جدول ناتمام

[ganjineh]

دانشمندان آزمايشگاه هاي هسته اي پيشرفته آمريكا و روسيه با تغيير تخصص خود از جنگ سرد به فعاليت هاي صلح آميزتر، دو عنصر جديد توليد كردند. اگر ساير دانشمندان دستاوردهاي آنان را تائيد كنند، عنصرهاي جديد با نام هاي يونانتريوم ( Ununtrium ) و يونانپنتيوم( Ununpentium ) در جدول تناوبي عناصر قرار مي گيرند. يونانپنتيوم ‍پس از 90 ميليونيوم ثانيه به يونانتريوم تخريب مي شود و اين عنصر خود فقط 2/1 ثانيه باقي مي ماند.
AWT IMAGE



از نام مشكل آنان كه بگذريم، شيميدانان و فيزيكدانان شيفته عنصرهاي جديد هستند. كي مودي ( K.Moody ) مى گويد: «اين عنصرها افق هاي جديدي را در جدول تناوبي مي گشايند.» مودي سرپرست گروهي است كه در آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور ( LLNL ) در ليورمور كاليفرنيا مشغول فعاليت اند.

جدول تناوبي كه مودي به آن اشاره كرد، نمودار آشنايي است كه هرجا عده اي شيميدان جمع شوند، زينت بخش ديوارها مى شود. اين جدول توضيح مى دهد كه چرا عنصرهاي متفاوت به روش هاي خاص خود با ساير عنصرها تركيب مى شوند. عنصرها برحسب وزن و خواص شيميايي خود به دقت در اين جدول چيده شده اند.. مى توان با توجه به مكان يك عنصر در جدول، چگونگي واكنش آن را با ساير عنصرهاي جدول پيش بيني كرد. اكنون با توليد كردن عنصرهاي ۱۱۳ و ،۱۱۵ تعداد عنصرهاي شناخته شده به ۱۱۶ مورد افزايش يافته است.

داستان جدول تناوبي از سال ۱۸۶۳ كه يك زمين شناس جوان فرانسوي به نام الكساندر اميل بگويه دوشانكوتوآ فهرستي از عنصرهاي شناخته شده را برحسب افزايش وزن اتمي نوشت، آغاز شد. وي پس از نوشتن نام عنصرها، اين فهرست را به دور يك استوانه پيچاند. وي پس از انجام اين كار مشاهده كرد كه عنصرهاي با خواص شيميايي مشابه در يك خط قرار مى گيرند. كار وي يك گام فراتر از نگرش سعي و خطا بود كه شيميدانان آن زمان به كار مى بردند، اما چندان هم جلوتر نرفت.

تقريباً در همان زمان يك شيميدان جوان انگليسي به نام جان نيولندز ( J.Newlands ) سرگرم پژوهش در مورد راه هاي گوناگون مرتب كردن عنصرها بود. وي دريافت كه خواص شيميايي گروه ها پس از هر هشت عنصر تكرار مى شود. وي با تصور اينكه در آستانه كشف نكته مهمي است، نتيجه فعاليت هاي خود را مغرورانه به انجمن شيمي انگلستان گزارش داد. اعضاي قديمى تر انجمن، كه محافظه كار بودند، ادعا كردند كه افكار وي نامعقول است، و اين كشف براي مدت هاي مديدي فراموش شد.


شكوفايي پژوهش هاي روسي

ارتباط هاي علمي در قرن نوزدهم بسيار كند بود. بنابراين جاي چندان تعجبي هم نيست كه بيست سال ديگر بگذرد، تا اين عقيده يك بار ديگر مطرح شود. اين بار ديمتري مندليف ( D.Mendeleev ) شيميدان روسي و جوليوس لوتار مير J.Meyer) ) شيميدان آلماني اين نكته را كشف كردند.

اين دو دانشمند كه مستقل از يكديگر كار مى كردند، عنصرها را در هفت ستون مرتب كردند. مكان هر عنصري در جدول به وسيله خواص شيميايي و فيزيكي آن عنصر تعيين مى شد و همان طور كه دوشانكوتوآ و نيولندز هم پيش از آن مشاهده كرده بودند، با اين كار عنصرهاي شيميايي در دسته هايي قرار مى گرفتند كه مى شد نام «گروه شيميايى» را براي آنان برگزيد.

مندليف به تحقيق بيشتر در اين زمينه پرداخت تا دريابد كه چرا بايد چنين چيزي روي دهد. در نتيجه پژوهش هاي وي جدولي به وجود آمد كه چند جاي خالي داشت كه اين جاهاي خالي دقيقاً نشان دهنده عنصرهاي ناشناخته اي بودند كه مى بايست كشف مى شد. اين كشف تعجب همگان را برانگيخت، زيرا دانشمندان در آن زمان تصوري از ساختار اتم ها نداشتند.

