by Richard Herrington, Head of Earth Sciences

W Muzeum Historii Naturalnej nasza praca opiera się na naukowym kolekcjonerstwie wspierającym badania nad światem przyrody. W naszych zbiorach przechowujemy naturalnie występujące pierwiastki chemiczne w wielu różnych formach, związkach i kombinacjach, dlatego wraz z wieloma innymi uczcimy 150 lat od opublikowania układu okresowego w 1869 roku przez rosyjskiego chemika Dymitra Mendelejewa, obchodząc Międzynarodowy Rok Układu Okresowego. Naszym celem jest omówienie na blogu wszystkich pierwiastków z naszej kolekcji, począwszy od osmu, rodu i irydu.

Dlaczego powinniśmy świętować układ okresowy? Dla milionów ludzi jest on natychmiast rozpoznawalny, jest racjonalnym i intrygującym sposobem prezentacji pierwiastków, ikoną chemii i szeroko pojętej nauki. W kategoriach naukowych, układ okresowy jest wizualną i logiczną prezentacją pierwiastków chemicznych na podstawie ich mas atomowych i wspólnych właściwości. Mendelejew uporządkował znane pierwiastki w sposób, który pozwolił mu przewidzieć występowanie pierwiastków nieodkrytych. Chociaż liczba naturalnie występujących stabilnych pierwiastków jest ograniczona do 91 (uran jest najcięższym naturalnym pierwiastkiem występującym w znaczących ilościach na naszej planecie), naukowcy od tego czasu stworzyli kolejne sztuczne przejściowe pierwiastki promieniotwórcze za pomocą fuzji jądrowej i obecnie mamy układ okresowy zawierający ponad 100 pierwiastków.

Ziemia nie jest prostą jednorodną kulą ziemską. Jej centralne jądro jest otoczone płaszczem, który z kolei jest zamknięty przez skorupę ziemską. W każdej z tych warstw pierwiastki są nierównomiernie rozmieszczone w różnych materiałach i skałach. W szczególności, pierwiastki występują w różnych proporcjach i kombinacjach w charakterystycznych związkach chemicznych o unikalnym składzie, związkach, które nazywamy minerałami. Zewnętrzna część Ziemi, na której żyjemy – skorupa ziemska – jest zbudowana z minerałów, w których dominują powszechnie występujące pierwiastki, takie jak krzem, glin, żelazo, wapń, potas, sód i magnez w związkach z tlenem i wodorem. Inne pierwiastki są znacznie rzadsze w skorupie i ponownie występują tylko w bardzo specyficznych minerałach w określonych miejscach.

Najrzadsze pierwiastki w skorupie ziemskiej to metale z grupy platynowców. Są one skoncentrowane w głębokim płaszczu Ziemi (do 2890 km pod powierzchnią), ale są również powszechne w metalicznych meteorytach: fragmentach pierwotnej materii planetarnej. Te metale z grupy platynowców są tak rzadkie i tak chemicznie obojętne, że nie zostały wyizolowane z minerałów, które je zawierały, aż do początku XIX wieku, z ważną pracą podjętą przez brytyjskich naukowców Williama Hyde’a Wollastona i Smithsona Tennanta.

Zbiory w Muzeum Historii Naturalnej zawierają koncentraty palladu (Pd), platyny (Pt), osmu (Os) i irydu (Ir) – które są prawdopodobnie związane z niektórymi z najwcześniejszych prac, w tym z odkryciem tych elementów przez Wollastona i Tennanta na początku 1800 roku. Są one obecnie badane przez naszych kuratorów w celu ustalenia, w jaki sposób te próbki trafiły do kolekcji i jak historycznie są one naprawdę znaczące.

Osm, rod i iryd są prawdopodobnie najrzadszymi metalami występującymi w skorupie ziemskiej, których średnie stężenie wynosi odpowiednio 0,0001, 0,0002 i 0,0003 części na milion masy. Te bardzo rzadkie metale są teraz bardzo ważne przemysłowo i polecenia bardzo wysokie ceny z rodu najwyżej wycenione metalu na ponad dwukrotnie wartość złota.

Od czasu początkowego odkrycia tych ultra rzadkich metali z grupy platynowców, badania w zbiorach NHM przy użyciu state-of-the-art analizy nadal sporadycznie daje nowe minerały zawierające takie rzadkie elementy. Nieuchwytne pierwiastki rod i iryd zostały znalezione w minerale ukrytym w kolekcji w 1983 roku przez badacza NHM, Alana Criddle. Alan nazwał ten minerał bowieitem na cześć Stanleya Bowie, byłego asystenta dyrektora tego, co jest obecnie British Geological Survey, a okaz w kolekcji NHM, w którym został odkryty, staje się teraz „typem okazu” (ostatecznym naukowym okazem referencyjnym) dla wszystkich innych badań, które następują, czy to w Muzeum, na uniwersytetach, w instytutach badawczych czy w przemyśle.

.