انتشار این مقاله


چرا جدول تناوبی تمام نمی‌شود؟!

آیا باید سیستم جدیدی برای ارتباط عناصر در نظر گرفته شود؟

در حالیکه که محققان سراسر جهان در تلاش برای ساخت عنصر بعدی جدول تناوبی هستند (اتمی با ۱۱۹ پروتون)، سوالی که مطرح می‌شود این است که آیا پایانی برای جدول تناوبی وجود دارد؟
طبق گفته‌های فیزیکدان هسته‌ای، Witold Nazarewicz، دلایل زیادی مبنی بر نامحدود نبودن جدول تناوبی وجود دارد اما با این حال پیش‌بینی محدوده و انتهای آن کار آسانی نیست.


مقاله مرتبط: نوبلیم؛ عنصری با هسته‌ی توپی‌شکل


درحال حاضر سنگین‌ترین و آخرین اتم جدول تناوبی عنصر اوگانسون است که مدت زمان بسیار کوتاه پایداری‌اش شامل ۱۱۸ پروتون و ۱۷۶ نوترون بود. این ذرات سنگین ساخته شده در آزمایشگاه مرز جدید در فیزیک هسته‌ای هستند که قوانین قدیمی در آن‌ها صدق نمی‌کند.

از نظر تئوری می‌توان تا ۱۸۴ پروتون را به همراه تعدادی نوترون در کنار هم قرار داد و یک هسته‌ی عظیم‌الجثه ساخت. اما اینکه آیا این مقدار بیشترین مقدار پروتونی است که می‌تواند یک اتم را تشکیل دهد یا حتی اینکه می‌توان آن را واقعاً یک اتم نامید یا نه، همچنان مورد بحث است. درواقع یکی از سوالاتی که اندکی جنبه‌ی فلسفی دارد این است که اگر یک اتم نتواند الکترون‌های پایدار داشته باشد می‌توان آن را همچنان یک اتم نامید یا نه؟
اورگانسون نیمه عمری کمتر از چند میلی‌ثانیه دارد. این نیمه عمر زمان بسیار کوتاهی برای قرار گرفتن ذرات زیراتمی در کنار هم است اما با این وجود به اندازه‌ای هست که قبل از ازهم پاشیدن، الکترون‌های پایداری داشته باشد. به طور نظری نیز هسته‌های بزرگتر می‌توانند از تلفیق ذرات باقیمانده ناشی از برخورد سایر عناصر بوجود آیند؛ اما اگر قبل از اینکه الکترون‌ها در مدار پایدار شوند اندازه هسته باعث ازهم پاشیدن عنصر شود نمی‌توان به طور قطع آن را یک عنصر نامید.
حتی با در نظر گرفتن اینکه برخی پایداری کافی برای داشتن الکترون را داشته باشند رفتار غیرمعمول الکترون‌های اورگانسون شک و شبهه‌هایی را ایجاد می‌کند. تعداد زیاد پروتون‌هایی که در یک نقطه متمرکز شده‌اند نیروی الکتروستاتیکی را ایجاد می‌کند که نه تنها قرار گرفتن الکترون‌ها در الگوی مورد انتظار همیشگی را دشوار می‌کند بلکه اثری تحت عنوان خنثی سازی کولن (Coulomb frustration) را نیز ایجاد می‌کند. به طور معمول انرژی سطح یک اتم برای تشکیل شکل فضایی آن کافی است. اما زمانی که خنثی سازی کولن رخ می‌دهد هسته‌ها برآمدگی‌ها و نقاط تهی تشکیل می‌دهند که پایداری آن‌ها را به خطر می‌اندازد.

امکان وجود جزیره‌های ثبات در برخی از عناصر فوق سنگین جدول تناوبی وجود دارد اما شناسایی آن‌ها نیازمند مدل‌های کامپیوتری پیچیده است. ترکیبی از قوانین کوانتوم و نسبی‌گرایی نیز امکان پیش‌بینی ویژگی‌های این عناصر با هسته‌های فوق سنگین را دشوار می‌کند. برای مثال اورگانسون بر اساس اعداد جزو گروه گازهای نجیب محسوب می‌شود اما قشر مبهم الکترون‌های لایه بیرونی آن موجب واکنش‌پذیری بیشتر آن نسبت به گازهای نجیب می‌شود و در دمای اتاق حالت گازی نداشته و به علت اثرات نسبیتی یک جامد شناخته می‌شود.

اگر قوانین جدول تناوبی برای عناصر سنگین‌تر صدق نکند باید دوباره به دنبال روشی برای ارتباط عناصر بود. سال بعد ۱۵۰امین سالگرد روش مندلیف برای نحوه ارتباط عناصر در جدول تناوبی است، راه طولانی برای پر کردن شکاف‌ها با عناصری که پیرو الگوی مندلیف هستند طی شده است. اینکه این راه تا کجا ادامه دارد و آیا باید سیستم جدید برای عناصر در نظر گرفته شود همچنان مورد سوال است.

نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید