Kjemiens grunnstoffer møter fremtiden – slik endres periodesystemet

Kjemi – vitenskapen som skal redde verden

Kjemi er merkelig. Når folk tenker på kjemi, tenker de gjerne på råkjemikalier, eller farlige eksperimenter, eller kjemisk industri som forurenser. Men egentlig er kjemi vitenskapen om hvordan materiale funker, hvordan atomer kombineres og omstilles. Og i 2025 og fremover, når vi må håndtere klimakrisen, finne nye materialer, utvikle grønn energi og løse plutselig oppstanden ressurs-mangel, er kjemi blitt den viktigste vitenskapen vi har. Periodesystemet – som først ble lagd av den russiske kjemikeren Dmitri Mendeleev i 1869 – er bli et helt nytt værktøy for å forstå hvordan vi kan ta hånd om disse gigantiske utfordringene.

Hva er periodesystemet?

Periodesystemet er en organisering av alle de kjente kjemiske elementene i en tabell, basert på deres kjemiske egenskaper og atommasse. Det starter med hydrogen (det letteste) og slutter nå med oganesson (element 118, det tyngste). Hvert element har sitt eget nummer, symbol og kjemiske oppførsel. Hydrogen, som høres enkelt ut, er faktisk det mest abundante elementet i universet. Oksygen er det vi puster. Karbon er basis for alt liv. Gull, sølv, kobber, jern, aluminium – disse er alle elementer som mennesker har brukt i tusenvis av år, men først da vi hadde periodesystemet, kunne vi forstå hvorfor de egnet seg til de tingene vi brukte dem til. Tabellen er organisert i rader og kolonner hvor elementer med lignende egenskaper står ved siden av hverandre. Dette gjorde at Mendeleev kunne forutsi egenskaper av elementer som ennå ikke var oppdaget – og han hadde rett!

Tall som viser hvor vi er

Periodesystemet fortsetter å vokse og endre seg. Her er status:

Nye elementer og nye muligheter

For bare et par år siden, i 2016, fikk periodesystemet fire helt nye elementer: flerovium, kosium, tennessium og oganesson. Disse er syntethiske – det vil si at de må lages i laboratorieet ved å smelle atomer sammen, fordi de eksisterer ikke naturlig på jorden, eller bare i uhyre små mengder. De er også veldig ustabile og oppløser seg veldig raskt. Så hvorfor bryr vi oss? Fordi å oppdage og lage nye elementer hjelper oss å forstå fysikkens grunnlag. Men enda mer interessant er hvordan vi bruker elementer vi allerede kjenner. Rase-jordarter – elementer som scandium, yttrium og lanthanider – er kritiske for moderne teknologi. De brukes i magneter for vindturbiner, i batterier for elbiler, og i elektronikk. Nesten all av verdens rase-jordarter kommer fra Kina, noe som gjør mange land bekymret for forsyningssikkerhet. Forskning går derfor på høytryck for å finne erstatninger, gjenbruke disse elementene, eller utvikle nye måter å oppnå lignende funksjonalitet på.

Framtiden til kjemien

I 2027 og fremover, vil kjemi og periodesystemet være helt sentral i flere store initiativer. For det første handler det om grønn energi. Vi trenger nye batterier som er mer kraftige, billigere og miljøvennlige. Dette krever kjemie og nye forståelser av elementer som lithium, kobbalt og nikkel. For det andre handler det om karbonfangst – kunne vi ta CO2 direkte fra luften og gjøre det om til noe nyttig? Ja, og det er kjemi. For det tredje handler det om bionedbrytbare materialer – kunne vi gjøre plast fra elementer som ikke forurenser miljøet like mye? Ja, kjemi igjen. Og for det fjerde, en vill drøm: kunstig fotosyntese. Hvis vi kunne lage en prosess som etterligner hvordan planter tar solenergi og omdanner CO2 til brukbar energi og oksygen, ville det revolutionere verden. Alt dette krever kjemikers innsikt i periodesystemet og elementenes egenskaper.

En gjenoppdagelse av kjemi

Periodesystemet var noe som ungene måtte pugge på skolen – 118 elementer, og deres nummer og symbol. Men det har utviklet seg til å være noe mye dypere: et verktøy for å løse noen av menneskhetens største utfordringer. Dr. Mads Hansen fra Universitetet i Bergen sier at vi er i en tid av gjenoppdagelse av kjemi – ikke som en abstrakt vitenskap, men som en praksis som kan endre verden. «Kjemi har gitt oss plastikk, som er både et mirakkel og en katastrofe,» sier han. «Nå er det opp til oss å bruke kjemien til å løse de problemene plastikken skapte.» Så når du ser et periodeksystem på veggen på et klasserom, husk at det ikke bare er en gammel tabell av tall og bokstaver. Det er et kart over fremtiden.

"Kjemi er ikke en død vitenskap. Det er vitenskapen som skal løse klimakrisen og bygge en bærekraftig fremtid."