Ντμίτρι Μεντελέγιεφ-Περιοδικός Πίνακας.

[Δροσος Γεωργιος]

Διορθώσεις στον πίνακα των στοιχειωδών σωματιδίων… του Καθιερωμένου Προτύπου.

πριν!!!Πρωτη Φωτογραφία

μετά!!!Δευτερη Φωτογραφία.

Το επεξεργάστηκε Ιανουάριος 16, 2025 ο Δροσος Γεωργιος

[Δροσος Γεωργιος]

Ημέρα Περιοδικού Πίνακα των χημικών στοιχείων.

Το παραπάνω βίντεο αναφέρεται στην ημέρα του περιοδικού πίνακα, επισημαίνοντας το πιο σπάνιο στοιχείο στη Γη, το Αστάτιο (At). Από τα 6 επτάκις εκτατομμύρια (6×10²⁴) χιλιόγραμμα της Γης η μάζα του αστατίου δεν ξεπερνάει τα 30 γραμμάρια!

Η 7η Φεβρουαρίου έχει καθιερωθεί ως η μέρα του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων. Υπενθυμίζεται ότι ο δημιουργός της πρώτης έκδοσης του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων, Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέγιεφ, γεννήθηκε την 8η Φεβρουαρίου του 1834.

Ένα χειρόγραφο σχέδιο του Περιοδικού Πίνακα των στοιχείων, από τον ίδιο τον Μεντελέγιεφ (διαβάστε σχετικά: Η ξεθωριασμένη φωτογραφία του Μεντελέγιεφ)

https://physicsgg.me/2014/06/04/η-ξεθωριασμένη-φωτογραφία-του-μεντελ/

…. ακολουθεί ένας εικονογραφημένος περιοδικός πίνακας των στοιχείων:

κλικ πάνω στην εικόνα για μεγέθυνση

https://physicsgg.me/2023/02/07/ημέρα-περιοδικού-πίνακα-των-χημικών-σ/

 

Το επεξεργάστηκε Ιανουάριος 16, 2025 ο Δροσος Γεωργιος

[Δροσος Γεωργιος]

Πέρα από το ογκανέσιο.

Προς τη σύνθεση βαρύτερων χημικών στοιχείων με ατομικούς αριθμούς 119 και 120.

Οι φυσικοί βρήκαν μια νέα μέθοδο για την δημιουργία των βαρύτερων στοιχείων με ατομικούς αριθμούς Z=119 και 120, μετά το ογκανέσιο (Z=118)
(Illustration: B. Gall based on the IUPAP table)Φυσικοί από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley ανακοίνωσαν ότι χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά δέσμη 50Ti για να κατασκευάσουν ένα γνωστό υπερβαρύ στοιχείο, το λιβερμόριο (116Lv). Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει παρόμοια τεχνική για την παραγωγή των στοιχείων με ατομικούς αριθμούς 119 (Ununennium) και 120 (Unbinilium), για πρώτη φορά. Το πιο βαρύ στοιχείο που έχει δημιουργηθεί μέχρι σήμερα είναι το ογκανέσιο-118, το οποίο κατασκευάστηκε για πρώτη φορά το 2002.Η ομάδα του Berkeley παρουσίασε τα αποτελέσματά της στο συνέδριο Nuclear Structure 2024 στο Lemont του Illinois και τα περιέγραψε σε δημοσίευση στο arXiv [Towards the Discovery of New Elements: Production of Livermorium (Z=116) with 50Ti].

