آیا جدول تناوبی عناصر شیمیایی به پایان راه رسیده؟

سيناپرس/ جدول تناوبي عناصر شيميايي که يکي از مهم ترين سرفصل هاي آموزشي و يافته هاي علمي بشر است در سال ۲۰۱۹ به ۱۵۰ سالگي خود رسيد. سال ميلادي جديد، صد و پنجاهمين سالگرد فرمول‌بندي جدول تناوبي توسط ديمتري مندليف است، جدولي که تمام عناصر سازنده‌ کائنات را حداقل تا جايي که ما مي‌دانيم به شکلي منظم و زيبا، ساماندهي مي‌کند. به همين مناسبت، سازمان ملل، سال ۲۰۱۹ را، سال جهاني جدول تناوبي عناصر شيميايي (IYPT 2019) اعلام کرده است. اين در حالي است که اين جدول ۱۵۰ ساله، هنوز در حال رشد است و در سال ۲۰۱۶، چهار عنصر جديد به آن اضافه شدند. اين عناصر در واکنش هاي هسته اي به دست مي آيند و عبارتند از نيهونيم با شماره ۱۱۳، مسکووي با شماره ۱۱۵، تنسين با شماره ۱۱۷ و اوگانسون با شماره ۱۱۸. چراکه، جدولي که مندليف طراحي کرده بود مبتني بر تنها ۶۳ عنصر شيميايي بود که تا آن زمان شناسايي شده بودند. لذا ستون ها و رديف هاي زيادي در اين جدول خالي بودند که به مرور زمان پر شدند. اين جدول به گونه اي طراحي شده بود که نه تنها به معرفي هر عنصر شيميايي مي پرداخت، بلکه شناسايي و وجود عناصر ديگري که اميد مي رفت در سال هاي ديگر کشف شوند را پيش بيني کرده و جاي آنها را خالي نگه مي داشت. تا به امروز ۱۱۸ عنصر شيميايي شناخته شده در اين جدول جاگذاري شده اند. آيا جدول مندليف در پايان راه است؟ تمام عناصري که عدد اتمي آن‌ها بالاتر از ۱۰۴ است، عناصر فوق‌ سنگين نام دارند . اين عناصر، بخشي از يک دنياي ناشناخته هستند که دانشمندان سعي در کشف آن‌ دارند. پيش‌بيني‌ها حاکي از آن هستند که پروتون‌هاي داخل اتم‌هايي با عدد اتمي بالاتر از ۱۷۲، مي‌تواند هسته را با برقراري نيروهاي هسته‌اي تشکيل دهد. اين نيرو تنها به‌مدت چند ثانيه مانع از فروپاشي هسته خواهد شد. اين نوع هسته‌ها که در فضاي آزمايشگاه ساخته مي‌شوند، بسيار ناپايدار هستند و پس از مدت کوتاهي به‌سرعت تجزيه مي‌شوند. اين واپاشي براي عناصر سنگين‌تر از اوگانسون، به‌قدري سريع است که فرصت کافي براي جذب الکترون‌ها و ساخت يک اتم پايدار وجود ندارد؛ از اين‌رو، تمام عمر آن‌ها محدود به اتصال بين پروتون‌ها و نوترون‌ها خواهد شد. با استناد به اين حالت، تعريف اتم و شناخت آن با چالش‌هايي مواجه خواهد شد. در واقع، در اين حالت، ديگر نمي‌توان اتم را به‌عنوان هسته‌اي مرکزي تعريف کرد که الکترون‌ها در اطراف آن در حال چرخش هستند. ضمن اين‌که نحوه‌ شکل‌گيري هسته هم به خودي خود، يک معما است. دانشمندان طي يک حرکت آهسته اما مطمئن اقدام به ساخت يک عنصر توسط عنصر ديگر مي‌کنند. درحالي‌که از نتيجه‌ نهايي بررسي‌هاي خود درک روشني ندارند. اکنون جستجو براي کشف عنصر ۱۱۹ در چندين آزمايشگاه مطرح در روسيه، آلمان و ژاپن در حال انجام است. نازارويچ استاد فيزيک دانشگاه ميشيگان در اين باره مي‌گويد: نظريه‌ هسته‌اي فاقد قدرت لازم براي پيش‌بيني شرايط مطلوب در شکل‌گيري هسته است. بنابراين بايد با روند حدس پيش رفت تا مشخص شود که آزمايش‌هاي همجوشي به چه نتيجه‌اي مي‌رسند. اين روش مي‌تواند چندين سال طول بکشد. چنانچه عنصر ۱۱۹ جدول تناوبي کشف شود، يک دوره‌ هشتم به آن اضافه خواهد شد. نازارويچ در اين خصوص مي‌گويد ممکن است نتايج اين کشف در آينده‌ اي نزديک معلوم شود. پرسش هيجان‌انگيز ديگري در اين خصوص وجود دارد: آيا هسته‌هاي فوق سنگين مي‌توانند در فضا تشکيل شوند؟ تصور فعلي اين است که در هنگام ادغام ستاره‌هاي نوتروني، برخورد فوق‌العاده قدرتمندي شکل مي‌گيرد که به معناي واقعي کلمه، بنيان جهان را مي‌لرزاند! در محيط‌هاي ستاره‌اي‌مانند که نوترون‌ها فراوان هستند، يک هسته مي‌تواند در اثر هم‌جوشي با نوترون‌ها، يک ايزوتوپ‌ سنگين‌تر بسازد. در واقع تعداد پروتون‌هاي هسته ثابت باقي مي‌ماند؛ اما هسته‌ به‌دليل افزايش نوترون سنگين‌تر مي‌شود. مسئله اين است که هسته‌هاي فوق سنگين بسيار ناپايدار هستند و قبل از اين‌که نوترون‌هاي بيشتري به آن‌ها افزوده شود، متلاشي مي‌شوند و سدي در برابر توليد ستارگان ايجاد مي‌شود. با اين حال، اين اميدواري وجود دارد که دانشمندان بتوانند از طريق شبيه‌سازي‌هاي پيشرفته و استفاده از الگوهاي مشاهده‌شده در خصوص عناصر ساختگي، اين هسته‌هاي ناپايدار را رؤيت کنند. در صورت پيشرفت‌هاي تجربي، دانشمندان اين عناصر سنگين‌تر را به جدول تناوبي اضافه خواهند کرد. تا آن زمان، آن‌ها مي‌توانند به دنبال خواص کاربردي و جالب اين يافته‌هاي عجيب خود باشند. نازارويچ مي‌گويد: نمي‌دانيم اين عناصر به چه شکل هستند. اما تاکنون آموخته‌ايم که احتمال به پايان رسيدن جدول تناوبي عناصر شيميايي وجود دارد. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد