جدول نیمه عمر برخی عناصر رادیو اکتیو دیگر

نام عنصر	فرمول شیمیایی	ایزوتوپ (عدد جرمی)	نیمه عمر
هیدروژن	H	3	12 سال
آلومینیوم	Al	26	720 هزار سال
کلر	Cl	36	308 هزار سال
ید	I	129	17 میلیون سال
گوگرد	S	35	87 روز
آرگون	Ar	39	269 سال
کلسیم	Ca	41	103 هزار سال
پتاسیم	K	40	103 میلیون سال
منیزیم	Mg	28	2.5 سال
آهن	Fe	60	1.5 میلیون سال
روی	Zn	65	244 روز
نقره	Ag	105	11.5 سال
زنون	Xe	132	16 میلیون سال
تنگستن	W	184	400 میلیارد میلیارد سال
فرانسیم	Fr	223	22 دقیقه
مس	Cu	64	13 ساعت
لیتیم	Li	8	0.838 ثانیه
نیکل	Ni	59	76 هزار سال
نیتروژن	N	13	9 دقیقه

رقابت برای ساخت سنگین ترین عنصر جهان

دو تیم بین‌المللی برای ساخت سنگین‌ترین عنصر جهان با هم به رقابت پرداخته‌اند

عناصر فوق سنگین به عناصری گفته می‌شود که در انتهای جدول تناوبی با عدد اتمی بالای 104 قرار دارند.

سنگین‌ترین عنصر پیشین با نام موقت آن‌انوکتیوم با عدد 118 در سال 2002 کشف شد و این دو تیم اکنون در تلاش برای تولید عناصر 119 و 120 هستند.

جان پیتر اومتودت، استاد شیمی اتمی دانشگاه اوسلو نروژ به همراه دانشمندانی از اروپای غربی، ژاپن و آمریکا، تیم اول را تشکیل داده‌اند و آزمایشات خود را در مرکز تحقیقات یون‌های سنگین هول‌هولتز آلمان انجام می‌دهند.

تیم دوم از دانشمندان روسی و آمریکایی تشکیل شده و در موسسه مشترک تحقیقات اتمی در روسیه فعالیت می‌کنند.

به گفته اومتودت، عناصر فوق سنگین بسیار بی‌ثبات بوده و تولید آنها بسیار مشکل است.

ساخت یک اتم از یک عنصر جدید برای منسوب کردن آن به عنوان کشف یک عنصر جدید کافی نبوده و نتایج باید تکرار شوند.

اومتودت اظهار کرد: هیچ کس نمی‌تواند کشف خود را به رسمیت بشناسد مگر این که یک آزمایشگاه دیگر بتواند آن را تکرار کرده و در بدترین شرایط، تایید آن ممکن است تا چند دهه به طول انجامد.

هرچه یک عنصر سنگین‌تر باشد، تولید آن طولانی‌تر بوده و مدت کوتاه‌تری سالم باقی خواهد ماند. تولید یک اتم عنصر 106 در زمان کشف آن تنها یک ساعت طول کشیده اما در عرض 20 ثانیه به عناصر سبک‌تر تنزل کرد. یک اتم عنصر 118 را در طول یک ماه می‌توان تولید کرد و طول عمر آن پیش از انحطاط نیمی از این اتم، تقریبا 1.8 میلی‌ثانیه است.

به گزارش ایسنا، دو هفته پیش، فیزیکدانان اتمی آزمایشگاه ملی اوک‌ریج در تنسی آمریکا موفق به ساخت 20 میلی‌گرم عنصر به شدت رادیواکتیو برکلیوم شدند.

به هر کدام از تیم‌های شرکت‌کننده، 10 میلی‌گرم برکلیوم داده شده است. این دانشمندان با یک پرتو اتم‌های تیتانیوم به بمباران یک صفحه فلزی با پوشش اتم‌های برکلیوم خواهند پرداخت. برنامه کاری این محققان بسیار فشرده بوده؛ چرا که نیمه عمر برکلیوم تنها 320 روز بوده و با پایان این زمان، نیمی از نمونه‌های آنها به دیگر عناصر تنزل خواهند کرد.

اصل پایه ساخت اتم‌های فوق سنگین، ساده است: اتم‌های یک عنصر را به اتم‌های دیگر کوبیده پروتون‌های آنها به هم افزوده شده، یک عنصر جدید بوجود می‌آورند. 22 پروتون تیتانیوم با 97 پروتون بارکلیوم ترکیب شده و یک اتم با 119 پروتون خواهند ساخت.