Πυρηνικά όρια

Τα υπερβαρέα στοιχεία δεν υπάρχουν φυσικά στη Γη, αλλά οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να εμφανίζονται στα άστρα. Είναι ραδιενεργά και διασπώνται γρήγορα, επομένως έχουν μικρή προοπτική για πρακτικές εφαρμογές. Αλλά δημιουργώντας νέα στοιχεία, οι επιστήμονες εμβαθύνουν στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του σύμπαντος και συμπληρώνουν τα θεωρητικά μοντέλα που περιγράφουν τους ατομικούς πυρήνες και τα όριά τους – όπως πόσα πρωτόνια και νετρόνια μπορεί να χωρέσει.Αν δημιουργηθούν βαρύτερα στοιχεία από το ογκανέσιο (118Og), οι χημικοί θα προσθέσουν μια νέα σειρά στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Τα στοιχεία με Ζ=119 και 120 θα είναι τα πρώτα στοιχεία στην όγδοη «περίοδο», στην οποία τα άτομα θα διαθέτουν ηλεκτρόνια σε ένα εντελώς νέο είδος τροχιακών – τα τροχιακά g.Για να δημιουργήσουν νέα στοιχεία, οι ερευνητές χρησιμοποιούν επιταχυντές σωματιδίων όπου συγκρούονται δέσμες ιόντων με άτομα σε στερεούς στόχους, ελπίζοντας να προκαλέσουν πυρηνικές αντιδράσεις που θα συντήξουν τους πυρήνες τους για να παράγουν στοιχεία με όλο και μεγαλύτερο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων. Το πιο πρόσφατο σύνολο υπερβαρέων στοιχείων που ανακαλύφθηκε με ατομικούς αριθμούς από 114 έως 118, δημιουργήθηκε με βομβαρδισμό στόχων από ακτινίδες (στοιχεία από την έβδομη περίοδο) με δέσμες ασβεστίου-48, το οποίο έχει 20 πρωτόνια και 28 νετρόνια. Αυτό το ισότοπο ασβεστίου είναι ιδιαίτερα σταθερό, γεγονός που το καθιστά ιδανικό ως δέσμη αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης προς υπερβαρείς πυρήνες.Όμως, με το ασβέστιο ως δέσμη, για να φτάσουμε στο στοιχείο 120 απαιτείται ένας στόχος που μπορεί να περιέχει τουλάχιστον 100 επιπλέον πρωτόνια. Αλλά η δημιουργία στόχων με τέτοια βαριά στοιχεία είναι εξαιρετικά δύσκολη. Το βαρύτερο στοιχείο που μπορούν να παράγουν οι επιστήμονες σε επαρκείς ποσότητες για να μετατραπεί σε στόχο είναι το καλιφόρνιο, το οποίο έχει μόλις 98 πρωτόνια. Έτσι, ο μόνος δρόμος για το ‘χτίσιμο’ βαρύτερων πυρήνων είναι να χρησιμοποιηθούν δέσμες με βαρύτερους πυρήνες.

Δέσμη Τιτανίου-50

Οι επιστήμονες προσπάθησαν να δημιουργήσουν υπερβαρέα στοιχεία με δέσμες βαρύτερες από το ασβέστιο-48, συμπεριλαμβανομένων των ισοτόπων τιτανίου και χρωμίου. Αλλά για κάποιο λόγο, δεν είδαν τίποτα.Οι φυσικοί του Berkeley για να αποδείξουν ότι οι δέσμες τιτανίου-50 θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή υπερβαρέων στοιχείων, δημιούργησαν το λιβερμόριο-290, ένα ισότοπο που προηγουμένως είχε παραχθεί μόνο με δέσμες ασβεστίου. Η δέσμη τιτανίου προσέπιπτε σε στόχο πλουτωνίου προκαλώντας πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης της μορφής 44Pu(50Ti,xn)294−xLv, προϊόντα των οποίων ήταν ισότοπα λιβερμορίου.Ο Yuri Oganessian, προς τιμην του οποίου ονομάστηκε το στοιχείο με Z=118 ογκανέσιο, ο οποίος ηγείται του Εργαστηρίου Πυρηνικών Αντιδράσεων Flerov στη Dubna της Ρωσίας, δήλωσε ότι τα πειράματα των φυσικών του Berkeley, είναι «ένα υποχρεωτικό βήμα στο δρόμο προς την δημιουργία νέων στοιχείων».

