Bohrium og hafnium: Her har danskere sat spor i det periodiske system
Flere danskere har haft en finger med i kampen om at opdage universets grundstoffer, men især én skiller sig ud.

Danskere har haft en finger med i opdagelsen af både den aluminium, du finder i din elektronik og den ilt, du indånder (Illustration: Shutterstock/Videnskab.dk)

Danskere har haft en finger med i opdagelsen af både den aluminium, du finder i din elektronik og den ilt, du indånder (Illustration: Shutterstock/Videnskab.dk)

Hydrogen, barium, cæsium og 115 andre opfindsomme navne.

Listen over alle grundstofferne i det periodiske system er lang, og der hænger formentlig en plakat i de fleste fysiklokaler over hele Danmark med det overbliksdannende skema.

Over de seneste århundreder har kemikere over hele verden langsomt, men sikkert, opdaget de i alt 118 grundstoffer.

Danmark har som bekendt også været fødestedet for flere verdensberømte kemikere og fysikere, men hvor mange danskere har egentlig haft direkte indflydelse på opdagelsen af grundstofferne i det periodiske system?

Det spørger læseren Thomas om i en e-mail til Spørg Videnskaben.

Sammen med Anja C. Andersen og Helge Kragh, der er henholdsvis professor og professor emeritus ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, har vi på Spørg Videnskaben fulgt danskernes spor gennem kemiens historie.

Spørg Videnskaben

Her kan du stille et spørgsmål til forskerne om alt fra prutter og sure tæer til nanorobotter og livets oprindelse.

Du kan spørge om alt - men vi elsker især de lidt skøre spørgsmål, der er opstået på baggrund af en nysgerrig undren.

Vi vælger de bedste spørgsmål og kvitterer med en Videnskab.dk-T-shirt.

Send dit spørgsmål til: sv@videnskab.dk

Den eneste dansker

Kort sagt findes der kun én dansker, der har æren af at have opdaget et grundstof.

»H.C. Ørsted var den første til at isolere grundstoffet aluminium i sin reneste form. Dengang havde man en idé om, at der var nogle rene grundstoffer, som man prøvede at finde frem til,« fortæller Anja C. Andersen.

»Da Ørsted begyndte sine laboratorieundersøgelser i 1824, eksisterede navnet aluminium allerede. Kemikere vidste, at der var et metallisk grundstof i ganske almindelig lerjord. Men man havde ikke isoleret grundstoffet. Det var det, Ørsted gjorde i 1824-25. Han var i stand til at adskille det metalliske aluminium fra den ilt, der altid findes i jord,« supplerer Helge Kragh.

Men opdagelsen var ikke uden problemer for den verdensberømte danske kemiker, der få år forinden havde opdaget elektromagnetismen.

H.C. Ørsted var en stor tilhænger af teorien om 'ånden i naturen' og søgte efter Guds tilstedeværelse overalt i naturen.

»Videnskab, kunst og moral giver indsigt i det sande, det skønne og det gode og fører derved, hver på sin måde, til erkendelse af gud,« skrev Ørsted i sin bog 'Ånden i Naturen', der udkom første gang i 1849-50.

Da han isolerede metallet aluminium i et kemilaboratorium i Studiestræde i København, vakte det derfor ikke hans store interesse, fortæller Anja C. Andersen.

Det periodiske system Danskere

H.C Ørsted har som den eneste dansker opdaget et grundstof. I 1824-25 var han den første til at isolere metallet aluminium i sin reneste form, men han mente ikke selv, at hans eksperiment havde den store betydning. (Maleriet er af C.W. Eckersberg og fra 1822/CC0 1.0).

»Fundet stod i modstrid til Ørsteds teori om, hvordan verden er bygget op. Derfor skrev han en artikel om det, men gjorde ellers ikke et stort nummer ud af det,« forklarer hun.

I stedet lod han æren gå videre til den tyske kemiker Friedrich Wöhler, som genskabte forsøget tre år senere.

»Det var faktisk først omkring 100 år, efter Ørsteds opdagelse, at en gruppe danske kemikere satte sig for, at han skulle have æren,« siger Anja C. Andersen.

»Som Niels Bjerrum, en fremtrædende kemiker og professor ved Landbohøjskolen, konkluderende i en afhandling fra 1926: 'det er på høje tide at genindsætte Ørsted som aluminiums opdager',« skrev Helge Kragh i en artikel på Videnskab.dk i 2020.

H. C. Ørsted var særdeles sproglig kreativ og havde flere idéer til, hvad aluminium skulle hedde, men ifølge Helge Kragh var det heldigt, at han ikke lykkedes med at gøre navnene officielle.

