قرر الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية تغيير الوزن الذري لعشرة عناصر مشتركة - بدلاً من الرقم واحد ستكون هناك قيم مختلفة في ظل ظروف مختلفة
لأول مرة في التاريخ ستحدث تغيرات في الوزن الذري لبعض العناصر المدرجة في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، الجدول المعروف المعروض على جدران قاعات الكيمياء وعلى أغلفة كتب الكيمياء جميعها حول العالم.
وفي الجدول الجديد، الذي يظهر في الإعلان الذي نشر هذا الشهر، ستظهر الأوزان الذرية لعشرة عناصر - الهيدروجين والليثيوم والبورون والكربون والنيتروجين والأكسجين والسيليكون والكبريت والكلور والثاليوم - بشكل جديد سيزيد من تعكس بدقة مظهر العناصر في الطبيعة.
"منذ أكثر من مائة وخمسين عامًا، تعلم الكثير من الناس استخدام الأوزان الذرية العادية - القيم المفردة - الموجودة على الغلاف الداخلي للكتب الخاصة بدراسة الكيمياء وفي الجدول الدوري للعناصر. ومع تقدم التكنولوجيا، اكتشفنا أن الأرقام التي تظهر في الجدول ليست ثابتة كما كنا نعتقد سابقا،" يقول الدكتور مايكل فيزر، الأستاذ بجامعة كالجاري بكندا، والذي يشغل أيضًا منصب أمين سر اللجنة المعنية بالتنمية المستدامة. توزيع النظائر والأوزان الذرية في الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC). تشرف هذه المنظمة على تقييم ونشر المعلومات حول قيم الوزن الذري.
تستطيع الطرق التحليلية المتقدمة قياس الوزن الذري للعديد من العناصر بدقة، وهذه الانحرافات الصغيرة في الوزن الذري للعناصر مهمة في البحث والصناعة. على سبيل المثال، يمكن استخدام قياسات دقيقة لتوزيع نظائر الكربون لتحديد مستوى النظافة وأصل المواد الغذائية، مثل الفانيليا والعسل. تُستخدم القياسات النظائرية للنيتروجين والكلور وعناصر أخرى لرصد الملوثات في الجداول والمياه الجوفية. في اختبار الأدوية الرياضية، يمكن اكتشاف هرمونات تحسين الأداء، مثل هرمون التستوستيرون، في جسم الإنسان لأن الوزن الذري لهرمون التستوستيرون الطبيعي لدى البشر أعلى قليلاً من هرمون التستوستيرون الاصطناعي.
سيتم من الآن فصاعدا التعبير عن الأوزان الذرية لهذه العناصر العشرة على شكل فترات ذات حد أعلى وحد أدنى، وهو ما يعكس بشكل أكثر دقة هذه الانحرافات الصغيرة في الوزن الذري. ونشرت هذه التغييرات في إعلان رسمي للمنظمة.
على سبيل المثال، من المقبول أن يكون الوزن الذري لذرة الكبريت 32.065. إلا أن وزنه الذري العملي قد يكون أي وزن يقع بين القيمة 32.059 والقيمة 32.076، وذلك حسب مصدر وجود العنصر. ويقول الباحث: "بعبارة أخرى، معرفة الوزن الذري الدقيق يمكن استخدامها لفك رموز أصول وتاريخ عنصر معين في الطبيعة".
العناصر ذات النظير المستقر الواحد لا تظهر انحرافات في أوزانها الذرية. على سبيل المثال، الأوزان الذرية الطبيعية للفلور والألومنيوم والصوديوم والذهب ثابتة، وقيمها معروفة بدقة تزيد عن ستة منازل عشرية.
يقول أحد أعضاء اللجنة: "على الرغم من أن هذا التغيير يوفر العديد من المزايا في فهم الكيمياء، إلا أنه يمكنك تخيل التحدي الذي يواجه الآن المعلمين والطلاب الذين سيتعين عليهم اختيار قيمة واحدة من قائمة القيم عندما يأتون لإجراء حسابات الكيمياء". شركاء. "نأمل أن يتعامل الكيميائيون ومعلمو الكيمياء مع هذا التحدي باعتباره فرصة فريدة لتشجيع اهتمام الطلاب الصغار بالكيمياء وتوليد الحماس للمستقبل الإبداعي للكيمياء."
ساهمت جامعة كالجاري، ولا تزال تساهم بشكل كبير، في دراسة انحرافات الوزن الذري. أسس البروفيسور إتش. روي كروس مختبر النظائر المستقرة في قسم الفيزياء وعلم الفلك في عام 1971. وقد حددت أبحاثه السابقة النطاق الطبيعي الواسع للأوزان الذرية للعناصر المهمة، بما في ذلك الكربون والكبريت. اليوم، يستخدم الباحثون الجامعيون في مجالات الفيزياء وعلوم البيئة والكيمياء والجيولوجيا الانحرافات في قيم الوزن الذري لتتبع أصول النيازك، وتحديد مصادر الملوثات الموجودة في الهواء والماء، ودراسة مسار الكربون غاز ثاني أكسيد في وسط جيولوجي. يعتمد هذا التغيير الكبير في عرض الأوزان الذرية على العمل الذي تم إجراؤه بين عامي 2010-1985 والذي تم تمويله من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) وجامعة كالجاري وأعضاء ومؤسسات أخرى ممثلة في اللجنة.