در بیشتر موارد این اتم‌ها یکدیگر را نابود می‌کنند؛ اما به ندرت و یکبار در ماه، این ترکیب به طور سالم انجام می‌شود. تنها راه برای شناسایی اتم جدید، مشاهده تابش پرتو رادیواکتیو آن در زمان انحطاط بوده و هنگامی وجود یک عنصر جدید اثبات می‌شود که دیگر چیزی از آن باقی نمانده است.

جدول اسامی و برخی ویژگی های همه ی عناصر

جدول زیر توسط بنده تهیه گردیده و مهم ترین ویژگی های همه ی عناصر را نشان می دهد. همان طور که گفته بودیم، عدد اکسایش ظرفیت عنصر و تمایل آن به یون مثبت (کاتیون) یا یون منفی (آنیون) شدن را نشان می دهد.  در این جدول عناصر رادیواکتیو با رنگ قرمز نشان داده شده اند.

برای دیدن جدول به ادامه ی مطلب مراجعه کنید. 

نیمه ی عمر برخی مواد رادیواکتیو

 اگر در هسته ی اتم یک عنصر تعداد نوترون ها 1.5 برابر یا بیشتر از 1.5 برابر تعداد پروتون ها باشد، آن اتم خاصیت پرتوزایی و رادیواکتیوی دارد. همچنین اگر تعداد پروتون ها از نوترون ها بیشتر باشد، این اتفاق خواهد افتاد. گرچه وظیفه ی اصلی نوترون ها پایداری هسته اتم است اما زیاد بودن آن ها موجب تلاشی و ناپایداری هسته می شود. 

در واقع نیمه عمر مدت زمانی است که طول می کشد تا هسته ی اتم یک عنصر متلاشی شود و به اتم های پایدارتر تبدیل گردد. پس از هر بار تلاشی، نصف اتم های عنصر به اتم های دیگر تبدیل می شوند. 

حال می خواهیم مدت نیمه ی عمر برخی عناصر رادیواکتیوی را معرفی کنیم:

نام عنصر	نماد شیمیایی	ایزوتوپ (عدد جرمی)	نیمه عمر
اورانیوم	U	238	4/5 میلیارد سال
کربن	C	14	5600 سال
رادیوم	Ra	226	1620 سال
پولونیوم	Po	214	0/0001 ثانیه
اورانیوم	U	235	700 میلیون سال
پلوتونیم	Pu	239	24000 سال
ید	I	131	8 روز
طلا	Au	198	3 روز
سدیم	Na	24	15 ساعت
فلوئور	F	17	1 دقیقه

احتمال تغییر جدول تناوبی!

جدول تناوبی مندلیف برای بیش از یک قرن، یکی از بخش‌های اصلی درس شیمی مدارس بوده، اما اکنون پس از کشفیات جدید دانشمندان در مورد یک عنصر نادر، ممکن است دستخوش تغییر شود.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، سازمان انرژی اتمی ژاپن برای نخستین‌بار به بررسی عنصر لارنسیم پرداخته که تولید آن بسیار مشکل است و از نیمه عمر 27 ثانیه‌ای برخوردار است.

محققان دریافتند که لارنسیم با سایر عناصر نادر رادیواکتیو در بلوک F متفاوت بوده و تردیدهایی را بوجود آورده که این ماده باید در بدنه اصلی جدول تناوبی قرار بگیرد. آن‌ها برای نخستین‌بار توانستند میزان انرژی لازم برای جداسازی یک الکترون از اتم عنصر رادیواکتیو لارنسیم را آزمایش کنند.

این فلز نادر در حال حاضر در انتهای جدول تناوبی و در انتهای گروهی از عناصر موسوم به آکتینیدها قرار دارد که در بلوکی مجزا از جدول اصلی است.

اما نتایج تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این عنصر احتمالا از ویژگی های مشابه سدیم و پتاسیم برخوردار است که می‌تواند باعث بروز بحث‌هایی در مورد تغییر جایگاه این عنصر به بدنه اصلی جدول تناوبی شود.

در صورت تغییر جایگاه لارنسیم، دانش‌آموزان احتمالا باید مجددا در کلاس‌های شیمی به یادگیری جایگاه عناصر در جدول بپردازند.