Θεωρητικές βελτιώσεις

Τα δεδομένα από τέτοιου είδους πειράματα θα βελτιώσουν τα θεωρητικά μοντέλα. Μέρος της πρόκλησης είναι ότι η θεωρία δεν μπορεί να προσφέρει πολλές οδηγίες σχετικά με αυτήν την περιοχή του περιοδικού πίνακα. Ανάλογα με την ενέργεια της δέσμης ιόντων που χρησιμοποιείται για τον βομβαρδισμό του στόχου, η πιθανότητα να παραχθεί ένα δεδομένο υπερβαρύ ισότοπο μπορεί να ποικίλλει ευρέως. Τα πειράματα που εκτελούνται με την κατάλληλη ενέργεια δέσμης είναι πιο πιθανό να δημιουργήσουν σπάνιους πυρήνες. Αλλά οι θεωρητικές προβλέψεις για την βέλτιστη ενέργεια προς την παραγωγή του στοιχείου 120 διαφέρουν πάρα πολύ. Και δεν ξέρουμε ποια από αυτά τα μοντέλα είναι σωστά.Τα επόμενα βήματα της ομάδας του Berkeley είναι να επαναλάβει τη σύνθεση του λιβερμορίου με την διάταξη δέσμης τιτανίου και στόχου πλουτωνίου, για να επιτύχει τις καλύτερες πειραματικές παραμέτρους. Στη συνέχεια, οι ερευνητές σχεδιάζουν να συνεργαστούν με επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge στο Tennessee, για να δημιουργήσουν έναν στόχο καλιφορνίου που θα χρησιμοποιηθεί σε πειράματα για την παραγωγή του στοιχείου με ατομικό αριθμό 120. Οι εγκαταστάσεις του Berkeley θα πρέπει να αναβαθμιστούν για να διασφαλιστεί ότι το προσωπικό και ο εξοπλισμός είναι επαρκώς προστατευμένοι από αυτό το ραδιενεργό υλικό.Όταν ξεκινήσουν τα πειράματα, οι ερευνητές θα χρειαστούν 100 έως 200 ημέρες χρόνου βομβαρδισμού του στόχου καλιφορνίου με δέσμη τιτανίου, μέχρι να παραχθεί το στοιχείο 120. Σύμφωνα με τους φυσικούς του Berkeley, στην πράξη το πείραμα αυτό θα διαρκέσει δύο έως τρία χρόνια.Ο Oganessian, από την άλλη, εκτιμά πως θα χρειαστούν περίπου 6 χρόνια πειραμάτων για να παραχθεί το στοιχείο 120. Προσθέτει ότι περισσότερα προπαρασκευαστικά πειράματα, όπως αυτά που γίνονται στο δικό του και στο εργαστήριο του Berkeley, θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να μάθουν πώς να μειώνουν αυτόν τον χρόνο – εκτός κι αν συμβεί ένα «θαύμα», κάτι που δεν μπορεί ποτέ να αποκλειστεί εντελώς στην πειραματική επιστήμη.

πηγή: https://www.nature.com/articles/d41586-024-02416-3

[Δροσος Γεωργιος]

Ραδερφόρντιο-252: ένας βραχύβιος υπερβαρύς πυρήνας.

Η ανακάλυψη του ραδερφόρντιου-252 (252Rf), η θεμελιώδης κατάσταση του οποίου επιβιώνει για μόλις 60 νανοδευτερόλεπτα, θα μπορούσε να βοηθήσει τους θεωρητικούς φυσικούς να κατανοήσουν την κοσμική σύνθεση υπερβαρέων στοιχείων.Το 1991, μια επίσημη επιτροπή φυσικών και χημικών αποφάσισε ότι για να χαρακτηριστεί ένα άτομο ως νέο στοιχείο, ο πυρήνας του πρέπει να επιβιώσει για τουλάχιστον 10-14 sec. Αυτή η τιμή επιλέχθηκε ως η εκτίμηση του χρόνου που χρειάζεται ένας πυρήνας για να αποκτήσει ηλεκτρόνια και έτσι να εμφανίσει τις χημικές του ιδιότητες. Ο χρόνος ημιζωής των δύο βαρύτερων γνωστών στοιχείων, του τενεσίου και του ογκανέσιου είναι πολύ μεγαλύτερος, της τάξης των μιλι-δευτερολέπτων (1msec=10-3sec). Οι ερευνητές Khuyagbaatar et al ανακοίνωσαν την δημιουργία του υπερβαρέως πυρήνα 252Rf, με ρεκόρ ελάχιστης διάρκειας ζωής, μόλις 60 νανοδευτερόλεπτα (1nsec=10-9sec) – δύο τάξεις μεγέθους μικρότερο από το προηγούμενο ρεκόρ.Η ερευνητική ομάδα ομάδα δημιούργησε το ραδερφόρντιο-252 βομβαρδίζοντας έναν στόχο από φύλλα μολύβδου-204 με δέσμη ιόντων τιτανίου-50. Η ομάδα χρησιμοποίησε τέσσερις διαφορετικές ενέργειες δέσμης που οδήγησαν στη σύντηξη του ραδερφόρντιου-254, το οποίο, αποβάλλει ενέργεια εκπέμποντας είτε ένα νετρόνιο για να προκύψει το ραδερφόρντιο-253 είτε δύο νετρόνια για να προκύψει το ραδερφόρντιο-252.Στις μεγαλύτερες ενέργειες δέσμης ευνοήθηκε η παραγωγή του ραδερφόρντιου-252 έναντι του ραδερφόρντιου-253. Συνολικά, παρατηρήθηκαν 27 ιόντα ραδερφόρντιου-252 με χρόνο ημιζωής 13 μικρο-δευτερολέπτων (1μsec=10-6sec). Οι Khuyagbaatar et al προσδιόρισαν ότι σχεδόν όλο το διάστημα των 13 μsec ανήκε στη διάσπαση μιας διεγερμένης ισομερικής κατάστασης του πυρήνα του ραδερφόρντιου-252 . Η θεμελιώδης κατάσταση διασπάστηκε σε μόλις 60 nsec. Ο Khuyagbaatar δήλωσε ότι αυτός και οι συνάδελφοί του μπόρεσαν να μετρήσουν την σχάση στα 60 nsec μόνο χάρη στην ύπαρξη της ισομερικής κατάστασης των 13 μsec του ραδερφόρντιου-252.Η πυρηνική σχάση είναι μια δυναμική διαδικασία που περιλαμβάνει τη συλλογική κίνηση πρωτονίων και νετρονίων, τα οποία καταλαμβάνουν ενεργειακές στάθμες στον πυρήνα. Η μοντελοποίηση της διαδικασίας είναι πολύπλοκη και προκλητική, ειδικά για υπερβαρείς πυρήνες, των οποίων οι αριθμοί των πρωτονίων και των νετρονίων παίρνουν ακραίες τιμές.Το ραδερφόρντιο-252 είναι το ισότοπο του στοιχείου με το μεγαλύτερο έλλειμμα νετρονίων. Ο Khuyagbaatar υποστηρίζει ότι η έρευνά τους θα μπορούσε να βοηθήσει στην βελτίωση της μοντελοποίησης σχάσης του ραδερφόρντιου με έλλειμμα νετρονίων και να βελτιώσει τις προβλέψεις για τους χρόνους ημιζωής σχάσης υπερβαρέων πυρήνων πλούσιων σε νετρόνια. Αυτοί οι πυρήνες συμμετέχουν στο πάνω άκρο της λεγόμενης γρήγορης διαδικασίας (r-process), η οποία ευθύνεται για την παραγωγή των μισών στοιχείων που είναι βαρύτερα από τον σίδηρο. Μέχρι σήμερα, κανένας από αυτούς τους υπερβαρείς πυρήνες της διαδικασίας r δεν έχει κατασκευαστεί σε εργαστήριο.

