Glenn Seaborg och aktinoidserien

Vem var Glenn Seaborg?

Glenn Theodore Seaborg (1912–1999) föddes i Ishpeming i Michigan och växte upp i södra Kalifornien. Han tog sin doktorsexamen i kemi vid University of California, Berkeley, 1937 och tillbringade större delen av sin karriär där, i samarbete med fysiker som använde Ernest Lawrences cyklotroner för att skapa nya radioaktiva isotoper.

Att framställa plutonium

År 1940 framställde Edwin McMillan och Philip Abelson i Berkeley neptunium, grundämne 93, det första grundämnet tyngre än uran. Senare samma år bombarderade Seaborg, McMillan, Joseph Kennedy och Arthur Wahl uran med deuteroner och framställde grundämne 94, som de identifierade kemiskt i början av 1941 och döpte till plutonium, efter Pluto. År 1941 visade Seaborg och hans kolleger också att plutonium-239 klyvs när det träffas av långsamma neutroner, vilket gjorde det till ett möjligt bränsle för kärnreaktorer och vapen. Under andra världskriget flyttade Seaborg till Metallurgical Laboratory vid University of Chicago, där han ledde arbetet med att separera plutonium för Manhattanprojektet.

Ett pussel med grundämnena 95 och 96

På den tiden placerade periodiska system torium, protaktinium och uran i systemets huvuddel, under hafnium, tantal och volfram, som om de vore övergångsmetaller. Enligt den logiken borde grundämnena 95 och 96 bete sig som iridium och platina. Experiment som byggde på det antagandet lyckades inte hitta dem.

Aktinoidkonceptet

År 1944 föreslog Seaborg en annan idé. De tunga grundämnena från aktinium och framåt, menade han, bildar en egen familj som fyller en inre uppsättning elektronorbitaler (5f-orbitalerna) på samma sätt som lantanoiderna fyller 4f-orbitalerna. Om det stämde borde grundämne 95 likna europium och grundämne 96 gadolinium. När hans grupp sökte med den kemin i åtanke identifierade den båda grundämnena 1944, och de fick senare namnen americium och curium. På grund av sekretessen under kriget avslöjades upptäckten först i november 1945, när Seaborg svarade på ett barns fråga i ett radioquiz några dagar före det officiella tillkännagivandet.

Seaborg publicerade aktinoidkonceptet 1945, tillsammans med ett periodiskt system som placerade aktinoiderna på en separat rad under lantanoiderna. Han mindes senare att kolleger hade varnat honom för att idén kunde förstöra hans vetenskapliga rykte.

Att ändra systemets form

Aktinoidkonceptet flyttade torium, protaktinium och uran ut ur övergångsmetallerna och gav det periodiska systemet dess välbekanta moderna utseende, med två rader av f-blockets grundämnen tryckta under huvuddelen. Det visade sig också vara en pålitlig vägvisare. Seaborgs team använde det för att planera de sökningar som gav berkelium 1949 och californium 1950, och det placerade rätt seriens slut vid lawrencium, grundämne 103, med grundämne 104 tillbaka i huvudsystemet under hafnium.

Nobelpriset och seaborgium

Seaborg delade 1951 års Nobelpris i kemi med Edwin McMillan för deras upptäckter inom de transuraniska grundämnenas kemi. Han deltog i upptäckten av bland annat plutonium, americium, curium, berkelium, californium och mendelevium, och ledde senare den amerikanska Atomic Energy Commission från 1961 till 1971.

År 1974 framställde ett team från Berkeley och Lawrence Livermore National Laboratory grundämne 106, och upptäckarna föreslog att det skulle kallas seaborgium. Efter en lång internationell debatt om namnen på de tyngsta grundämnena godkände IUPAC seaborgium 1997, första gången ett grundämne officiellt fick namn efter en levande person. Seaborg dog två år senare, 1999.