Vilken är den tyngsta halogenen?

Tennessine, Ts med atomnummer 117, är det tyngsta kända grundämnet i grupp 17 i periodiska systemet. Astat, At med atomnummer 85, är däremot den tyngsta naturligt förekommande halogenen.

Vilket svar som är rätt beror därför på vad man menar med ”tyngsta halogenen”. I dagens periodiska system ingår både astat och tennessine i grupp 17.

Vilka grundämnen ingår i grupp 17?

Grupp 17 består av:

• fluor, F, atomnummer 9,
• klor, Cl, atomnummer 17,
• brom, Br, atomnummer 35,
• jod, I, atomnummer 53,
• astat, At, atomnummer 85,
• tennessine, Ts, atomnummer 117.

De första fem brukar beskrivas som halogener i klassisk kemi. Tennessine placeras i samma grupp men är ett supertungt syntetiskt grundämne vars kemi till stor del är känd från teori snarare än makroskopiska experiment.

Varför kallades astat länge den tyngsta halogenen?

Astat var länge det tyngsta kända grundämnet i halogengruppen. Det förekommer dessutom naturligt i ytterst små mängder som produkter i radioaktiva sönderfallskedjor.

Tennessine skapades först i laboratorier och fick sitt officiella namn långt senare. När periodiska systemet kompletterades med element 117 blev astat inte längre det grundämne med högst atomnummer i grupp 17.

Vad är tennessine?

Tennessine är ett syntetiskt supertungt grundämne med symbolen Ts och atomnummer 117.

Det har endast framställts i mycket små mängder, atom för atom, och alla kända isotoper är radioaktiva och kortlivade. Därför kan dess fysikaliska egenskaper inte studeras på samma sätt som för fluor, klor eller brom.

Placeringen i grupp 17 följer dess elektronkonfiguration och periodiska position. Relativistiska effekter hos så tunga atomer gör samtidigt att dess verkliga kemi kan avvika tydligt från enklare trender i gruppen.

Vad är astat?

Astat är ett radioaktivt grundämne med atomnummer 85. Det finns inga stabila astatisotoper.

Små mängder astat bildas naturligt i vissa radioaktiva sönderfallskedjor, men det är extremt sällsynt eftersom isotoperna sönderfaller snabbt.

Astats kemi uppvisar både halogenliknande och mer metalliska drag. Det är alltså inte bara en ”tyngre jod” i alla avseenden.

Vilken är tyngst om man menar atomnummer?

Då är svaret tennessine eftersom 117 är det högsta atomnumret i grupp 17.

Vilken är tyngst naturligt förekommande?

Då är svaret astat. Tennessine har bara framställts syntetiskt.

Kan man jämföra atommassa på samma sätt?

För radioaktiva grundämnen utan stabil isotopsammansättning anges ofta massnumret för en representativ eller särskilt långlivad isotop inom hakparentes i periodiska tabeller.

Det är därför missvisande att behandla ett sådant värde som en vanlig naturlig relativ atommassa av samma typ som för exempelvis klor.

Är tennessine kemiskt en vanlig halogen?

Inte i betydelsen att dess egenskaper har kunnat mätas i makroskopiska mängder. Gruppplaceringen är klar, men mycket av den förväntade kemin kommer från beräkningar.

Supertunga grundämnen påverkas starkt av relativistiska effekter, vilket kan förändra hur elektroner binds och därmed hur ämnet reagerar.

Varför är astat intressant i medicinsk forskning?

Isotopen astat-211 har egenskaper som gör den intressant för riktad alfa-terapi. Forskningen går ut på att koppla en alfastrålande isotop till molekyler som kan styra strålningen mot tumörceller.

Detta är en medicinsk och radiokemisk specialtillämpning och ska inte blandas ihop med att astat skulle förekomma i vardagliga produkter.

Vad betyder egentligen ”tyngst”?

I vardagligt språk används ”tyngsta grundämnet” ofta som synonym till högst atomnummer. Med den definitionen är tennessine det tydliga svaret inom grupp 17 eftersom dess kärna innehåller 117 protoner.

Atommassa är en annan fråga. För grundämnen med flera långlivade naturliga isotoper kan en relativ atommassa anges som ett vägt medelvärde. För supertunga syntetiska ämnen som tennessine finns ingen naturlig isotopblandning att beräkna ett sådant medelvärde från. Därför anges i periodiska tabeller vanligtvis ett massnummer inom hakparentes i stället.

Det är alltså bättre att fråga efter högst atomnummer eller tyngsta naturligt förekommande medlem än att använda ordet ”tyngst” utan definition.

Hur framställs tennessine?

Tennessine har framställts genom kärnreaktioner där lätta atomkärnor accelereras mot tyngre målmaterial. Bara ett mycket litet antal atomer har kunnat identifieras genom deras radioaktiva sönderfallskedjor.

Det gör grundämnet fundamentalt annorlunda att studera än klor eller brom. Det går inte att fylla ett provrör med tennessine och mäta kokpunkt, färg eller reaktivitet på vanligt laboratoriesätt.

Kunskapen om kemin bygger därför på en kombination av kärnfysikaliska experiment, periodiska trender och avancerade kvantkemiska beräkningar.

Hur förändras halogenernas egenskaper nedåt i gruppen?

För fluor, klor, brom och jod ser man tydliga periodiska trender. Atomerna blir större nedåt i gruppen, polariserbarheten ökar och flera fysikaliska egenskaper förändras systematiskt. Samtidigt minskar den starka tendensen att uppträda som klassiskt elektronegativ halogen.

Astat visar redan tydliga avvikelser från den enkla skolbilden av halogenerna. För tennessine blir relativistiska effekter ännu viktigare. De påverkar orbitalernas energi och kan göra oxidationstillstånd och bindningsmönster mindre ”halogenlika” än en enkel extrapolation från fluor till jod skulle antyda.

Varför är supertunga grundämnen intressanta?

Studier av tennessine och närliggande supertunga grundämnen testar modeller av atomkärnor och elektronstruktur vid mycket höga kärnladdningar. De hjälper forskare att förstå hur långt periodiska trender fortsätter och var relativistiska och kärnfysikaliska effekter börjar dominera.

Forskningen är därför främst grundvetenskaplig. Tennessine har inga vardagliga tekniska användningsområden eftersom så få atomer har producerats och de sönderfaller snabbt.

Vanliga frågor

Är astat den tyngsta halogenen?

Det är den tyngsta naturligt förekommande halogenen, men tennessine har högre atomnummer och ligger också i grupp 17.

Är tennessine naturligt?

Nej. Det har framställts syntetiskt i kärnfysiska experiment.

Är tennessine stabilt?

Nej. Alla kända isotoper är radioaktiva och kortlivade.

Varför är svaret ibland fortfarande astat?

Äldre läroböcker, populärvetenskapliga texter och frågor som uttryckligen menar naturligt förekommande halogener kan ange astat. För hela dagens grupp 17 är tennessine det tyngsta kända elementet.