Glenn Seaborg và dãy actinoit

Glenn Seaborg là ai?

Glenn Theodore Seaborg (1912–1999) sinh ra ở Ishpeming, Michigan, và lớn lên ở miền Nam California. Ông lấy bằng tiến sĩ hóa học tại Đại học California, Berkeley, năm 1937 và dành phần lớn sự nghiệp ở đó, làm việc cùng các nhà vật lí dùng máy gia tốc cyclotron của Ernest Lawrence để tạo ra các đồng vị phóng xạ mới.

Tạo ra plutoni

Năm 1940, Edwin McMillan và Philip Abelson ở Berkeley tạo ra neptuni, nguyên tố 93, nguyên tố đầu tiên nặng hơn urani. Cuối năm đó, Seaborg, McMillan, Joseph Kennedy và Arthur Wahl bắn phá urani bằng deuteron và tạo ra nguyên tố 94, mà họ xác định bằng hóa học vào đầu năm 1941 và đặt tên là plutoni, theo tên Sao Diêm Vương. Năm 1941, Seaborg và các đồng nghiệp cũng chứng minh rằng plutoni-239 bị phân hạch khi bị neutron chậm bắn vào, khiến nó trở thành nhiên liệu tiềm năng cho lò phản ứng hạt nhân và vũ khí. Trong Thế chiến thứ hai, Seaborg chuyển đến Phòng thí nghiệm Luyện kim tại Đại học Chicago, nơi ông lãnh đạo công việc tách plutoni cho Dự án Manhattan.

Một câu đố với các nguyên tố 95 và 96

Vào thời đó, các bảng tuần hoàn đặt thori, protactini và urani trong phần chính của bảng, bên dưới hafni, tantan và vonfram, như thể chúng là kim loại chuyển tiếp. Theo logic đó, các nguyên tố 95 và 96 phải có tính chất giống iridi và platin. Những thí nghiệm dựa trên giả định này đã không tìm ra chúng.

Khái niệm actinoit

Năm 1944, Seaborg đề xuất một ý tưởng khác. Ông cho rằng các nguyên tố nặng từ actini trở đi tạo thành một họ riêng, lấp đầy một tập hợp obitan electron bên trong (các obitan 5f) giống như các lantanoit lấp đầy các obitan 4f. Nếu điều đó đúng, nguyên tố 95 phải giống europi và nguyên tố 96 giống gadolini. Tìm kiếm với tính chất hóa học đó trong đầu, nhóm của ông đã nhận dạng được cả hai nguyên tố vào năm 1944, và sau đó chúng được đặt tên là americi và curi. Vì bí mật thời chiến, phát hiện này lần đầu được tiết lộ vào tháng 11 năm 1945, khi Seaborg trả lời câu hỏi của một đứa trẻ trong một chương trình đố vui trên đài phát thanh vài ngày trước khi công bố chính thức.

Seaborg công bố khái niệm actinoit năm 1945, cùng một bảng tuần hoàn đặt các actinoit ở một hàng riêng bên dưới các lantanoit. Sau này ông nhớ lại rằng các đồng nghiệp đã cảnh báo ý tưởng này có thể hủy hoại danh tiếng khoa học của ông.

Thay đổi hình dạng của bảng

Khái niệm actinoit đưa thori, protactini và urani ra khỏi các kim loại chuyển tiếp và mang lại cho bảng tuần hoàn diện mạo hiện đại quen thuộc, với hai hàng nguyên tố khối f in bên dưới phần chính. Nó cũng tỏ ra là một kim chỉ nam đáng tin cậy. Nhóm của Seaborg dùng nó để lên kế hoạch cho những cuộc tìm kiếm tạo ra beckeli năm 1949 và califoni năm 1950, và nó đặt đúng điểm kết thúc của dãy ở lorenxi, nguyên tố 103, với nguyên tố 104 quay lại bảng chính bên dưới hafni.

Giải Nobel và seaborgi

Seaborg cùng nhận giải Nobel Hóa học năm 1951 với Edwin McMillan vì những phát hiện của họ về hóa học của các nguyên tố sau urani. Ông đã tham gia phát hiện plutoni, americi, curi, beckeli, califoni và mendelevi, cùng nhiều nguyên tố khác, và sau đó làm chủ tịch Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ từ năm 1961 đến 1971.

Năm 1974, một nhóm từ Berkeley và Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore tạo ra nguyên tố 106, và những người phát hiện đề nghị gọi nó là seaborgi. Sau một cuộc tranh luận quốc tế kéo dài về tên của các nguyên tố nặng nhất, IUPAC phê chuẩn seaborgi vào năm 1997, lần đầu tiên một nguyên tố được đặt tên chính thức theo một người còn sống. Seaborg qua đời hai năm sau, năm 1999.