X
تبلیغات
شیمیکده - عناصر جدول تناوبی

شیمیکده

عناصر جدول تناوبی

از آن پس تا کنون دانشمندان قادر به تولید 10 عنصر (یعنی تا عنصر 118) جدید شده اند. از این 10 عنصر که تمامشان در آزمایشگاه و در زمان بسیار کوتاهی خلق شده اند، 8 تایشان در جدول تناوبی جای گرفتند و دو عنصر 113 و 115 هنوز به طور قطعی مورد تأیید تمام شیمیدان ها و فیزیکدان ها قرار نگرفته و در جدول نیز چاپ نشده اند.

          این عناصر تازه خلق شده به علت تعداد کم و نیمه عمر کوتاه فقط در آزمایشگاه، برای تحقیقات علمی ساخته می شوند و در حال حاضر کاربرد دیگری ندارند. امّا ممکن است در آینده ای نه چندان دور از ترکیب این عناصر با عناصر دیگر، ترکیباتی خارق العاده بوجود آیند.

          در این پژوهش ابتدا به بررسی عناصر 109، 110، 111، 112، 114، 116 و 118 از لحاظ خواص فیزیکی، خواص شیمیایی، چگونگی تولید و ... پرداخته شده است. سپس جدول تناوبی ای که دارای این عناصر است به نمایش در آمده تا درک عمیق تری از این عناصر به دست آید. پس از آن توضیحاتی درباره ی عنصرهای 113 و 115 نوشته شده است. توجه داشته باشید که تاکنون عنصری با عدد اتمی 117 کشف یا تولید نشده است.

         

نام گذاری عناصر تازه

          علم شیمی همانند دیگر شاخه های علوم، همواره با سرعتی روز افزون در حال گسترش است. در لحظه از زمان، شیمیدانان، آزمایش هایی را به مرحله ی عمل می رسانند. برخی از این آزمایش ها، آزمایش هایی در جهت تولید عناصر جدید بوده و ممکن است در چند آزمایشگاه شیمی به طور همزمان عنصری ساخته شود. از این رو ارزیابی ادعای کشف این عناصر مشکل است. بی شک هر آزمایشگاهی که عنصری را تولید کند، برای آن نامی نیز انتخاب می کند. به همین دلیل امکان دارد بر یک عنصر چندین نام گذاشته شود.

          یکی از مسئولیت های انجمن جهانی شیمی محض و کاربردی آیوپاک (IUPAC) استاندارد کردن نامگذاری اجسام شیمیایی است. سیستمی که آیوپاک برای ناگذاری عناصر جدید طرح نموده ساده است. نام این عنصر مستقیماً از عدد اتمی آن، با استفاده از ریشه های لاتینی و یونانی مشتق می شود. این رشه ها بر حسب ارقام عدد اتمی با پسوند «ایم» (ium) که به منظور کامل کردن نام عنصر افزوده می شود، تنظیم می گردد. نماد شیمیایی عناصر در این سیستم، از حرف های اول ریشه های ارقامی که نام آن را می سازند، تشکیل می شود.

         

oct

8

hex

6

quad

4

bi

2

nil

0

enn

9

sept

7

pent

5

tri

3

un

1


 

عنصر 109

میتریم  Meitnerium -

          در 29 آگوست 1982، فیزیکدانان آزمایشگاه تحقیقاتی هوی یون در دارمستات آلمان غربی با بمباران209 Bi با هسته های شتاب گرفته 58Fe ، عنصر 109 را شناسایی کرده و ساختند. اگر انرژی ترکیبی دو هسته بالا باشد، نیروهای دافعه میان هسته ها بر آن غلبه خواهد کرد.

          در این آزمایش برای تولید یک هسته منفرد، باید هدف یک هفته بمباران می شد. این گروه وجود عنصر 109 را با چهار اندازه گیری مستقل، تصدیق کردند. اتم تازه تشکیل شده با سرعت پیش بینی شده، از هدف برگشت و با فیلتر سرعتی که جدیداً توسعه یافته بود، از هسته های کوچکتر و سریعتر جدا شد. زمان حرکت به سمت آشکارساز و انرژی اندازه گیری شد و با مقادیر پیش بینی شده منطبق بود.
          هسته های 266X، ظرف 5 ثانیه بعد از برخورد به آشکارساز شروع به تجزیه کردند. ذرات آلفای پر انرژی ساطع شده و 267/107 Xرا تولید کردند. در عوض ذرات آلفای از خود ساطع کرده و به 258/104 Rf تبدیل شد و این عنصر به هسته های دیگر نبدیل شد. این آزمایش نشان داد که استفاده از روشهای شکافت مانند روش ساخت هسته های جدید و سنگین، ساده است.

