Bayan Nasser ALtayyer

محضرة مختبر - قسم كيمياء - كلية التربية بالزلفي

كيمياء العناصر







تصنيف العناصر

يعتـبر الجـدول الـدوري طريقة لتنظيم ومقارنة العناصر الكيميائيـة؛ فهـو يوفـر معلومـات عـن كـل العنـاصر الكيميائية المعروفة.
الدورات :-
يظهـر كـل عنصـر فـي الجدول برمزه، والعنــاصر مرتبـة فـي سـبعة صفـوف تسـمى دورات، وتقـرأ مـن اليسـار إلـى اليميـن. وتبين الـدورات تسلسـلًا مـن العنـاصر المعدنية إلى العناصر غـير المعدنيـة. ولا ينتمـي الهيدروجين بوضوح إلى أي مـن التصنيفيـن. وتـرتب العنـاصر فـي دورات حسـب أعدادهـا الذريـة مـن 1 إلـى 103. ويظهـر ذلك في أعلى الركن الأيسر من كل خانة. ويشير العدد الذري إلـى عـدد البروتونـات فـي نواة العنصر، والبروتونات عبارة عن جسيمات موجبة الشحنة في مركز الذرة.
المجموعات :-
يمثـل كـل عمـود فـي الجـدول مجموعة عنــاصر تقــرأ رأسـيًّا، ويحـتوي عـلى العنــاصر ذات الخصــائص المتماثلــة. ويوجـد ثمانية تقسيمات رئيســية للعنــاصر مرتبــة حســب عـدد الإلكترونـات والجسـيمات السالبة الشحنة موجودة في الــغلاف الخـارجي للـذرة. ويـتراوح عـدد الإلكترونات للعناصر مــا بيــن 1 و8 إلكترونـات فـي الغلاف الخارجي. وتســلك عنـاصر كـل مجموعـة سلوكا متماثلا.
المعادن القلوية :-

تضم المجموعة الأولى في الجدول الدوري عناصر الليثيوم، والصوديوم، والبوتاسيوم، والربيديـوم، والسـيزيوم، والفرانسـيوم. وتتصف المعادن القلويـة بكونهـا متفاعلـة جـدًا لـذلك يتم تخزينها في الـزيت لحمايتهـا مـن الأكسجين وبخار الماء الموجودين فـي الهـواء. وتعتـبر درجات حرارة انصهارها وغليانها منخفضـة، وتطفو على سطح الماء، كما يمكن قطعها بسكين، وتتفاعل مع الماء مكونة محاليل قلوية.
المعادن القلوية الأرضية :-
تضم المجموعة الثانية عناصر البيريليوم، والماغنسـيوم، والكالسيوم، والإسترنتيوم، والراديــوم، وتلـك العنـاصر ذات لـون أبيـض رمـادي، وجميعهـا طيّعـة (لينـة) إلا أنهـا تخـتلف فـي مقـدار صلابتهـا. وتحـتوي المعـادن القلوية الأرضي على زوج مـن الإلكترونـات فـي أقصـى الـغلاف الخـارجي والذي يمكـن إزالته من ذراته بسهولة لتكوين أيونات موجبة ويعطيهـا ذلك خاصية كيميائية معينة. والمعادن القلوية الأرضية غير نشطة كالمعادن القلوية.
الهالوجينات .
الهالوجينات :- الهالوجينــات هــي العنــاصر الموجـودة بالمجموعـة السـابعة، وتضـم: الفلـورين، والكلـور، والـبروم، واليـود، والإستاتين. وتلك العناصر نشـطة للغايـة بحـيث لا يمكـن أن تتواجـد حـرة في الطبيعـة بـل نجدهـا متحـدة مع معادن في الأملاح مثل كلوريــد الصوديــوم. وهــذا هــو ســبب تســميتها بالهالوجينـات أو مكونات الملح. وتوجد الهالوجينات في مركبـات ذات أيونـات سـالبة. والإسـتاتين هو العنصر الآخر في المجموعة الذي ل يتواجد في الطبيعة.
الغازات الخاملة :-
تضــم المجموعـة الثامنـة عنـاصر غـير نشـطة للغايـة، وتشمل: الهليوم، النيون، والأرجــون، والكربتـون، والزينـون، والـرادون. وكلهـا غـازات لا لـون لهـا في درجة حرارة الغرفة، ودرجات انصهارهـا وغليانهـا منخفضـة. وتتواجـد كلها كذرات منفصلـة. وحتى عام 1962م لم يكن هناك مركبات معروفـة للغـازات الخاملـة وظـن الكيميائيون أنها غير نشطة بالمرة، ولذا سموها بالخاملة.


الكربون :-
الكربـون عنصـر مهم، وهو عنصر غير معــدني ويكــون 0.2% مـن القشـرة الأرضيـة. ويوجـد الكربون في الطبيعة في صور نقية ومتحـدًا مـع عنـاصر أخرى. ويوجد الكربون بالطبيعة فـي ثلاثـة أشـكال: المـاس، والجـرافيت، والفحم. وفي المـاس تكون ذرات الكربون مرتبة بانتظام في هيكل بحيث تحاط كل ذرة بأربع ذرات أخرى مكونة إنشاءً بلوريًّـا متينًـا ممـا يجـعل الماس أصلب مادة معروفة على وجه الأرض. وفي الجرافيت تحاط كل ذرة بثلاث أخـرى مكونة نمطًا طبقيًا، مما يجعل الجرافيت لينـًا. أمـا الفحـم فبنيتـه غير منتظمة. والكربون عنصر فريد لتعـدد وتنـوع مركباتـه عـلى نحو ضخم، فهو أساس الكيميـاء العضوية وكل الأنظمة الحية. ويعود الشمول والتنـوع اللـذان تتمـيز به كيمياء الكربون إلى قدرته عـلى تكـوين روابط مفردة، وثنائية، وثلاثية مع نفسه ومع العناصر الأخرى .
العناصر الانتقالي :-
تسمى العناصر (المظللة) في ذلك الجزء مـن الجـدول بالمعـادن الانتقاليـة وفيهـا يخـتلف كل عنصر عن جاره الموجود في دورة أخرى بعـدد الإلكترونـات الموجـودة فـي الغلاف التالي لغلاف الإلكترون الخارجي.

سلاسل اللنثنيد والأكتنيد :-
الصفـان الأخيران عند قاع الجدول يمثلان مجـموعتي اللنثنيـد والأكتينيـد ويظهران فـي الجـدول منفصليـن لأن خواصهمـا متشـابهة لدرجة أنهمــا لا يغطيـان سـوى عنصـرين فقـط فـي الجـدول الرئيســي. ومجموعـة اللنثنيـد عنـاصر معدنيـة نـادرة ويماثلهـا مجموعة الأكتينيد كيميائيًا.

ويعتبر اليورانيوم أكتينيدًا.



@@البوتاسيوم


يعتبر من أكثر المواد المنحلة تركيزا داخل الخلايا، وهو مهم جدا في الانقباض العضلي وانتقال الإشارات العصبية. نقصه في الجسم، عن طريق العرق الشديد، يؤدي إلى تقلصات عضلية.
المصادر الغذائية: فواكه وخضراوات وبشكل خاص الموز والأناناس والبرتقال والتفاح والرّطب والزبيب والبطاطا والفاصولياء.

@@ الحديد

يدخل في تركيب الهيموجلوبين والميوجلوجين الذي ينقل الأكسجين إلى عضلات الجسم، كما يدخل في تركيب الإنزيمات وفي إنتاج الطاقة.
المصادر الغذائية : اللحوم ، (وبشكل خاص لحوم الأعضاء الداخلية مثل الكبد، والكلاوي، والأسماك، وصفار البيض، والبقوليات (حمص،فول،عدس) والفواكه المجففة، والجوز، ورقائق الذرة.

@@ الخارصين

يدخل في تركيب أنواع عديدة من الأنزيمات الحيوية في الجسم، كما ينشط عمل الأنسولين. ضروري للنمو الطبيعي للأعضاء التناسلية ومنع فقر الدم وشفاء الجروح وتنشيط عمليات النمو بشكل عام.
المصادر الغذائية: أي مواد بروتينية من مصدر حيواني، كذلك البقوليات (فول، حمص، عدس)، الجوز، البيض --.


