Täysi jaksollinen järjestelmä

Kulttuurirelativistien kanssa joutuu toisinaan kiistelemään. Heidän mielestään kaikki on sosiaalista konstruktia, kulttuuriympäristön tuote, eikä varsinaista totuutta olekaan.
Kun hänelle sanoo, että jos kaikki on sosiaalista konstruktia, niin on kulttuurirelativismikin. He eivät mielellään myönnä olevansa lähtökohtaisesti väärässä.
Myöskään vastaesimerkki ei vaikuta. Se on tietysti alkuaineiden jaksollinen järjestelmä, kulttuurirelativistien inhoaman länsimaisen kulttuurin suuri henkinen saavutus ja ikoni.
Dmitri Mendelejev keksi alkuaineiden ominaisuuksien jaksottaisiin samankaltaisuuksiin perustuvan jaksollisen järjestelmän ja laati sen ensimmäisen mallin. Hän sijoitti samankaltaiset alkuaineet allekkain niin sanotuiksi ryhmiksi ja erilaiset alkuaineet vaakariveiksi eli jaksoiksi.

Dmitri Mendelejev. Kuva: Wikimedia Commons.

Hämmästyttävää oli, että Mendelejev ennusti taulukossa olevien alkuaineiden perusteella, millaisia uusien, toistaiseksi tuntemattomien alkuaineiden ominaisuudet ovat. Löydyttyään ne vastasivat hänen ennusteitaan.

Mendelejevin jaksollinen järjestelmä vuodelta 1871. Menedelejev merkitsi ennustamiaan alkuaineita viivalla. Hän muun muassa ennusti, että alumiinin (Al) alapuolelta löytyy alkuaine, jonka atomipaino on noin 68 ja jonka kemialliset omainaisuudet ovat alumiinin kaltaiset. Tämä aine löydettiinkin ja se sai myöhemmin nimeksi Gallium. Sen atomipaino on 69,7. Kuva: Wikimedia Commons.

Alkuaineet asettuvat jaksollisessa järjestelmässä ytimensä sisältämien protonien lukumäärän mukaiseen järjestykseen. Tämän luvun nimi on järjestysluku ja se on kokonaisluku. Se on kaikissa kulttuureissa sama.
Kulttuurirelativistin ei tarvitse kuin löytää esimerkiksi alkuaine 7,3 osoittaakseen, että jaksollinen järjestelmä on sosiaalinen konstruktio. Samalla hän kumoaa koko kemian, miksei fysiikankin.
Tehtävä ei ole helppo ja sen haastavuus vain kasvaa. Vuonna 1868 useat tutkijat löysivät helium-alkuaineen tutkiessaan Auringon spektriä. Laajempi tähtien spektrien tutkimus osoitti, että avaruudessa kaikki atomit tuottavat itselleen luonteenomaista spektriä, ja se on sama kuin maapallon atomeista mitattu.
Kun atomin spektriin liitetään tähden liike, saadaan mittatikku avaruuden etäisyyksille, niin sanottu punasiirtymä.
Vuosien mittaan Mendelejevin ennakoimat atomit on löydetty, mutta hänen järjestelmänsä ryhmien ja jaksojen rinnalle on syntynyt uusia. Atomien kenttä on laajentunut.
Tällä hetkellä ollaan eräänlaisessa tienhaarassa. Vuonna 2010 venäläisen Juri Oganessianin johtama tutkijaryhmä syntetisoi alkuaineen 117, ja se täytti jakson 8. Sen suurin alkuaine 118 oli löydetty jo aikaisemmin. Mendelejevin työ aloittama työ saatiin näiltä osin päätökseen. Täyttä jaksollista järjestelmää voi käydä ihastelemassa vaikka täällä.
Tämän kokoluokan atomit hajoavat sekunnin murto-osissa ja tätä viimeistä valmistettiin ensimmäisessä kokeessa vain kuusi kappaletta. Sen synty kuitenkin vahvistetaan tutkimalla sen hajoamisspektriä, mitä siitä jää jäljelle.
Uuden jakson ensimmäisen alkuaineen järjestysnumero on 119, mutta sitä ei ole vielä valmistettu. Se kuitenkin kuuluu ryhmään 1 ja muistuttaa alkalimetalleja, kuten litiumia ja natriumia.
Entä kuinka pitkälle jaksollinen järjestelmä jatkuu? Jos ydin oletetaan pistemäiseksi, laskelmien mukaan voidaan valmistaa alkuaine 137. Jos ytimen tilavuus otetaan huomioon, päästään järjestyslukuihin 172-173. Sitä suurempien atomien ytimet eivät voi muodostua.
Tämän kuultuaan kulttuurirelativisti kysyy, onko muita vastaesimerkkejä.
Teksti: Kimmo Pietiläinen