اثرات میتریم بر روی سلامتی و محیط زیست: میتریم آن قدر ناپایدار است که هر مقداری از آن تشکیل شود، به سرعت به عناصر دیگر تبدیل می شود. بنابراین با توجه به نیمه عمر بسیار کوتاهش (تقریباً 8/3 میلی ثانیه) لزومی ندارد که اثرات و خطرات آن را بر روی سلامتی و محیط زیست بررسی کنیم.

میتریم دارای عدد اتمی 109 و جرم اتمی 256 است که احتمال می رود جامد باشد. رنگ این عنصر خاکستری است و در دوره ی 7 و گروه 9 قرار دارد. شکل الکترونیش Rn-7s2-5f14-6d7 است.

 عنصر 110

آنیونیلیم یا دارمستاتیمDarmstadtium or ununilium -

          در 9 نوامبر 1994، در ساعت 4:39 بعد از ظهر، نخستین اتم دارای عدد اتمی 110 در گسلچافت فور چوریوننفورچونگ (GSI) در دارمستات آلمان شناسایی شد. در ده سال گذشته، این عنصر در بسیاری از آزمایشگاههای جهان مورد بررسی واقع شده است.

عنصر 110، با ترکیب اتم نیکل و سرب با یکدیگر تولید شد. این کار با شتاب دادن به اتمهای نیکل و پرانرژی کردن آنها در یک شتابدهنده یونی سنگین انجام شد. این واکنش نادر تنها در صورتی رخ می دهد که نیکلها با سرعت ویژه ای پرتاب شوند. ظرف چند روز، باید بیلیونها بیلیون اتم نیکل به سمت هدف سربی پرتاب شوند تا یک اتم از عنصر 110 تولید شود. این اتمها پس از برخورد نیکل- سرب تشکیل می شوند و در سیستم آشکارسازی که تجزیه آنها را اندازه گیری می کند، به دام می افتند .انرژی هسته های هلیم ساطع شده، در شناسایی اتم به کار می رود. نیمه عمر این عنصر کمتر از 00011/0 ثانیه است.

          اثرات آنیونیلیم بر زیست: این عنصر نیز مانند عنصر 109 دارای نیمه عمر بسیار کوتاهی است برای همین اثراتش را بر طبیعت محاسبه نمی کنند.

          آنیونیلیم در جدول تناوبی، دارای تناوب 7 و گروه 10 است. عدد اتمی این عنصر 110، عدد جرمی آن 272 و آرایش الکترونیکی آن Rn-7s1-5f14-6d9 است. دانشمندان حالت این عنصر خاکستری رنگ را جامد حدس می زنند.

  

  عنصر 111

آنیونیم یا روئنجنیم Unununium or roentgenium –

در 9 فوریه 1996 در ساعت 37 : 10 بعد از ظهر در گسلچافت فور چوریوننفورچونگ (GSI) در دارمستات آلمان، تیمی از دانشمندان آلمانی ششمین عنصر خود را کشف کردند. جرم اتمی این عنصر 283112/277  بود و در اثر ترکیب کلسیم 48 با اورانیم طبیعی در وبنای روسیه ساخته شد. برخلاف عنصر 110، ویژگیهای آنیونیم بیشتر شبیه رادون هستند تا جیوه اما به علت نیمه عمر کوتاه آن (280 میکرو ثانیه)، مطالعه آن مشکل است.  

روئنجنیم نخستین بار در سال 1994، توسط پیتر آرمبروستر، گوتفرید مونزنبر و تیم آنها تولید شد که در گسلچافت فور چوریوننفورچونگ (GSI) در دارمستات آلمان کار می کردند. آنها اتمهای بیسموت 209 را با یونهای نیکل 64 و توسط ابزاری که شتاب دهنده خطی نامیده می شود، بمباران کردند. با این کار سه اتم روئنجنیم 272 و ایزوتوپی از آن تولید شد که نیمه عمر 5/1 میلی ثانیه داشت (0.0015 ثانیه) و دارای نوترون آزاد بود. نیمه عمر پایدارترین ایزوتوپ روئنجنیم ، روئنجنیم 280، حدود 6/3 ثانیه است. این ایزوتوپ با تجزیه آلفا به روئنجنیم 276 تبدیل می شود.

به علت نیمه عمر کوتاه آنیونیم، دانشمندان آن را از نظر اثرات بر روی محیط زیست و زندگی انسان بررسی نمی کنند.

عدد اتمی و عدد جرمی آنیونیم، 111 و 281 است. پژوهشگران حدس می زنند رنگ این عنصر خاکستری و حالتش جامد باشد. این عنصر در گروه 11 و در تناوب 7 قرار داشته و دارای آرایش الکترونی Rn-7s1-5f14-6d10 است.