@@ السيليكون
يدخل في تركيب الأنسجة الضامة في الجسم، ويساعد على ترسب الكالسيوم والفسفور في العظام. يدخل في تركيب العقد الليمفاوية والجلد والشريان الأورطي في القلب والقصبة الهوائية، كما يدخل في تركيب المواد الأساسية للعظام.
المصادر الغذائية: جلد الدجاج (طبقة الدهن الخارجية على لحم الدجاج) والحبوب والشعير--

@@ الصوديوم
يعمل على تنظيم توزيع سوائل الجسم خاصة الماء، ويعتبر أحد مكونات البيكربونات المسؤولة عن التوازن الحامضي والقاعدي في الجسم.
المصادر الغذائية : ملح الطعام أو أي مادة غذائية تحتوي على الملح

@@الفاناديوم
المساعدة في عملية تكسير الدهون.
المصادر الغذائية: الحبوب والخبز والجوز والزيوت النباتية.

@@الكالسيوم

الكالسيوم من أكثر المعادن تركيزا في الجسم، يدخل 99% منه في تركيب العظام والأسنان والباقي في العضلات. يعتبر الكالسيوم ضروريا لحدوث الانقباض العضلي وانتقال الإشارات العصبية، ويساعد على تخثر الدم.
المصادر الغذائية:
الحليب ومشتقاته، البيض، الأسماك، الخضراوات الورقية الداكنة--

@@ الفسفور

يتشارك الفسفور مع الكالسيوم في تركيب العظام والأسنان حيث يتركز 80% من فوسفور الجسم في تلك المناطق. ويدخل الفسفور في عملية التخلص من الحوامض أو القواعد الزائدة في الجسم، كما أنه ضروري لانقباض العضلات ونشاط الأعصاب ويدخل في تركيب الحوامض النووية الأساسية المسؤولة عن نقل الصفات الوراثية بين الأفراد. كما يدخل في تركيب بعض الإنزيمات.
المصادر الغذائية : مشتقات الحليب، الجوز، اللحوم بأنواعها

@@الفلور

يدخل في تركيب الأسنان ويمنع التسوس، ضروري للمحافظة على قوة وسلامة العظام.
المصادر الغذائية: الأطعمة البحرية ومياه الشرب

@@الكبريت

يدخل في تركيب الهرمونات وبعض الفيتامينات، وينظم بعض الوظائف الحيوية في الجسم.
المصادر الغذائية: اللحوم والكبد والأسماك والبيض،والجبن والفاصولياء

@@ الكروم

ينشّط الكروم الأنزيمات الخاصة بتمثيل المواد الكربوهيدراتية، كما ينشّط صنع الأحماض الدهنية والكولسترول في الجسم وينشط عمل الأنسولين.
المصادر الغذائية: زيت الذرة، واللحوم، والفواكه، والخضراوات، والأطعمة البحرية، ومياه الشرب (كمية الكروم في النباتات تعتمد على نوع التربة

@@الكوبالت

يدخل في تركيب فيتامين ب12 الضروري لتنشيط عملية صنع كريات الدم الحمراء.
المصادر الغذائية: جميع مصادر فيتامين ب12 مثل اللحوم، البيض، الحليب ومشتقاته

@@المغنيسيوم

ضروري للعضلات والجهاز العصبي، ويدخل في تركيب العظام وتركيب بعض أنزيمات الجسم.
المصادر الغذائية: الجوز، البقوليات، فول الصويا، القمح، الذرة، الشوكولاته، الجزر، الأطعمة البحرية، البازيلاء

@@ منغنيز
منشط لبعض الأنزيمات الضرورية لصنع الهيموجلوبين، وهو ضروري لنمو وإنتاج الهرمونات الجنسية وغدد الحليب، وضروري لتنشيط صناعة الجليكوجين في الخلايا وسلامة العظام.
المصادر الغذائية : الجوز، الخضراوات، والفواكه

@@ اليود

يدخل في تركيب هرمون الثيروكسين الضروري لزيادة نشاط التفاعلات الكيميائية في الجسم.
المصادر الغذائية: ملح الطعام المقوّى باليود، الأطعمة البحرية، زيت السمك، الخضراوات التي تزرع في تربة غنية باليود



استخدامات العناصر

يعتمد استخدام العنصر في مجال ما على عدة عوامل منها:


1. توفر الصفات الملائمه

هنالك علاقة بين استخدام العنصر وتركيبه الإلكتروني وصفاته ، فالتركيب الإلكتروني يمنح صفات معينة للعنصر، تؤهله لاستخدامات معينة.

فمثلاً يستخدم النحاس في صناعة الأسلاك الكهربائية لأنه موصل جيد للحرارة والكهرباء لاحتوائه على إلكترونات حرة الحركة في تركيبه الإلكتروني، ومن جهة أخرى البوتاسيوم فلز كالنحاس ولكنه لا يستخدم لنفس الغرض على الرغم من احتوائه أيضاً على إلكترونات حرة الحركة لأنه طري ودرجة انصهاره منخفضة ( 563.7س ) وغير قابل للسحب كالنحاس.


2. توافره

العناصر نادرة الوجود لا يمكن استخدامها في الصناعات التي تتطلب كميات كبيرة منه.



3. كلفة استخراجه

العناصر الثمينة لا يمكن استخدامها في المجالات التي تتطلب استهلاك كميات كبيرة منها. فمثلاً لا يمكن استخدام الذهب في صناعة الأسلاك الكهربائية على الرغم من كونه موصلاً جيداً للكهرباء أو أن يستخدم في صناعة أدوات الطبخ وذلك لكلفته العالية.

يقال أن نابليون بونابرت امبراطور فرنسا كان يتناول طعامه بأدوات من الألومنيوم، وكان ما دون من النبلاء وأفراد حاشيته يتناولون طعامهم بأدوات من الذهب، وذلك بسبب ندرته وكلفة استخراجه العاليتين في ذلك الوقت.



4.سهولة تحضيره

بعض العناصر الممثلة واستخداماتها

توجد العناصر في الطبيعة بشكل حر أو متحدة مع نفسها أو مع غيرها من العناصر. وهنالك عدة مصادر للعناصر وهي:

3. الهواء الجوي. 2. البحار 1. القشرة الأرضية.




السبائك Alloys




تركب السبيكة من فلزين أو أكثر وقد تحتوي بعض السبائك علي عناصر غير فلزية مثل السيليكون والكربون والفسفور والكبريت

وتختلف طريقة ارتباط العناصر المكونة للسبيكة من حالة لاخري فمثلا :
1- قد تذوب هذه العناصر في بعضها البعض مكونة محلولا صلباً
2- قد تتحد هذه العناصر مع بعضها البعض مكونة مركب كيميائي
3- في بعض الاحيان تنتشر بعض هذه العناصر انتشاراً متجانساً في السبيكة



وقد تختلف خواص السبيكة كلية عن خواص العناصر الداخلة في تركيبها
ويمكن التحكم في بعض هذه الخواص مثل الصلابة ومقاومة الصدأ بتغير نسب العناصر الداخلة في تركيب السبيكة

وبعض العناصر يندر استخدامها في السبائك مثل الكالسيوم والاسترانشيوم والباريوم والصوديوم والبوتاسيوم
كما أن هناك نوع من السبائك يعرف بالمملغم وهو يتكون بإذابة الفلزات في الزئبق
وكثيرا ما يستخدم المملغم في حشو الاسنان

وقد أمكن تحضير عدد من السبائك لكل منها استخداماته الخاصة ومن أمثلة السبائك
سبيكة النحاس الاصفر Brass
مكوناتها : نحاس (50% ) - خارصين (10 -50 % ) - رصاص وقصدير ( 1-10%)
درجة انصهارها : 1000 درجة مئوية

سبيكة البرونز Bronze
مكوناتها : نحاس (50% ) - قصدير (10 -50 % ) - رصاص وخارصين ( 1-10%)
درجة انصهارها : 950 درجة مئوية

سبيكة اللحام Solder

مكوناتها : رصاص (50% ) - قصدير (10 -50 % )- حديد (أقل من 1 % )
درجة انصهارها : 250 درجة مئوية


سبيكة الصلب غير القابل للصدأ Wodd,s alloy

مكوناتها : حديد (50% ) - نيكل - كروم (10 -50 % ) - )- منجنيز- كربون (أقل من 1 % ) درجة انصهارها : 1400 درجة مئوية

وهناك عدد من سبائك الحديد تجدونه في عرض البوربوينت ( الحديد ) في قسم البوربوينت بالمنتدي



تحليل السبائك

يجب ان تكون السبيكة علي هيئة برادة أو خراطة دقيقو لتسهيل عملية الاذابة كما يجب ازالة أي آثار للشحوم أو الزيوت العالقة بها وذلك بغسلها بالاسيتون أو أثير البترول