»Ørsted fandt på andre navne, som heldigvis ikke slog an. Internationalt foreslog han argillium, som er et latinsk navn, der knytter sig til ordet ler. På dansk kaldte han det for det absurde navn leerær. Så navnet aluminium blev bibeholdt,« fortæller Helge Kragh.

Det periodiske system Danskere

Den danske fysiker Ole Borch (1626-90) beskæftigede sig i sin levetid med alt fra botanik til medicin, og i 1678 formåede han at isolere oxygen. Men på daværende tidspunkt var han ikke klar over præcis, hvad det var han havde fundet frem til. (Illustration fra P. Hansens 'Illustreret Dansk Litteraturhistorie' bind 1, Anden forøgede udgave 1902/CC0 1.0)

Danskere gjorde dele af forarbejdet

Hundredvis af år før H.C. Ørsteds historiske opdagelse fandt en dansk professor ved navn Ole Borch tegn på opdagelsen af et nyt grundstof.

Omkring 1678 foretog Borch eksperimenter, hvor han varmede salpeter.

»Borch fandt ud af, at salpeter ikke er brændbart i sig selv, men afgiver nogle luftbobler, og de luftbobler er ilt,« siger Helge Kragh.

På daværende tidspunkt vidste Borch dog ikke, at der var tale om ilt. Det var først i 1774, at den engelske kemiker Joseph Priestley opdagede grundstoffet ilt.

Den danske kemiker Julius Thomsen er ifølge Helge Kragh også værd at nævne i samme omgang:

»I 1895 fremkom den danske kemiker Julius Thomsen med et meget innovativt system, som Niels Bohr senere overtog. På det her meget tidlige tidspunkt brugte han sin version af det periodiske system til at forudse eksistensen af det, vi i dag kalder ædelgasser.«

»Han forudså ikke bare eksistensen af helium, som var kendt på det tidspunkt, men også argon, xenon og radon. Endda helt op til det allersidste grundstof i det periodiske system. Man kan ikke sige, at han opdagede dem, men han var med til at forudsige deres eksistens,« siger Helge Kragh.

Derfor er det periodiske system vigtigt:

 

Ifølge Anja C. Andersen er det periodiske system vigtigt af flere årsager:

  • »Vi vil gerne forstå altings oprindelse, og vi vil gerne forstå, hvordan ting fungerer, og hvordan de er opbygget.«
     
  • »Ved at have det periodiske system kan vi bedre forstå, hvordan verden er bygget op,« siger Anja C. Andersen og fortsætter:
     
  • »Med det periodiske system kan vi udtænke kemiske reaktioner, før vi har set dem, og bagefter afprøve dem i virkeligheden i et laboratorium«.

Grundstoffet i København

Selvom der som sagt kun er én dansker, der har stået bag opdagelsen af et grundstof, har der stadigvæk været flere betydningsfulde fund på dansk grund.

»I 1922 blev hafnium isoleret og opdaget i København af ungareren George de Hevesy, der var postdoc hos Niels Bohr,« fortæller Anja C. Andersen og fortsætter:

»Hafnium er ret svært at isolere, og der er et krav om, at hvis man skal kalde noget et grundstof, skal det være i sin helt rene form, så man kan bestemme atommassen.«

Det lykkedes faktisk Hevesy at isolere hafnium, kort inden Niels Bohr skulle op at holde sin takketale i forbindelse med Nobelprisen, som han fik tildelt i 1922.

Hafnium stammer fra det latinske ord for København, Hafnia.

Niels Bohr havde nyheden med i sin takketale, hvor han annoncerede, at man havde fundet et nyt grundstof i København.

Efterfølgende havde George de Hevesy store forventninger til at få sin helt egen Nobelpris, men han måtte vente mange år på, at æren tilfaldt ham.

»Det var først i 1943, at Hevesy vandt Nobelprisen for at have grundlagt det, vi i dag kender som nuklearmedicin, hvor man bruger radioaktive isotoper til medicinsk behandling,« siger Anja C. Andersen.

Hyldest til en ikonisk fysiker

Det sidste grundstof i det periodiske system, der har forbindelse til en dansker, er nummer 107, kendt som bohrium.

»Bohrium er godt nok opkaldt efter Niels Bohr, men ellers har han ingen forbindelse til grundstoffet,« siger Anja C. Andersen.

Et tysk hold fysikere ledet af Peter Armbruster og Gottfried Münzenberg mente, at Niels Bohr burde have grundstoffet opkaldt efter sig. De foreslog navnet nielsbohrium i ét ord, men det blev ændret til bohrium, forklarer Helge Kragh.