وتقرر أن يكون عام 2011 هو العام الدولي للكيمياء، حيث سيتم عرض التغييرات في جدول الأوزان الذرية للعناصر، وذلك ضمن الأنشطة المخصصة لهذا العام.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 5
آريا، لقد شعرت بخيبة أمل أيضًا بسبب لقب "الثوري"، بعبارة ملطفة. ولا حتى تغيير مثل إدخال عناصر غير مستقرة مكتشفة حديثًا (ليس هذا اكتشافًا ثوريًا بعد الآن...)، ولكن المزيد من التفاصيل بدلاً من القيمة المرجحة التي تم تقديمها حتى الآن...
دعونا نأمل أن يكون هناك المزيد من المقالات "المثيرة" والمثيرة للاهتمام في الكيمياء في المستقبل.
"التغيير الثوري" - تعريف ثوري... كنت أتوقع بالفعل رؤية ابتكارات حول بنية الكون. هذا تغيير طفيف في انطباعي غير الكيميائي. عنوان كاذب.
أورين، شكرا على التوضيح. ليس لدي أي معرفة بالكيمياء باستثناء ذكريات تعود لعقود مضت مما تعلمناه قليلاً في المدرسة الثانوية. لذلك أفهم أنني كنت على حق بشكل عام، والشيء الوحيد الذي كنت مخطئًا فيه هو أنني اعتقدت أن الوزن المشترك يظهر في الجدول وفي الواقع يظهر الوزن الموزون.
إريا، خطأ صغير في معرفتك السابقة. النظائر هي عناصر لها نفس العدد الذري (نفس عدد البروتونات) ولكن لها كتلة ذرية مختلفة (عدد مختلف من النيوترونات)، عند إهمال كتلة الإلكترون. من المعتاد اعتبار العنصر المشترك (على عكس نظائره) ذرة تحتوي على نفس كمية النيوترونات مثل البروتونات، وبالفعل هو عادة الأكثر شيوعًا، لكن هذا ليس هو الحال دائمًا، خاصة في العناصر الخفيفة. في الهيدروجين، تحتوي الذرة الأكثر شيوعًا على بروتون واحد ولا تحتوي على نيوترونات.
ولذلك تقرر أن يتم عرض القيمة المرجحة في الجدول الدوري (حسب درجة توزيع جميع النظائر في الطبيعة) - وليس العنصر الأكثر شيوعاً كما كنت تعتقد. وفي الواقع، في بعض الأحيان تكون النظائر الأخرى شائعة جدًا لدرجة أن تأثيرها على الوزن الذري يكاد يكون غير ملحوظ.
اقتراحهم، في رأيي، هو تحديد توزيع ووزن عناصر كل نظير (أو على الأقل العناصر المشتركة بينها) على حدة. لذلك لن نستخدم حسابات الوزن الموزون (ما لم يُعرف خلاف ذلك) ولكننا سنعدل الحسابات وفقًا لاستخدامات ومصدر الذرة (على سبيل المثال للهيدروجين).
في الواقع، لن يحدث هذا فرقًا كبيرًا لكل طالب ومهندس وكيميائي، باستثناء عدم الحاجة إلى البحث عن المعلومات في الأدبيات وإمكانية الوصول إلى المعلومات الموجودة في الجدول الدوري. ولكن بالنسبة لطلاب المدارس الثانوية سيكون هذا بمثابة فهم أكثر اكتمالا لعالم الكيمياء. أعتقد أنهم يأملون أن يؤدي هذا إلى جذب المزيد من الطلاب الذين يدرسون الكيمياء في المدرسة الثانوية على سبيل المثال لرؤية عالم الكيمياء الأكثر تطبيقًا (ما وراء الفهم الأفضل) وجذبهم إلى هذا المجال.
سوف يعلمني الكيميائيون. إذا فهمت بشكل صحيح - فإن اختلاف الوزن الذري يرجع إلى مخاليط مختلفة من النظائر. ففي النهاية، كان من المعروف دائمًا أن النظائر لها أوزان ذرية مختلفة. إذن، في الماضي، وضعوا في جدول الوزن الذري للنظائر الأكثر شيوعًا (وهو أيضًا الأكثر استقرارًا؟ إذا كان هناك عدم استقرار) أليس كذلك؟ إذا كنت على حق، فكل ما فعلوه هو أن قرروا إدراج النطاق الذي هو في الأساس كل شيء بين الوزن الذري الأثقل والأخف وزنًا. هذا ليس في الواقع ابتكارًا مثيرًا ولكنه مجرد قائمة في جدول النطاق من أجل الراحة. وجميع التطبيقات الناتجة عن معرفة المدى، على سبيل المثال معرفة مصدر العنصر كما هو موضح في المقال - كان من الممكن تنفيذها حتى قبل ذلك، حتى لو لم تكن مدرجة في الجدول، لأن المعلومات موجود. هل انا على حق؟