عنصر 112

آنانبیم  Ununbium –

          آنانبیم نخستین بار در9 فوریه 1996، توسط پیتر آرمبروستر، گوتفرید مونزنبر و تیم آنها تولید شد که در گسلچافت فور چوریوننفورچونگ (GSI) در دارمستات آلمان کار می کردند. آنها اتمهای سرب را با یونهای روی و توسط ابزاری که شتاب دهنده خطی نامیده می شود، بمباران کردند. با این کار اتمهای آنانبیم 277 و ایزوتوپی از آن تولید شد که نیمه عمر 24/0 میلی ثانیه داشت (0.00024 ثانیه). نیمه عمر پایدارترین ایزوتوپ آنانبیم، آنانبیم 285، حدود 10 دقیقه است. این ایزوتوپ با تجزیه آلفا به دارمستادیم 281 تبدیل می شود.

آنانبیم تا اکنون در پوسته ی زمین یافته نشده است، پس دلیلی برای بررسی آثارش بر محیط زیست وجود ندارد.

بر خی از خواص فیزیکی و شیمیایی این عنصر عبارتند از:

عدد اتمی: 112
جرم اتمی: 277
حالت استاندارد: نامشخص احتمالاً جامد
رنگ : خاکستری
گروه: 12
دوره تناوبی: 7
شکل الکترونی: Rn-7s2-5f14-6d10

  عنصر 114

آنانکوادیم Ununquadium –

          آنانکوادیم نخستین باردر سال 1998 توسط دانشمندانی که در موسسه تحقیقات هسته ای جوینت در دوبنای روسیه کار می کردند، تولید شد. آنها اتمهای پلوتونیم را با یونهای کلسیم بمباران کردند. با این کار اتم آنانکوادیم 289 و ایزوتوپی با نیمه عمر حدود 21 ثانیه تولید شد.

          نیمه عمر پایدارترین ایزوتوپ آنانکوادیم، آنانکوادیم 289، حدود 21 ثانیه است. این عنصر با تجزیه آلفا به آنانبیم 285 تبدیل می شود.

          اثرات آنانکوادیم بر روی محیط زیست: این عنصر آنقدر ناپایدار است که به سرعت به عناصری دیگری تبدیل می شود، به همین دلیل از پژوهش در زمینه ی اثراتش بر زیست خودداری می کنیم.

          بعضی از خواص فیزیکی و شیمیایی آنانکوادیم:

عدد اتمی: 114
جرم اتمی: 289
حالت استاندارد: نامشخص احتمالاً جامد
رنگ: خاکستری
گروه: 14
دوره تناوبی: 7
شکل الکترونی: Rn-7s2-7p2-5f14-6d10


   عنصر 116

آنانهگزیم Ununhexium –

          در سال 1999، محققین آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در مقاله ای که در بازبینی مقالات فیزیکی چاپ شد،اعلام کردند که عناصر 116 و 118 را کشف کرده اند. سال بعد، بعد از این که محققین دیگر نتوانستند نتایج آنها را تکرار کنند، آنها مجددا مقاله ای را چاپ کردند. در ژوئن 2002، متصدی آزمایشگاه اعلام کرد که ادعای اولیه کشف این دو عنصر بر مبنای داده هایی بوده است که توسط نویسنده اصلی ویکتور نینوو ارائه شده بود.

          در 6 فوریه 2000، دانشمندان موسسه تحقیقات اتمی جوینت در دوبنای روسیه، در کنار دانشمندان آمریکایی بخش آزمایشگاه ملی انرژی لارنس لیورمور، اعلام کردند که آنانهگزیم را ساخته اند. آنها با بمباران اتمهای کوریم 248 با یونهای کلسیم 48 آنانهگزیم را تولید کردند. با این کار آنانهگزیم 292، ایزوتوپی که نیمه عمر آن 6/0 میلی ثانیه است (0.0006) و چهار نوترون آزاد تولید شد.

          نیمه عمر پایدارترین ایزوتوپ آنانهگزیم، آنانهگزیم 292، حدود 0.6 میلی ثانیه است. این عنصر با تجزیه آلفا، به آنانکوادیم 288 تبدیل می شود.

          آنانهگزیم یکی از ناپایدارترین عناصر موجود است برای همین از مطالعه بر روی اثراتش بر روی محیط زیست امتناع می گردد.

          این عنصر دارای عدد اتمی 116 و جرم اتمی 292 است. رنگ آن خاکستری، گروهش 16، تناوبش 7 و شکل الکترونی آن Rn-7s2-7p4-5f14-6d10 است. دانشمندان حدس می زنند این عنصر، جامد باشد.

 

عنصر 118

آناناکتیم Ununoctium –

          در 7 ژوئن 1999، دانشمندان آمریکایی بخش آزمایشگاه ملی انرژی لارنس لیورمور، اعلام کردند که عنصر 118 را کشف کرده اند. دانشمندان سعی کردند با تخریب یونهای کریپتون توسط سرب و به وسیله دستگاهی که سیکلوترون نامیده می شود، عنصر 118 را بسازند. در طی 11 روز آزمایش تصور می شد که سه اتم عنصر 118 ساخته شده اند.

          دانشمندان لارنس برکلی، مانند دانشمندان آزمایشگاههای دیگر سعی کردند که کشف عنصر 118 را ثابت کنند. با تکرار آزمایشها، آزمایشگاههای دیگر نتوانستند نشانه ای از عنصر 118 به دست آورند. تجزیه و تحلیل دقیق داده های اولیه با استفاده از نرم افزارهای مختلف ناموفق بود و هیچ شاهدی از عنصر 118 یافت نشد. در نتیجه این شکستها، دانشمندان لارنس بکرلی، در 27 جولای 2001، ادعای خود را پس گرفتند.

          آناناکتیم عنصر بسیار ناپایداری است، که به همین دلیل پژوهشگران در زمینه های تخریب محیط زیست، بر روی آن تحقیق نمی کنند.

          عدد اتمی آناناکتیم 118، جرم اتمی آن 293 و شکل الکترونی Rn-7s2-7p6-5f14- 6d10 دارا است. این عنصر احتمالاً یک گاز بی رنگ است که در دوره ی 18 (گازهای نجیب) و تناوب 7 قرار دارد.

عنصر 113 و 115

دانشمندان روسي موفق شدند دو عنصر شيميايي جديد خلق كنند، اما هنوز مشخص نيست كه آيا نام اين دو عنصر جديد به جدول تناوبي عناصر شيميايي اضافه خواهد شد يا خير. به گزارش خبرگزاري آسوشيتدپرس از مسكو، دانشمندان موسسه تحقيقات هسته اي « دوبنا » در نزديكي شهر مسكو با همكاري محققان آزمايشگاه ملي « لارنس ليورمور » در آمريكا موفق شدند با استفاده از تجهيزات شتاب دهنده ذارت، عناصر شماره 113 و 115 را بوجود آورند.
        خواص غير عادي اين دو عنصر كاملا با خواص 92 عنصري كه به طور طبيعي در كره زمين وجود دارند ، متفاوت است . عناصر بسيار سنگين با خواص غير عادي احتمالا در پي انفجار ستاره هاي عظيم موسوم به « سوپرنوا » و يا در لحظات وقوع انفجار بزرگ « بيگ بنگ » نيز به طور طبيعي خلق شده اند.

چنين عناصر بسيار سنگيني در شرايط كره زمين پايدار نيستند و تنها در آزمايشگاه و به كمك تجهيزات شتاب دهنده ذرات و شكاف هسته اتمها ممكن است به صورت موقت خلق شوند، اما احتمالا هيچگاه كاربرد روزمره نخواهند يافت .

با اين وجود خلق اين قبيل عناصر در آزمايشگاه كه معمولا با رقابت سنگين و نزديك ميان دانشمندان سراسر جهان صورت مي گيرد، به محققان كمك مي كند تا نظريات جديدي را در مورد مسايل اساسي علم فيزيك مطرح كنند. محققان اعلام كردند تا زماني كه ساير آزمايشگاه هاي جهان نتوانند امكان خلق عناصر شماره 113 و 115 را تاييد كنند، نام اين دو عنصر به فهرست عناصر موجود در جدول تناوبي افزوده نخواهد شد.

به گزارش خبرگزاري جمهوري اسلامي، در آزمايش اخير ، دانشمندان يك ايزوتوپ نادر از عنصر كلسيوم را به هدفي از جنس عنصر « آمريكيوم » شليك كردند كه نتيجه گداخت هسته اتمهاي اين دو عنصر ، بوجود آمدن عنصر 115 بود. عنصر شماره 115 كه نام « اونانپنتيوم » براي آن در نظر گرفته شده به مدت يك دهم ثانيه در شرايط آزمايشگاهي پايدار باقي ماند و بعد به عنصر شماره 113 با نام « اونانتريوم » تبديل شد كه اين عنصر نيز بيش از يك ثانيه پايدار باقي نماند.


با تشکر از:

               تمام کسانی که اطلاعات مفید و جالبشان را در روی وب سایت ها در اختیار عموم قرار می دهند.

 

منابع

v    http://www.ngdir.ir

v    http://www.p30world.com

v    http://www.goonagoon.org

v    http://www.reza-parsa.tripod.com

v    http://www.nationalgeografic.com

v    http://www.nytimes.com

v    http://tabriz-chemists.blogfa.com

v    Merrill Chemistry (Robert C. Smoot /Richard G. Smith /Jach Price Glencoe)

v    & Other Websites

 

 گرداوری کنندگان: سعید ایلدر ابادی-پوریا کمالییان

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه چهاردهم اسفند 1387ساعت 22:29  توسط سید محمد حسن شریفیان  |