Share |


 


2. Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä (U-Kirja s.480) ja elektroniverho (s.478)

Luonnonfilosofiasta: "Kaikissa ajallisuuden ja avaruuden fyysisissä universumeissa on
kymmenlukuun perustuvasta energiarakenteen universaalisesta ilmenemisestä huolimattaaina läsnä olevana muistutuksena esiainetta edustava seitsenkertaisen elektronisenorganisaation realiteetti." U-Kirjan mukaan tämä näkyy alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä: "fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien toistumisena selvästi erottuvina seitsenjaksoina . Kahdeksas kemiallisesti aktiivinen alkuaine muistuttaa ensimmäistä ja niin edelleen."

Kun tarkastellaan taulukon toista jaksoa litium (no 3) on ensimmäinen ja kahdeksas aktiivinen
alkuaine on natrium (no 11), joka kuuluu samaan ryhmään eli alkalimetalleihin ollen siis saman
kaltainen ominaisuuksiltaan. Jakson kahdeksas alkuaine neon (no 10) on jalokaasu ja näin ollen
ei ole kemiallisesti aktiivinen alkuaine. Näin ollen kirjan esittämä seitsenjaksoisuus (litiumista
fluoriin) on fakta, joka tosin on tiedetty jo kauan.

Vaikka jalokaasujen kemiaa on vuosikymmenet leimannut niiden kyvyttömyys reagoida muiden
aineiden kanssa, viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että tietyissä olosuhteissa ne muo-
dostavat sidoksia useiden muiden alkuaineiden kanssa ja jopa orgaanisia yhdisteitä. Kemian
historian ensimmäinen jalokaasuyhdiste, ksenonin fluori-platina yhdiste, valmistettiin v.1962.
Viime vuosien aikana Helsingin yliopiston tutkijat ovat onnistuneet valmistamaan useita jalo-
kaasuyhdisteitä mm. argonfluorivetyä käsittelemällä argonia ja fluorivetyä 265 asteen pakkasessa.
Lämpötilan kohotessa argonin muodostama heikko sidos kuitenkin katkeaa.
Kun suhteutetaan U-Kirjan tiedon ajankohta (v. 1935) silloiseen kemialliseen tietämykseen ja
erityisesti jalokaasujen ei-aktiiviseen elektroniverhoon, on aktiivinen alkuaine sellainen, joka
reagoi maapallon normaaleissa olosuhteissa muodostaen pysyviä yhdisteitä.

Alkuaineiden jaksollisen järjestelmän esittivät toisistaan riippumatta v. 1869 venäläinen Dmitri
Mendelejeff ja saksalainen Lothar Meyer. Järjestelmän varsinaisena isänä pidetään kuitenkin
Mendelejeffiä, sillä hän julkaisi sen jaksollisessa muodossa: fysikaaliset ja kemialliset ominai-
suudet muuttuvat jaksottaisesti kun alkuaineet järjestetään atomipainon mukaiseen järjestykseen.
Mendelejeff jätti myös taulukkoon aukkoja silloin vielä tuntemattomia alkuaineita
varten, ja hän pystyi ennustamaan näiden ominaisuuksia ryhmään kuuluvien alkuaineiden avulla.
Nykyisin tiedetään, että ominaisuuksien määrääjänä ei ole atomimassa vaan alkuaineen
järjestysluku (elektronien ja protonien lukumäärä), seikka, joka oli tiedossa myös v. 1935.

Koska jaksollisen järjestelmän pääryhmiin (2. ja 3. jakso) kuuluu jalokaasut mukaan lukien
kahdeksan alkuainetta, on U-Kirjan "seitsenkertaisuus" tai "seitsenjaksoisuus" saattanut
herättää hämmennystä tai väärin tulkintoja, ellei "aktiivinen alkuaine" ole auennut lukijalle.
Urantia-kirjan mukaan sadan alkuaineen atomien elektroniverho voidaan jakaa neljään energiavyöhykkeeseen: 30 sisintä elektronia (sinkki no 30), 30 seur. elektronia (neodyymi no 60),
jälleen 30 elektronia (torium no 90) ja 10 elektronia (fermium no 100). Kirjan mukaan
"mitä lähempänä ydintä, sitä vähemmän ilmenee elektronien yksilöllisyyttä." ja edelleen
"viimeiset kymmenen elektronia (alkuaineet 91-100) omaavat riippumattomuuden arvoaseman.
Vähäisinkin lämpötilan ja paineen vaihtelu saa elektronit pakenemaan keskusytimen otteesta,
kuten uraanin ja sen sukulaisaineiden spontaani hajoaminen osoittaa." Ensimmäisessä energia-
vyöhykkeessä "elektronin aaltomainen energiaulottuma voi levitä ulospäin siinä määrin, että
se ottaa kokonaan haltuunsa atomin radoista alimmat (alkuaineen järjestysluvun kasvaminen
edustaa enenevää elektronien yksilöllisyyttä)."