Στη θάλασσα της αστάθειας, όπου η σχάση συμβαίνει σε χρονική κλίμακα μικρότερη από 10-14 δευτερόλεπτα, δεν μπορεί να υπάρξει κανένα άτομο και επομένως κανένα στοιχείο. Το εξαιρετικά βραχύβιο στοιχείο Rf-252 με χρόνο ημιζωής 60 νανοδευτερόλεπτα παρήχθη και οδηγήθηκε στο σύστημα ανίχνευσης χάρη σε μια ισομερή διεγερμένη κατάστασή του (αιωρείται στο «σύννεφο της σταθερότητας»), με χρόνο ημιζωής 13 μικροδευτερόλεπτα, πάνω από 200 φορές μεγαλύτερο από τον χρόνο ζωής της θεμελιώδους κατάστασης. Στην κορυφή ενός βουνού, εμφανίζεται το αρχέγονο θόριο-232, ένας βαρύς σταθερός κατά την σχάση πυρήνας (στην κλίμακα των 1021 δευτερολέπτων).

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v18/8

[Δροσος Γεωργιος]

Φαϊνμάνιο (Feynmanium): Το τέλος του περιοδικού πίνακα στοιχείων;

Θα τελειώσει κάποτε ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων; Ο αστικος μύθος λέει πως ο Ρίτσαρντ Φάυνμαν είχε θέσει ένα τέλος στο περιοδικό σύστημα μετά το υποθετικό στοιχείο 137, που ονομάζεται untriseptium ή ανεπίσημα feynmanium προς τιμήν του. Το επιβεβαιώνει και ο Σουμπραμανιάν Τσαντρασεκάρ στο άρθρο του με τίτλο ‘On stars, their evolution and their stability‘, γράφοντας ‘πως ατομικός αριθμός Ζ=137, θέτει το όριο για τον μέγιστο αριθμό πρωτονίων που θα μπορούσε να έχει ένας πυρήνας ώστε να επιτρέπεται σταθερή τροχιά σε ένα ηλεκτρόνιο – διαφορετικά παραβιάζεται η σχετικότητα’. Είναι πολύ εύκολο να δειχθεί για ένα υδρογονοειδές ιόν ότι για Ζ>137 το ηλεκτρόνιο στην θεμελιώδη κατάστασή του θα είχε ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός.

Η κατάρρευση του μοντέλου Bohr για Ζ=137

Ο Louis de Broglie ήταν ο πρώτος που είδε τα τροχιακά ηλεκτρόνια ενός ατόμου ως στάσιμα κύματα, συνδέοντας την ορμή του ηλεκτρονίου με το μήκος κύματος ενός στάσιμου κύματος: . Παίρνοντας την σκυτάλη ο Niels Bohr θεώρησε ότι για να σχηματιστεί στάσιμο κύμα σε μια τροχιά ακτίνας r πρέπει το μήκος της τροχιάς να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του μήκους κύματος , όπου . Χρησιμομοιώντας την σχέση του de Broglie για το μήκος κύματος του ηλεκτρονίου , κατέληξε στην συνθήκη κβάντωσης για την στροφορμή του ηλεκτρονίου:  (1), όπου 
Έστω ένα υδρογονοειδές ιόν (διαθέτει ένα μόνο ηλεκτρόνιο) με ατομικό αριθμό Ζ. Σύμφωνα με το ατομικό πρότυπο του Bohr, η δύναμη Coulomb που ασκείται από τον πυρήνα στο ηλεκτρόνιο παίζει τον ρόλο της κεντρομόλου δύναμης οπότε:  (2)
Συνδυάζοντας τις εξισώσεις (1) και (2) παίρνουμε για την ταχύτητα του ηλεκτρονίου: , στην οποία αν εισάγουμε την σταθερά λεπτής υφής , παίρνουμε για την ταχύτητα του ηλεκτρονίου: , όπου c η ταχύτητα του φωτός.
Για Ζ≥137 και n=1, παρατηρούμε ότι η ταχύτητα του ηλεκτρονίου γίνεται μεγαλύτερη ή ίση με την ταχύτητα του φωτός!Ακόμα και πέρα από το απλοϊκό ατομικό μοντέλο του Bohr, οι υπολογισμοί της κβαντικής θεωρίας πεδίου καταλήγουν στο ίδιο αποτέλεσμα. Στην γειτονιά ενός πυρήνα με πάρα πολλά πρωτόνια είναι δυνατόν να προκληθεί το φαινόμενο Schwinger – να δημιουργηθεί δηλαδή ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που να «πυροδοτεί το κενό» δημιουργώντας ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Αυτό μπορεί να θέσει ένα ανώτερο όριο στον αριθμό πρωτονίων που μπορεί να περιέχει ένας ατομικός πυρήνας. Για παράδειγμα σύμφωνα με τον υπολογισμό του Matthew Schwartz στο βιβλίο του «Quantum Field Theory and the Standard Model – σελ.720», για Ζ~137 η ένταση του ηλεκτρικού πεδίο ξεπερνά την κρίσιμη τιμή Εc≥1018 Volts/m και το φαινόμενο Schwinger παύει να είναι αγνοήσιμο. Και σ’ αυτόν τον υπολογισμό ο ατομικός αριθμός 137 σηματοδοτεί πάλι το τέλος του περιοδικού πίνακα στοιχείων.Βέβαια στους παραπάνω υπολογισμούς ο πυρήνας θεωρείται ως σημειακό φορτίο. Αν γίνουν ακριβέστεροι υπολογισμοί λαμβάνοντας υπόψιν και το μέγεθος του πυρήνα, τότε θα μπορούσαν θεωρητικά να υπάρξουν στοιχεία και με Ζ>137, τουλάχιστον μέχρι Ζ=173.