ولاختبار المذيب يجري اختبار تمهيدي علي جزء صغير من السبيكة باستخدام حمض الهيدروكلوريك ثم النيتريك ثم الماء الملكي
وتجري هذه الاختبارات مع الاحماض المخففة الباردة فالساخنة ثم مع الاحماض المركزة الباردة فالساخنة

وهناك بعض السبائك لا تذوب في الاحماض مثل سبيكة النحاس والرصاص والقصدير
فمثلا هذه السبيكة لا تتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك حيث ان النحاس يلي الهيدروجين في السلسلة


ويمكن تكوين فكرة مبدئية عن مكونات السبيكة بملاحظة تفاعلاتها مع الاحماض المختلفة فمثلا : 1- اذا كانت السبيكة تذوب تماما في حمض الهيدروكلوريك فانها قد تتكون من بعض الفلزات التي تسبق الهيدروجين في السلسلة الكهروكيميائية
2- اذا كانت السبيكة تذوب تماما في حمض النيتريك فانها لا تحتوي علي القصدير أو الانتيمون
3- اذا كانت السبيكة تذوب تماما في الماء الملكي فانها لا تحتوي علي الفضة او الرصاص
4- أي سبيكة لا تذوب في أي من الاحماض السابقة فانها تحتوي علي نسبة عالية من السليكون

ملحوظة
تعتمد طريقة تحليل السبائك علي علي نفس الاسس التي تستخدم في تحليل الشق القاعدي في المخاليط مع مرعاة الاتي :


1- اذا كانت السبيكة لا تذوب في حمض الهيدروكلوريك فان ذلك يعني عدم وجود أي من عناصر المجموعة الاولي

2- عند تدوين النتائج يجب مراعاة ان السبائك تتكون من الفلزات في حالتها العنصرية وليس علي هيئة أيونات


بعض معاني اسماء العناصر:



الهيدروجين: كلمة اصلها لاتيني وتعني منتج للماء.

هيليوم: من الكلمة اليونانية الاصل هليوس وتعني شمس.

ليثيوم: من الكلمة اليونانية ليثوس وتعني حجر

بريليوم: اصلها بريل وهي اسم المادة التي انتج منها العنصر اول مرة

بور: اصلها بوراكس وهي اسم للمادة التي انتج منها العنصر اول مرة

كربون: كلمة يونانية تعني الفحم

نيتروجين: كلمة لاتينية تعني خانق

اكسجين: كلمة انجليزية تعني ينتج الحامض

فلور: كلمة انجليزية تعني الانسياب

نيون: من الكلمة اليونانية نيوس وتعني جديد

مغنسيوم: على اسم ماغنيسيا - مدينة اسيوية قديمة

الومنيوم: اصلها الوم وهي كلمة لاتينية تعني حجر الملح

فوسفور: كلمة يونانية الاصل وتعني حامل للضوء

كلور: كلمة يونانية تعني الاصفر المائل الى الخضرة

سكانديوم: على اسم اسكندنافيا

تيتانيوم: على اسم تيتان - عملاق من الاساطير اليونانية

فانديوم: على اسم فانديوس الهة الحب لدى الاسكندنافيين

كروم: كلمة يونانية تعني اللون

منغان: كلمة يونانية تعني مغناطيس

كوبالت: كلمة المانية تعني الجني الشرير

نيكل: مشتقة من كوبر نيكل الالمانية وتعني نحاس الجن

غاليوم: اسم فرنسا القديم - غاليا

غرمانيوم: على اسم المانيا

سلنيوم: كلمة يونانية تعني القمر

بروم: كلمة يونانية تعني منفر

كربتون: كلمة بونانية تعني مختبئ

روبيديوم: اصلها من الكلمة اللاتينية روبيدوس وتعني احمر

سترونسيوم: مدينة اسكتلندية اكتشف فيها هذا العنصر

ايثريوم: على اسم مدينة ايثربي السويدية التي اكتشف فيها العنصر

زركونيوم: زركون كلمة يونانية تعني نوعا من الاحجار الكريمة

روثانيوم: مدينة تقع على جبال الاورال الروسية

بلديوم: اسم نجم

كادميوم: كلمة لاتينية تعني الارض

اطلاق الاسماء على العناصر:



