarna skapa sina egna grundämnen i laboratorier, en del av dem är bara stabila i millisekunder. Man kan tro att jobbet med det periodiska systemet är klart nu, nu när alla rutor är fulla upp till grundämne118. Men jakten på nya grundämnen är inte över. Forskarna hoppas fortfarande kunna framställa fler. De senaste 150 åren har forskare upptäckt ett nytt grundämnen ungefär vart annat år. Vilket blir nästa?

Stabila supertunga grundämnen? Forskningsinstitutet RIKEN i Saitama, nära Tokyo i Japan är den plats i världen där man fortfarande hoppas få fram nya grundämnen. Forskningsinstituten i Europa har bestämt sig för att ta en paus. De grundämnen som hittills framställts artificiellt av forskare har vanligtvis en kortare halveringstid ju tyngre de är. Men när grundämnena blir riktigt tunga börjar livslängden öka. Enligt en teori finns det en ”ö av stabilitet” med mycket tunga grundämnen där livslängden kan öka från delar av en sekund till dagar eller till och med år. En del forskare tror att man på den ”ön” kanske man kan hitta nya märkliga material med ännu oanade vetenskapliga och praktiska användningsområden.

Grundämnen nära dig? 2019 har 118 olika grundämnen upptäckts. 92 grundämnen finns naturligt på jorden 20 upptäcktes i Sverige 9 grundämnen har upptäckts i Ytterby gruva Bara 92 av periodiska systemets 118 grundämnen finns naturligt på jorden, resten har framställts i laboratorier. Vi i Sverige har varit jätteduktiga på att upptäcka grundämnen. Hela 20 grundämnen eller däromkring, man räknar lite olika, är upptäckta av svenskar. Grundämnena yttrium, ytterbium, terbium, erbium har fått sitt namn efter Ytterby.

Ett grundämne för varje landskap Valet av landskapsgrundämne: om en grundämnesupptäckt gjort landskapet känt om ett grundämne varit av stor betydelse i landskapets äldre näringsliv om ett grundämne är viktigt i landskapets nutida näringsliv om ett grundämne i landskapets berggrund har eller kan förväntas få betydelse för landskapets näringsliv om biologiska system, karakteristiska för landskapet, motiverar ett speciellt grundämnesval   Det finns också två stadsgrundämnen; argon för Göteborg och neon för Stockholm. Betydande insatser har gjorts av svenska kemister och mineraloger vid upptäckten av jordens grundämnen. www.landskapsgrundamnen.se

Fadderuniversitet/högskolor Urvalsprinciper var mineralet hittades var arbetet vid upptäckten utfördes nuvarande kända fyndigheter industri där grundämnet används forskning om grundämnet upptäckarens(-arnas) födelse- och verksamhetsort. Betydande insatser har gjorts av svenska kemister och mineraloger vid upptäckten av jordens grundämnen. www.landskapsgrundamnen.se