Ακολουθούν δυο σχετικά βίντεο του Sir Martyn Poliakoff από το πανεπιστήμιο του Nottingham:

1. Feynmanium (?)

 

2. Bigger Periodic Table (αναφέρεται στην εργασία του Pekka Pyykkö: ‘A suggested periodic table up to Z ≤ 172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions‘)

 

Το στοιχείο με ατομικό αριθμό 137 ως Feynmanium (συναναντάται και με το σύμβολο Uts ως Untriseptium)

[Δροσος Γεωργιος]

Ο περιοδικός πίνακας, μια επιστημονική περιπέτεια. 

Τα στοιχεία

Οι αρχαίοι έλληνες φιλόσοφοι αναγνώριζαν μόνο τέσσερα στοιχεία: τη γη, το νερό, τον αέρα και τη φωτιά, τα οποία επιβιώνουν ακόμη και σήμερα στην αστρολογική υποδιαίρεση των δώδεκα ζωδίων. Ορισμένοι εξ αυτών πίστευαν ότι τούτα τα διαφορετικά μεταξύ τους στοιχεία αποτελούνταν από μικροσκοπικά συστατικά διαφορετικού σχήματος και πως αυτό εξηγούσε τις ποικίλες ιδιότητες των στοιχείων. Τα βασικά σχήματα των τεσσάρων στοιχείων θεωρείτο ότι αντιστοιχούσαν σε εκείνα των Πλατωνικών στερεών (Εικόνα 1), τα οποία αποτελούνται εξ ολοκλήρου από τα ίδια διδιάστατα σχήματα, όπως τρίγωνα ή τετράγωνα. Οι Έλληνες πίστευαν ότι η γη αποτελούνταν από μικροσκοπικά κυβικά σωματίδια, συσχετισμός στον οποίο προέβησαν επειδή, μεταξύ όλων των Πλατωνικών στερεών, ο κύβος είναι εκείνο που διαθέτει τις έδρες με τη μεγαλύτερη επιφάνεια. Η ρευστότητα του νερού εξηγήθηκε από την ομαλότητα που διακρίνει το σχήμα του εικοσάεδρου, ενώ η φωτιά θεωρείτο επώδυνη στην αφή επειδή αποτελούνταν από αιχμηρά σωματίδια με τη μορφή τετραέδρου. Ο αέρας πιστευόταν ότι αποτελείται από οκτάεδρα, καθώς αυτό ήταν το μόνο εναπομείναν Πλατωνικό στερεό. Αργότερα ανακαλύφθηκε από μαθηματικούς κι ένα πέμπτο Πλατωνικό στερεό, το δωδεκάεδρο, το οποίο οδήγησε τον Αριστοτέλη στο να προτείνει την ύπαρξη ενός πέμπτου στοιχείου, της «πεμπτουσίας», που έγινε γνωστό και ως αιθέρας.Μολονότι σήμερα η ιδέα πως τα στοιχεία αποτελούνται από Πλατωνικά στερεά θεωρείται βεβαίως εσφαλμένη, εντούτοις υπήρξε η απαρχή της γόνιμης ιδέας ότι οι μακροσκοπικές ιδιότητες των ουσιών καθορίζονται από τις δομές των μικροσκοπικών συστατικών από τα οποία αποτελούνται. Τα συγκεκριμένα «στοιχεία» επιβίωσαν μέχρι και μετά τον Μεσαίωνα, εμπλουτισμένα με εκείνα που ανακάλυψαν οι αλχημιστές, οι οποίοι υπήρξαν πρόδρομοι των σημερινών χημικών. Ο πιο γνωστός στόχος των αλχημιστών ήταν να επιτύχουν τη μεταστοιχείωση των υφιστάμενων στοιχείων. Συγκεκριμένα, προσπάθησαν να μετατρέψουν το βασικό μέταλλο μόλυβδος στο ευγενές μέταλλο χρυσός, του οποίου το χρώμα, η σπανιότητα
