تازه های شیمی
کشف عناصر ۱۱۳و ۱۱۵جدول تناوبی
- کشف عناصر ۱۱۳و ۱۱۵جدول تناوبی
عنصرهای جدید با نام های یونانتریوم ( Ununtrium ) یونانپنتیوم و (Ununpentium) :
دانشمندان آزمایشگاه های هسته ای پیشرفته آمریکا و روسیه با تغییر تخصص خود از جنگ سرد به فعالیت های صلح آمیزتر، دو عنصر جدید تولید کردند. اگر سایر دانشمندان دستاوردهای آنان را تائید کنند، عنصرهای جدید با نام های یونانتریوم ( Ununtrium ) و یونانپنتیوم( Ununpentium ) در جدول تناوبی عناصر قرار می گیرند. یونانپنتیوم پس از ۹۰ میلیونیوم ثانیه به یونانتریوم تخریب می شود و این عنصر خود فقط ۲/۱ ثانیه باقی می ماند.از نام مشکل آنان که بگذریم، شیمیدانان و فیزیکدانان شیفته عنصرهای جدید هستند. کی مودی ( K.Moody ) مى گوید: «این عنصرها افق های جدیدی را در جدول تناوبی می گشایند.» مودی سرپرست گروهی است که در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور ( LLNL ) در لیورمور کالیفرنیا مشغول فعالیت اند.
جدول تناوبی که مودی به آن اشاره کرد، نمودار آشنایی است که هرجا عده ای شیمیدان جمع شوند، زینت بخش دیوارها مى شود. این جدول توضیح مى دهد که چرا عنصرهای متفاوت به روش های خاص خود با سایر عنصرها ترکیب مى شوند. عنصرها برحسب وزن و خواص شیمیایی خود به دقت در این جدول چیده شده اند.. مى توان با توجه به مکان یک عنصر در جدول، چگونگی واکنش آن را با سایر عنصرهای جدول پیش بینی کرد. اکنون با تولید کردن عنصرهای ۱۱۳ و ،۱۱۵ تعداد عنصرهای شناخته شده به ۱۱۶ مورد افزایش یافته است.
داستان جدول تناوبی از سال ۱۸۶۳ که یک زمین شناس جوان فرانسوی به نام الکساندر امیل بگویه دوشانکوتوآ فهرستی از عنصرهای شناخته شده را برحسب افزایش وزن اتمی نوشت، آغاز شد. وی پس از نوشتن نام عنصرها، این فهرست را به دور یک استوانه پیچاند. وی پس از انجام این کار مشاهده کرد که عنصرهای با خواص شیمیایی مشابه در یک خط قرار مى گیرند. کار وی یک گام فراتر از نگرش سعی و خطا بود که شیمیدانان آن زمان به کار مى بردند، اما چندان هم جلوتر نرفت.
تقریباً در همان زمان یک شیمیدان جوان انگلیسی به نام جان نیولندز ( J.Newlands ) سرگرم پژوهش در مورد راه های گوناگون مرتب کردن عنصرها بود. وی دریافت که خواص شیمیایی گروه ها پس از هر هشت عنصر تکرار مى شود. وی با تصور اینکه در آستانه کشف نکته مهمی است، نتیجه فعالیت های خود را مغرورانه به انجمن شیمی انگلستان گزارش داد. اعضای قدیمى تر انجمن، که محافظه کار بودند، ادعا کردند که افکار وی نامعقول است، و این کشف برای مدت های مدیدی فراموش شد.
شکوفایی پژوهش های روسی
ارتباط های علمی در قرن نوزدهم بسیار کند بود. بنابراین جای چندان تعجبی هم نیست که بیست سال دیگر بگذرد، تا این عقیده یک بار دیگر مطرح شود. این بار دیمتری مندلیف ( D.Mendeleev ) شیمیدان روسی و جولیوس لوتار میر J.Meyer) ) شیمیدان آلمانی این نکته را کشف کردند.
این دو دانشمند که مستقل از یکدیگر کار مى کردند، عنصرها را در هفت ستون مرتب کردند. مکان هر عنصری در جدول به وسیله خواص شیمیایی و فیزیکی آن عنصر تعیین مى شد و همان طور که دوشانکوتوآ و نیولندز هم پیش از آن مشاهده کرده بودند، با این کار عنصرهای شیمیایی در دسته هایی قرار مى گرفتند که مى شد نام «گروه شیمیایى» را برای آنان برگزید.