]فيما مضى كان هناك شخص غريب ، حينما تخبره عن النجوم ، وعن تركيبها ، ولماذا تشع بالضوء يصرخ : أنا أستطيع فهم ذلك كله ..! لكن ألذي أريد أن أعرفه هو كيف اكتشف الفلكيون أسماء النجوم المختلفة .[/c]

[c]تحوي القائمة النجمية مئات الآلآف من أسماء الأجسام الثقيلة لكن لايعتقد أن الأسماء الجميلة مثل نجم الجوزاء أو نجم الشعرى اليمانية تطلق على كل النجوم .. ولكن يمكن للخبير تعيين النجم وتحديد درجته الطيفية من مجرد معرفة رمزه ..[/c]

[c] نجد أن عدد العناصر الكيميائية لا يقارن بعدد النجوم ، لكن أسماءها غالباًَ ما ترتبط بقصص اكتشافها المثيرة ، والكيميائين الذين اكتشفوا عناصر جديدة لم يسلموا من الحيرة عند التفكير في اسم للمولود الجديد ..[/c]
[c] لن نعثر بسهولة على أسماء رومانسية مثل الهيدروجين ( باليونانية صانع الماء ) والأكسجين ( صانع الحمض ) والفوسفور ( جالب الضوء ) فهذه الأسماء تسجل أهم الخواص للعناصر ..[/c]
[c]وسوف نذكر هنا طريقة من هذه الطرق :[/c]
بعض العناصر سميت باسم كواكب النظام الشمسي مثل :
السيلينيوم Selenium ( القمر باليونانية ) والتيلوريوم Tellurium( الأرض باليونانية ) والنيبتونيوم Neptunium والبلوتونيوم Plutonium .



اسماء العناصر المشتقة من الأساطير القديمة :

التنتاليوم من Tantalus وهو اسم الابن المفضل ( لزيوس ) الذي عوقب بوحشية على أساءته ، وأُمر بالوقوف في ا لماء حتى رقبته ، وتتدلى فوقه أغصان الفواكه الرطبة ذات الرائحة العطرة ، لكن حينما كان يريد أن يطفيء عطشه ، كان الماء يتدفق بعيداً عنه ، وحين كان يريد أن يشبع جوعه ويمد يديه ليقطف فاكهة كانت الأغصان تتأرجح بعيداً عنه ...

والمعاناة التي لاقاها الكيميائيون قبل محاولتهم الناجحة في فصل عنصر ال Tantalum من خاماته يمكن مقارنتها بمعاناة ابن زيوس ..

كذلك فإن أسماء مثل التيتانيوم Titanium والفانديوم Vanadium هي أيضاً مشتقة من الأساطير اليونانية القديمة ....

وهل تعلم أن هناك بعض العناصر سُميت بأسماء قارات وبلاد معينة ..



الجرمانيوم Germanium
واسم العنصر مُشتق من الاسم اللاتيني للألمانيا Germania ...
نحن نعلم بان مندليف عندما رتب عناصر الجدول الدوري ترك مربعات خالية لعناصر لم تكتشف في ذلك الوقت ....وفي أوائل مارس 1886 م تسلم مندليف خطاباً كان هذا نصه :
سيدي العزيز :
اسمح لي أن أقدم لك الطبعة الثانية لوثيقة تنطوي على تقرير يفيد أنني قد اكتشفت عنصراً جديداً وأسميته جرمانيوم Germanium . وفي أول الأمر اعتقدت أن هذا العنصر سيملأ الفراغ الموجود بين عنصري الأنتيموني Antimony والبزموث Bismuth في نظامك الدوري الرائع ، وأن هذا العنصر ، سيطابق مع ما أسميته في جدولك بـ ( ما بعد الأنتيموني ) eka-antimony ، ولكن الحقائق تشير إلى أننا يجب أن نفكر في ما بعد السيلكون
eka-Silicon .
انني آمل في القريب العاجل أن تمدني بمعلومات أكثر تفصيلاً عن تلك المادة ..
واليوم راودتني رغبة ، لأبلغك عن حل جديد للمشكلة العويصة في بحثك العظيم ، وأنتهز الفرصة لأعبر لك عن احترامي العميق لك ...
المخلص لك
كليمنس وينكلر Clemens Winkler
فريبرج – ساكسوني
20 من فبراير 1886
أما قصة اكتشافه للعنصر فهي كالتالي :
فقد كان كليمنس وينكلر يحلل الـ argyrodite واكتشف معادن لم تكن في الحقيقة معروفة جيداً من قبل في ساكسوني ، مثل الفضة والكبريت مع كميات قليلة من الحديد والزنك والزئبق .. ولكن الذي أدهشه هو أن مجموع نسبة هذه العناصر في الــ argyodite 93 في المائة فقط ويصعب جعلها 100 في المائة .. والباقي مادة آخرى ..
ما اسم اهذه المادة والتي تبلغ الـ 7 في المائة ....؟؟
ولماذا أدهشته ...؟؟
فاستخدم وينكلر جميع طرق التحليل لمعظم العناصر آنذاك ، وبعدئذ وضع وينكلر افتراضاً مؤقتاً ، وهو بما أن نسبة 7 في المائة لا يعرف لها اسم رغم التحليل، فلابد أنها تنتمي إلى عنصر غير معروف . كان افتراضه هذا مقنعاً للغاية .. فبتغيير بسيط في اجراء التحليل ، عزل وينكلر نسبة الـ 7 في المائة المحيرة ، وأثبت أنها تنتمي لعنصر جديد لم يكن معروفاً في ذلك الوقت ، وقد أسماه بالجرمانيوم تخليداً لوطنه الأصلي ( ألمانيا )...
والصورة توضح الترانزستور البدائي القديم .. حيث يعتبر الجرمانيوم شبه موصل للكهرباء ..