και η χημική αδράνεια το καθιστούν ένα από τα πιο πολύτιμα υλικά στην ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού.Εκτός όμως από το να τα θεωρούν υπαρκτές ουσίες, οι έλληνες φιλόσοφοι αντιλαμβάνονταν τα «στοιχεία» και ως αρχές ή ως τάσεις και δυνατότητες που συνέβαλλαν στο να αναδυθούν οι παρατηρήσιμες ιδιότητες των στοιχείων. Τούτη η μάλλον λεπτή διάκριση μεταξύ της αφηρημένης μορφής ενός στοιχείου και της παρατηρήσιμης εκδοχής του διαδραμάτισε πολύ σπουδαίο ρόλο στην ανάπτυξη της χημείας, παρόλο που στις μέρες μας η εν λόγω διάκριση δεν είναι ιδιαιτέρως κατανοητή ακόμη και από επαγγελματίες χημικούς. Η έννοια ωστόσο του αφηρημένου στοιχείου λειτούργησε ως θεμελιώδης καθοδηγητική αρχή για ορισμένους από τους πρωτοπόρους του περιοδικού συστήματος, όπως ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ, ο οποίος διαδραμάτισε τον πλέον πρωταγωνιστικό ρόλο στην περιπέτεια της ανακάλυψής του.Σύμφωνα με όσα αναφέρουν στην πλειονότητά τους τα σχολικά εγχειρίδια, η χημεία άρχισε να αναπτύσσεται ουσιαστικά μονάχα όταν εγκατέλειψε τη σοφία των αρχαίων Ελλήνων και την αλχημεία, όσο και την έκδηλα μυστικιστική κατανόηση της φύσης των στοιχείων. Σε γενικές γραμμές, ο θρίαμβος της σύγχρονης επιστήμης θεωρείται ότι βασίζεται στην άμεση πειραματική παρατήρηση, η οποία υποστηρίζει ότι μόνο όσα είναι δυνατόν να παρατηρηθούν αξίζει και να ληφθούν υπόψη. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η πλέον αφηρημένη και πιθανόν πιο θεμελιώδης έννοια των στοιχείων έχει εν γένει απορριφθεί. Για παράδειγμα, ο Αντουάν Λαβουαζιέ υποστήριζε ότι ένα στοιχείο πρέπει να ορίζεται με βάση την εμπειρική του παρατήρηση, θέτοντας έτσι σε δεύτερη μοίρα τον ρόλο των αφηρημένων στοιχείων. Ο Λαβουαζιέ θεωρούσε πως ένα στοιχείο είναι μια υλική ουσία που ακόμη δεν έχει διασπαστεί σε απλούστερα συστατικά. Το 1789 ο Λαβουαζιέ δημοσίευσε έναν κατάλογο αποτελούμενο από τριάντα τρεις απλές ουσίες ή στοιχεία, με βάση το ανωτέρω εμπειρικό κριτήριο (Εικόνα 2). Τα αρχαία στοιχεία, δηλαδή η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά, για τα οποία είχε πλέον αποδειχθεί ότι αποτελούνται από απλούστερες ουσίες, σωστά παραλήφθηκαν από τον εν λόγω κατάλογο των στοιχείων.

