A gyorsan haladó atóm-kutatás újból fontos eredményt mutathat fel. A tavalyi Nobel-dij nyertesének, Niels Bohr kopenhágai professzornak mélyreható elméleti munkálatait koronázta az a siker, hogy megtalálták a még hiányzó elemek sorából az elsőt és pedig az elmélet követelte tulajdonságokkal.

A természettudományok történetében mindig kiemelkedő mozzanatot jelentett, ha egy elmélet nemcsak az ismert tapasztalati tényeket birta megmagyarázni, hanem olyan új jelenségek létezését is állította, amelyeket később a kisérleti kutató valóban megtalált. A megjövendölt adatok és a talált eredmények összevágása megszűnteti az elmélet iránt táplált kétkedést, erősíti a kutatók önbizalmát és rendesen nagy lökést ad az illető tudományág fejlődésének.

Az elemekről való ismereteink az utolsó húsz év alatt – a radioaktivitás felfedezése óta – tökéletesen megváltoztak. Nem az atómsúly többé az elem legfontosabb jellemzője, hanem a „rendszám”. Kiderült, hogy az atóm nem tömör alakulat, hanem egy naprendszer kicsinyített mása: a középpontban van a pozitiv elektromos töltésű atómmag, körülötte pedig, aránylag nagy távolságokban, negatív töltések, ú. n. elektronok keringenek.

Számuktól és elhelyezésüktől függ az elem kémiai jellege. Az a szám, mely megmutatja, hogy a magban hány szabad pozitiv töltés van, az elem rendszáma. A rendszámok sorrendjének csoportosított elemek összességé alkotja a periodusos rendszert.

Bohr elmélete szerint a mag körül keringő elektronok csakis bizonyos meghatározott (köralakú, illetőleg elliptikus) pályákon mozoghatnak s ha valamely elektron külső hatás (fénybesugárzás, vagy igen magas hőmérséklet.) következtében kitér eredeti pályájából, akkor egy más meghatározott pályába ugrik át.

Ez az ugrás energia-fogyasztással jár, ha az elektron a magtól távolodott, míg ellenkező esetben energia termelődik, melyet az atóm kisugároz. Így keletkezik egy vonal a színképben. Minthogy bonyolúltabb szerkezetű atómokban számos elektron-pálya s az átugrásra sokféle lehetőség van (pl. az 1. körből a 2., 3., 4., 5-be; a 2.-ból az 1., 3., 4., 5-be stb.), a színkép sok vonalból fog állani.

E tisztán mechanikai, illetőleg elektromos követelmények alapján, több elemre nézve kiszámította Bohr, hogy mindegyik elektron-átugrási lehetőségnek mekkora hullámhossznál felel meg színkép-vonal, más szóval elméleti alapon fontos összefüggést vezetett le a atóm szerkezete, az elem színképe és kémiai jellege között.

Az ismert legmagasabb rendszámú elem az uranium, rendszáma 92; a hidrogén rendszáma 1. Az atómelmélet szerint e két elem közt 90 elemnek kell lennie, sem többnek, sem kevesebbnek. Eddig azonban csak 84 volt ismeretes: hiányzott a 43., 61., 72., 75., 85. és 87. rendszámú. Mint látható, az egész atómelmélet szempontjából fontos, hogy a hiányzó elemeket megtalálják.

A 72-es elemnek Bohr szerint a zirkonhoz hasonlónak kell lennie. Honfitársunk, Hevesy György és Coster D. holland fizikus (mindketten Kopenhágában) a legmodernebb eszközökkel, Röngten-spektro-graphiai módszerek segélyével keresték ezt az elemet, és egyes grönlandi és braziliai zirkon-tartalmú ásványok, továbbá zirkon-készítmények vizsgálatánál fel is fedezték. Hafnium-nak nevezték el, Bohr szülővásora tiszteletére („Hafnia” Kopenhága ősi neve).

A hafnium Röntgen-színképének minden vonala pontosan az elmélet követelte hullámhossznál van s a vonalak csoportosulása és viszonylatos erősségük is megegyezik az elmélet követelményeivel. Az elem kémiai tulajdonságai tényleg a zirkon-éhoz hasonlók, a két elem szétválasztása azonban mégis sikerült.

Érdekes, hogy a hafnium nem ritka elem, hanem mintegy 5 %-át teszi a földön lévő zirkon mennyiségének, az ismert földréteg 1/100.000 része áll tehát hafniumból, melynek elterjedtsége a lithiuméval hasonlítható össze. Hogy előfordul-e égitestekben is, még nem tudjuk.

Zechmeister László.