Det periodiske system Danskere

Niels Bohr blev tildelt Nobelprisen i Fysik i 1922. (Foto: AB Lagrelius & Westphal/CC0 1.0)

»Der var en længerevarende diskussion, da der i forvejen er et grundstof ved navn bor, og man var bange for, at de kunne forveksles med hinanden. Men IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry, bestemte i 1995, at det var det officielle navn,« siger han.

Andre nationer i førersædet

Hvis man ser på uofficielle lister over, hvilke nationer, der har bidraget til opdagelsen af flest grundstoffer, er Danmark overgået af flere nationer.

Kemikere fra Storbritannien, USA, Sverige, Tyskland og Frankrig har stået for opdagelsen af stort set alle grundstoffer. Danmark har produceret flere verdensberømte kemikere, men hvorfor har vi herhjemme ikke stået bag mere af opklaringsarbejdet, som vores nabolande Tyskland og Sverige?

»Når nationer som Sverige og Tyskland ligger så højt, skyldes det flere ting. I 1800-tallet var Tyskland den vigtigste nation indenfor kemi, hvor de havde dygtige kemikere og de bedste laboratorier. Samtidig havde begge lande også en stor minedrift,« siger Helge Kragh.

I minerne i Sverige og Tyskland kunne kemikerne gå på jagt efter forskellige grundstoffer i jordarterne, og det lykkedes dem her at finde frem til adskillige.

Vi takker læseren Thomas for sit spørgsmål. Der skal også lyde en stor tak til Anja C. Andersen og Helge Kragh for at gøre os klogere på Danmarks forbindelser til det periodiske system.

Hvis andre læsere sidder inde med spørgsmål om alt mellem himmel og jord, er man meget velkommen til at skrive til os på sv@videnskab.dk. De udvalgte spørgsmål belønnes med en Videnskab.dk-T-shirt

Du kan læse de mange andre spørgsmål, læserne har stillet videnskaben, her. 

Det periodiske system er i konstant udvikling

Det periodiske system Danskere

Det periodiske system. (Illustration: Sandbh/CC BY-SA 4.0)

I 2016 blev det periodiske system ’komplet’, da fire grundstoffer blev inkluderet i det gode selskab: nihonium, moscovium, tennesin og oganesson.

»Jeg er lykkelig over det periodiske system i øjeblikket. Det er så pænt! Alle rækkerne er fyldt ud,« fortæller Anja C. Andersen.

Du kan gå på opdagelse i en detaljeret visning af hele det periodiske system her.

Da den russiske kemiker Dmitrij Mendelejev i 1869 opfandt det, vi i dag kender som det periodiske system, til klassificering af grundstoffer, kendte man til omkring 30 grundstoffer.

Nu til dags er skemaet fyldt helt ud, men det betyder ikke, at man er færdig med at lede efter nye grundstoffer.

»Der er ingen fysiske love, der siger, at der skal være præcis 118 grundstoffer. Der er stadig forskere på jagt efter nye felter, selvom det vil ødelægge min nattesøvn og skabe en ny række i systemet,« fortæller Anja C. Andersen og griner i telefonen.

Forskningen i nye grundstoffer kører altså på højtryk, og der er især én teori, der peger på, at man godt kan finde flere grundstoffer.

Teorien hedder 'Island of Stability' og går ud på, at der findes nogle atomkerner, som er stabile, meget store og meget radioaktive.

Anja C. Andersen forklarer det på følgende måde:

»Atomkerner består af protoner og neutroner. Protoner er positive. Plusser kan ikke lide at ligge tæt sammen ligesom to plusmagneter, der skubber hinanden væk. Hvorvidt en atomkerne er stabil eller radioaktiv afhænger af, hvor mange kernepartikler der er.«

»Hvis man forestiller sig en masse små gummibolde, der samles til en stor kugle, hvor der er et bestemt antal kugler, der skaber en god, stabil bold. Stabile atomkerner er så runde som muligt, kan man sige.«

De mere ustabile atomkerner er nærmest formet som kødben, og de kan risikere at brække over. Men hvis man pakker et stort nok antal kugler sammen, kan man ende med en rigtig stor form, der ligner en kugle igen.

Denne kugle kaldes for en stabilitets-ø, hvor atomkerner får lov til at være rigtig store. Men det er stadigvæk på en teoretisk basis, og selv hvis de kan skabes i et laboratorium, forventes de at have en særdeles kort levetid, forklarer Anja C. Andersen. 

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.