Η ανακάλυψη των στοιχείων

Ορισμένα στοιχεία, όπως ο σίδηρος, ο χαλκός, ο χρυσός και ο άργυρος, είναι ήδη γνωστά από τις απαρχές του πολιτισμού μας. Τούτο οφείλεται στο γεγονός ότι τα συγκεκριμένα στοιχεία απαντώνται στη Γη σε καθαρή μορφή ή είναι εύκολο να διαχωριστούν από τα ορυκτά εντός των οποίων βρίσκονται.Οι ιστορικοί και οι αρχαιολόγοι αναφέρονται συχνά σε συγκεκριμένες εποχές της ανθρώπινης ιστορίας, όπως είναι η Εποχή του Σιδήρου ή η Εποχή του Χαλκού (με τον Χαλκό να αποτελεί ένα κράμα χαλκού και κασσίτερου). Οι αλχημιστές προσέθεσαν αρκετά ακόμη στοιχεία στον κατάλογο, όπως το θείο, τον υδράργυρο και τον φωσφόρο. Σε πιο σύγχρονους καιρούς, η ανακάλυψη του ηλεκτρισμού επέτρεψε στους χημικούς να απομονώσουν πολλά από τα πιο δραστικά στοιχεία, τα οποία, σε αντίθεση με τον χαλκό και τον σίδηρο, δεν μπορούσαν να εξαχθούν διά της θέρμανσης των μεταλλευμάτων τους με τη χρήση ξυλάνθρακα (κάρβουνου). Στην ιστορία της χημείας, υπήρξαν σημαντικές περίοδοι κατά τις οποίες αρκετά στοιχεία ανακαλύφθηκαν μέσα σε διάστημα λίγων ετών. Για παράδειγμα, ο άγγλος χημικός Χάμφρυ Ντέιβυ χρησιμοποίησε την ηλεκτρική ενέργεια – πιο συγκεκριμένα, την τεχνική της ηλεκτρόλυσης – για να απομονώσει περίπου δέκα στοιχεία, μεταξύ των οποίων το ασβέστιο, το βάριο, το μαγνήσιο, το νάτριο και το χλώριο.Μετά την ανακάλυψη της ραδιενέργειας και της πυρηνικής σχάσης, ανακαλύφθηκαν ακόμα περισσότερα στοιχεία. Τα τελευταία επτά στοιχεία που απομονώθηκαν μεταξύ των ετών 1917 και 1945, και τα οποία εμπίπτουν στην κατηγορία των φυσικών στοιχείων, ήταν το πρωτακτίνιο, το άφνιο, το ρήνιο, το τεχνήτιο, το φράγκιο, το αστάτιο και το προμήθειο. Ένα από τα τελευταία κενά που απέμενε να συμπληρωθούν ήταν αυτό του στοιχείου 43, στο οποίο δόθηκε η ονομασία τεχνήτιο από την ελληνική λέξη «τέχνη», που σημαίνει κάτι το «τεχνητό». Το συγκεκριμένο στοιχείο «σχηματίστηκε» κατά τη διάρκεια ραδιοχημικών αντιδράσεων που δεν θα ήταν δυνατές πριν από την έλευση της πυρηνικής φυσικής. Σήμερα ωστόσο φαίνεται πως το τεχνήτιο απαντάται και στη φύση, αν και σε πολύ μικρές ποσότητες.

απόσπασμα από το βιβλίο του Eric R. Scerri, «Ο ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ, μια επιστημονική περιπέτεια», μετάφραση – επιστημονική επιμέλεια: Ιουλία Σμόνου, ΠΕΚ

https://cup.gr/book/o-periodikos-pinakas/

 

.

Το επεξεργάστηκε 2 ώρες πριν ο Δροσος Γεωργιος