در ادامه همين سده دانشمندان روش هاي ديگري براي بهينه سازي جدول تناوبي يافتند. جدول هاي ساده اما متنوعي به وجود آمدند كه حاوي اطلاعاتي مانند چگالي، خواص مغناطيسي، حالت هاي اكسايش و نقطه ذوب و جوش عنصر ها بودند. اين جدول ها حاوي اطلاعاتي در مورد نحوه توزيع الكترون ها در يك اتم و فهرستي از وزن همزادان شيميايي سنگين تر يك عنصر يا همان ايزوتوپ ها نيز شدند.

عنصرهاي مصنوعي

شايد نكته بسيار مهمي كه جدول هاي اوليه براي شيميدانان آشكار ساختند آن بود كه عنصرهاي ناشناخته اي وجود دارد كه بايد كشف شود. با آغاز قرن بيستم، فيزيكدانان دريافتند كه قسمت عمده اي از باور هاي آنان در مورد ساختار اتم نادرست است.

با دانستن آنكه كجا بايد به دنبال عنصر هاي جديد بود، كشف عنصر هاي طبيعي شتاب گرفت. بعد از آنكه تئورى هاي دقيقي در مورد ساختار هسته اتم ها ارائه شد، امكان ساختن عنصرهاي «مصنوعى» يا سنتزي به وسيله بمباران كردن فلز ها با جريان انرژي مطرح شد. با افزودن نوترون ها، كه از لحاظ الكتريكي خنثي هستند، تغيير در خواص شيميايي عنصر ها پيش نمى آيد، بلكه اين كار فقط باعث سنگين تر شدن عنصر مى شود.

اما همان طور كه اتم سنگين تر مى شود، از پايداري آنها كم مي شود و به عبارت بهتر راحت تر شكسته مى شوند. با انجام اين فرآيند، نوترون و انرژي به محيط اطراف گسيل مى شوند. با اين همه، قسمت عمده پروتون ها، نوترو ن ها و الكترون ها باقي مانده و خود را به صورت عنصر هاي سبك تر سازماندهي مى كنند.

دستاوردهاي جديد

در فوريه ۲۰۰۴ دانشمندان آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور و موسسه الحاقي پژوهش هاي هسته اي ( JINR ) در روسيه به پيشرفت هاي جديدي در مورد نحوه رفتار اتم ها هنگام بمباران شدن دست يافتند و دو عنصر جديد توليد كردند. اولين عنصري كه به اين روش كشف شد، عنصر ۱۱۵ بود كه هنگام بمباران كردن امريسيم به وسيله گونه اي از كليسم راديواكتيو به وجود مى آيد. امريسيم فلزي است كه در آشكار ساز هاي دود به كار مى رود.

با انجام اين كار چهار اتم به وجود آمدند كه پس از گذشت ۹۰ هزارم ثانيه به دومين عنصر جديد يعني عنصر ۱۱۳ تبديل مى شوند. اين چهار اتم ۲/۱ ثانيه دوام آورده و پس از واپاشي به اتم هاي سبكتري تبديل مى شوند كه دانشمندان پيشتر آنها را كشف كرده بودند. معمولاً عنصر هاي مصنوعي طول عمر كمي دارند، زيرا تعداد زياد پروتون ها و نوترون ها در هسته اتم باعث مى شوند كه ذاتاً ناپايدار شوند.

اكنون برمى گرديم به نام عجيب اين عنصر ها. انجمن بين المللي شيمي محض و كاربردي چندين سال قبل تصويب كرد كه براي عنصر هاي جديد بايد نام هايي برگزيد كه از لحاظ فرهنگي بى طرف باشد. براي تحقق اين امر، از پيشوند هاي لاتين عدد اتمي عنصر ها استفاده مي شود. از اين رو عدد ۵ و ۱ و ۱ به صورت « un,un,pent» خوانده مى شود. پسوند « ium » كه در پايان نام عنصر مى آيد، بيانگر آن است كه اين عنصر فلز است.

خلاصه آن كه اهميت كشف عنصر هاي ۱۱۵ و ۱۱۳ بيشتر از افزايش تعداد عنصر هاي شناخته شده است. مودي از آزمايشگاه ليورمور مى گويد: «اين كشف ها ما را قادر مى سازد تا اصول بنيادين شيمي را گسترش دهيم. از شيمي جديد، مواد جديد و فناورى هاي نو به وجود مى آيد.»

منبع :

JIM WILSON , Building Atoms: A metal found in smoke detectors helps scientists find two new elements, [External Link Removed for Guests]