مندلیف به تحقیق بیشتر در این زمینه پرداخت تا دریابد که چرا باید چنین چیزی روی دهد. در نتیجه پژوهش های وی جدولی به وجود آمد که چند جای خالی داشت که این جاهای خالی دقیقاً نشان دهنده عنصرهای ناشناخته ای بودند که مى بایست کشف مى شد. این کشف تعجب همگان را برانگیخت، زیرا دانشمندان در آن زمان تصوری از ساختار اتم ها نداشتند.
در ادامه همین سده دانشمندان روش های دیگری برای بهینه سازی جدول تناوبی یافتند. جدول های ساده اما متنوعی به وجود آمدند که حاوی اطلاعاتی مانند چگالی، خواص مغناطیسی، حالت های اکسایش و نقطه ذوب و جوش عنصر ها بودند. این جدول ها حاوی اطلاعاتی در مورد نحوه توزیع الکترون ها در یک اتم و فهرستی از وزن همزادان شیمیایی سنگین تر یک عنصر یا همان ایزوتوپ ها نیز شدند.
عنصرهای مصنوعی
شاید نکته بسیار مهمی که جدول های اولیه برای شیمیدانان آشکار ساختند آن بود که عنصرهای ناشناخته ای وجود دارد که باید کشف شود. با آغاز قرن بیستم، فیزیکدانان دریافتند که قسمت عمده ای از باور های آنان در مورد ساختار اتم نادرست است.
با دانستن آنکه کجا باید به دنبال عنصر های جدید بود، کشف عنصر های طبیعی شتاب گرفت. بعد از آنکه تئورى های دقیقی در مورد ساختار هسته اتم ها ارائه شد، امکان ساختن عنصرهای «مصنوعى» یا سنتزی به وسیله بمباران کردن فلز ها با جریان انرژی مطرح شد. با افزودن نوترون ها، که از لحاظ الکتریکی خنثی هستند، تغییر در خواص شیمیایی عنصر ها پیش نمى آید، بلکه این کار فقط باعث سنگین تر شدن عنصر مى شود.
اما همان طور که اتم سنگین تر مى شود، از پایداری آنها کم می شود و به عبارت بهتر راحت تر شکسته مى شوند. با انجام این فرآیند، نوترون و انرژی به محیط اطراف گسیل مى شوند. با این همه، قسمت عمده پروتون ها، نوترو ن ها و الکترون ها باقی مانده و خود را به صورت عنصر های سبک تر سازماندهی مى کنند.
دستاوردهای جدید
در فوریه ۲۰۰۴ دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور و موسسه الحاقی پژوهش های هسته ای ( JINR ) در روسیه به پیشرفت های جدیدی در مورد نحوه رفتار اتم ها هنگام بمباران شدن دست یافتند و دو عنصر جدید تولید کردند. اولین عنصری که به این روش کشف شد، عنصر ۱۱۵ بود که هنگام بمباران کردن امریسیم به وسیله گونه ای از کلیسم رادیواکتیو به وجود مى آید. امریسیم فلزی است که در آشکار ساز های دود به کار مى رود.
با انجام این کار چهار اتم به وجود آمدند که پس از گذشت ۹۰ هزارم ثانیه به دومین عنصر جدید یعنی عنصر ۱۱۳ تبدیل مى شوند. این چهار اتم ۲/۱ ثانیه دوام آورده و پس از واپاشی به اتم های سبکتری تبدیل مى شوند که دانشمندان پیشتر آنها را کشف کرده بودند. معمولاً عنصر های مصنوعی طول عمر کمی دارند، زیرا تعداد زیاد پروتون ها و نوترون ها در هسته اتم باعث مى شوند که ذاتاً ناپایدار شوند.
اکنون برمى گردیم به نام عجیب این عنصر ها. انجمن بین المللی شیمی محض و کاربردی چندین سال قبل تصویب کرد که برای عنصر های جدید باید نام هایی برگزید که از لحاظ فرهنگی بى طرف باشد. برای تحقق این امر، از پیشوند های لاتین عدد اتمی عنصر ها استفاده می شود. از این رو عدد ۵ و ۱ و ۱ به صورت « un,un,pent» خوانده مى شود. پسوند « ium » که در پایان نام عنصر مى آید، بیانگر آن است که این عنصر فلز است.
خلاصه آن که اهمیت کشف عنصر های ۱۱۵ و ۱۱۳ بیشتر از افزایش تعداد عنصر های شناخته شده است. مودی از آزمایشگاه لیورمور مى گوید: «این کشف ها ما را قادر مى سازد تا اصول بنیادین شیمی را گسترش دهیم. از شیمی جدید، مواد جدید و فناورى های نو به وجود مى آید.»
لینک کوتاه مطلب
برای کپی کلیک کنید
منبع مطلب
منبع :
JIM WILSON , Building Atoms: A metal found in smoke detectors helps scientists find two new elements, http://popularmechanics.com