Jakoa voidaan tarkastella alkuaineiden klassisen elektronikonfiguraation sekä fysikaalisten ja
kemiallisten ominaisuuksien mukaan. Siirryttäessä energiavyöhykkeestä toiseen eteneminen
tapahtuu d-lohkosta (sinkki no 30) p-lohkoon (gallium 31) , neodyymi (60) ja prometium (61)
molemmat f-lohkossa ja toriumista (90, d-lohko) f-lohkoon (protaktinium 91). Tiedossa on,että
fermiumia (no 100) raskaammat alkuaineet (vain hiukkaskiihdyttimessä valmistetut puhtaasti
keinotekoiset) hajoavat nopeasti ytimen epävakauden ja "elektronien suuren yksilöllisyyden ja
helpon pakenemisen" johdosta.

Viimeisen energiavyöhykkeen ("riippumattomuuden arvoaseman elektronit") alkuaineet ovat
radioaktiivisia, uraania (92) on maankuoressa suuria määriä, muita tuskin ollenkaan, mutta
niitä syntyy ydinräjähdyksissä, voidaan valmistaa ydinreaktoreissa ja käyttää pysyvimpiä
isotooppeja monissa tarkoituksissa. Kun siirrytään kolmannesta energiavyöhykkeestä
viimeiseen,havaitaan että toriumia (no 90, d-lohkon alkuaine) on maankuoressa jopa enemmän
kuin uraania, kun taas protaktinium (no 91, f-lohkon alkuaine) on harvinainen luonnossa (löyd. v.
1917) ja radioaktiivinen (puoliintumisaika 32 000 vuotta) uraanin fissiotuote.

Toisesta energiavyöhykkeestä kolmanteen siirryttäessä havaitaan samanlainen stabiilius-
radioaktiivisuus muutos. Neodyymi (no 60), joka on toriumin (90) hajoamistuote, on löydetty
jo v. 1885, ja sitä käytetään mm. elektroniikka- ja lasiteollisuudessa. Sen sijaan prometium (61),
jota valmistetaan keinotekoisesti, on uraanin fissiotuote ja löydetty vasta v. 1945. Sillä on
useita radioaktiivisia isotooppeja, joista Pm-145 on pitkäikäisin (puoliint.aika satoja vuos.). Sitä ei
tiettävästi tavata luonnosta tai on löydetty vain vähäisiä määriä.
Neodyymi ja prometium kuuluvat molemmat f-lohkoon (sisäsiirtymäalkuaineet).

Ensimmäisestä energiavyöhykkeestä toiseen siirryttäessä sinkki (no 30) kuuluu d-lohkoon ja
gallium (31) p-lohkoon, toisin sanoen jaksollisen järjestelmän sivuryhmästä (siirtymäalkuaine)
pääryhmään. Sinkin ollessa yleisesti käytetty metalli, galliun puolestaan on harvinainen,
hopean värinen, hauras metalli, jonka sulamispiste on 30 oC. Se on löydetty v. 1875. Sähköisistä
ominaisuuksista mainittakoon, että galliumnitriditeknologia on uusi aluevaltaus transistoreissa ja
galliumarsenidia on käytetty aikaisemmin puolijohteena. Galliumyhdisteiden
puolijohdeominaisuuksista siirrytään p-lohkossa puolimetalleihin (germanium ja arseeni).

Yhteenvetona todetaan, että ensimmäiseen energiavyöhykkeeseen kuuluvat alkuaineet, joiden
elektronirakenne on 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s ja 3d, toiseen vyöhykkeeseen 4p, 5s, 4d, 5p, 6s ja 4f
(osittain), kolmanteen ryhmään 4f (5 elektronia), 5d, 6p, 7s ja 6d, viimeisessä vyöhykkeessä
täyttyy 5f-orbitaali.

Loppupäätelmä. Taulukon ens. pääryhmissä on kahdeksan alkuainetta, joten seitsenjaksoisuus
on outo termi. Väite pitää kuitenkin paikkansa, koska kahdeksas (jalokaasu) ei ole aktiivinen.
Tekstin ajankohdalla ei tässä tapauksessa ole merkitystä, sillä tieto oli olemassa (maapallolla).
Jako energiavyöhykkeisiin ei kuitenkaan ole tiettävästi käytössä esitetyllä tavalla, vaan
energiatasoja määritellään orbitaaleilla.

Päivitys (14.5.2008): Grafeenissa elektronit eivät käyttäydy massahiukkasten tavoin (kuten esim. metallijohteissa, joissa ne törmäilevät atomeihin ja siroavat). Ainutlaatuisessa grafeenissa elektronit kulkevat aaltoina, ja elektroniaalto ei menetä energiaa ja liikkuu lähes valon nopeudella (relativistiset elektronit). Tämä uusi materiaali ja sen elektroniaaltomaiset ominaisuudet sopivat U-kirjan kuvaukseen energiavyöhykkeistä (jossa elektronit leviävät atomaariseen avaruuteen energia-aaltona).

Aineen luokittelu