لارنسیم که ابتدا در سال 1961 توسط ارنست لارنس، دانشمند هسته‌ای آمریکایی کشف شده بود، تنها چند ثانیه عمر می‌کند و تولید آن بسیار مشکل است؛ این امر باعث شده بررسی عنصر مذکور که تنها توسط شتاب‌دهنده‌های ذره قابل تولید است، بسیار مشکل شود.

اکنون محققان ژاپنی توانسته‌اند برای نخستین‌بار، میزان کافی از این عنصر را برای سنجش یونیزاسیون بالقوه لارنسیم ایجاد کنند.

ساختار کنونی جدول تناوبی در سال 1945 و پس از پیشنهاد آکتینیدها توسط گلن سیبورگ، شیمیدان برنده جایزه نوبل ترسیم شد. اگرچه برخی شیمیدان‌ها بر این باورند که قرار دادن لارنسیم در انتهای بلوک F – آکتینیدها – درست نبوده و باید آن را در بلوک d ستون اصلی جدول قرار دهند.

دکتر ویلیام جنسن، شیمیدان دانشگاه سینسیناتی بر این باور است که قرار دادن لارنسیم و همچنین لوتیتیم در بلوک F اشتباه بوده است.

وی در مقاله‌ای که در مجله بنیادهای شیمی منتشر شد، عنوان کرد: اگرچه تصورات غلط زیادی در مورد ذات و عملکرد قانون و جدول تناوبی وجود دارد، اما رایجترین آن در میان شیمیدانان مدرن این است که جدول تناوبی چیزی بجز یک جدول پیکربندی الکترون نیست. اگرچه ارتباط معنی‌داری بین آرایش الکترونی و دوره تناوب شیمیایی وجود دارد، اما این ارتباط از یک ساختار کامل فاصله دارد.

جنسن افزود: عناصر لوتیتم و لارنسیم باید به جای لانتانیم و آکتینیوم در بلوک d به عنوان مکمل‌های سنگین‌تر اسکاندیم و ایتریوم قرار بگیرند، در حالیکه عناصر لانتانیم و آکتینیوم باید به عنوان اولین اعضای بلوک F با پیکربندی نامنظم در نظر گرفته شوند.

لارنسیم ابتدا توسط ارنست لاورنس با بمباران اتم کالیفرنیم توسط اتم‌های بارون به منظور ایجاد یک عنصر فوق سنگین جدید تولید شد، اما دانشمندان تنها توانسته‌اند مقادیر بسیار کمی از ماده را با نیمه عمر 27 ثانیه تولید کنند.

تحقیق جدید از همین رویکرد برای ایجاد لارنسیم استفاده کردند، اما آن را در گاز یدید هلیوم و کادمیوم گیر انداختند. این عنصر از میان یک سطح داغ شده تانتالوم عبور کرد تا به لارنسیم اجازه تولید انرژی کافی برای یونیزه کردن الکترون خارجی‌اش بدهد.

دانشمندان دریافتند که این میزان مطابق با یک پیش‌بینی اخیر 4.69 الکترون‌ولت است که کمترین پتانسیل یونازیسیون در میان همه عناصر بلوک F محسوب می‌شود.

اگرچه سازمان انرژی اتمی ژاپن در بیانیه‌ای اعلام کرد، به نظر نمی‌رسد که این دستاورد تاثیری بر ساختار جدول تناوبی داشته باشد.

در این بیانیه آمده است: از زمان معرفی مفهوم آکتینیدها در چشمگیرترین نسخه مدرن از جدول تناوبی عناصر توسط گلن سیبورگ در دهه 1940، عنصر لارنسیم با عدد اتمی 103 نقشی اساسی به عنوان عنصر آخر گروه آکتینیدها ایفا کرده است. ما نشان دادیم که حذف بیرونی‌ترین الکترون نیازمند کمترین انرژی در لارنسیم نسبت به سایر آکتینیدها است. این امر، موقعیت لارنسیم را به عنوان آخرین عنصر آکتینید معتبر ساخته و ساختار جدول تناوبی را تائید می‌کند.

اما دانشمندان دیگر مانند دکتر اریک سری از دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس بر این باورند که نتایج جدید، از تغییر جایگاه لارنسیم به بخش اصلی جدول تناوبی حمایت می‌کند.