الجاليوم Gallium
واسم العنصر مُشتق من الجال وهو الاسم القديم لفرنسا ....
ويستخدم الجاليوم في الميكرويف وذلك لجودة توصيله للحرارة والكهرباء...



الفرانسيوم Francium
وسُميَّ العنصر نسبةً إلى فرنسا ...

البولونيوم Polonium
سُميَّ العنصر نسبةً إلى بولندا ...
كانت البداية متواضعة ومتحمسة في نفس الوقت لذلك البحث الذي أدى إلى اكتشاف اليورانيوم وبالتالي البولونيوم والراديوم.. لقد بدأت مدام كوري في سلوك طريق يوصلها إلى شهادة عالية من شهادات الدكتوراة ، لكنها وجدت نفسها في نهاية الطريق أمام جائزتي نوبل ....!!!
وكانت الرحلة في ذلك الطريق لم تكن سهلة مريحة ... وإنما كانت عسيرة شاقة ، وكانت تتطلب منذ الخطوة الأولى رجل وامرأة لديهما خيال فائق وشجاعة نادرة وصبر طويل ..
فكان المعمل الذي كان يجريان تجاربهما عبارة عن مخزن أخشاب قديم متهدم يشبه ( العشة ) اندفعت الباحثة الصغيرة المصابة بالدرن ومعها زوجها نحو المجهول بكل تصميم.. ولكنهما أخذا يختبران بهما خواص اليورانيوم وطبيعته ...
وتستمر المسيرة الصعبة ، وتذهب مدام كوري في ذات يوم إلى أختها وقلبها يدق دقاً وهي تقول : ( أتعرفين يابرونيا أن الإشعاع الذي لم أتمكن من تفسيره إنما مصدره عنصر كيماوي جديد ؟؟ إن ذلك العنصر موجود وعليَّ اكتشافه ..)
وشرعت ماري ، بصحبة زوجها ، في العمل ، على اكتشاف ذلك العنصر الجديد.. كانت قد لاحظت وجود تلك القدرة الهائلة على الإشعاع في مادة ( البتشبلند ) وهي إحدى أكاسيد اليورانيوم .. وظنت مدام كوري أن الجزء ذا النشاط الإشعاعي من البتشلند ربما لا يبلغ أكثر من جزء من مائة جزء من البتشبلند ، ولكن كم تكون دهشتها لو أنها عرفت في ذلك الوقت أن ذلك العنصر الجديد الذي تحاول فصله كان يبلغ جزءاً من عشرة الآف جزء من هذا الجزء من المائة .. فيا لها من نسبة ضيئلة جداً ..!! وكانت تلك المشكلة تبدو مستعصية الحل ...
ولكن لا بد من حل .. إذا كان العنصر الجديد موجوداً في البتشبلند وهو في نفس الوقت مختلف عن اليورانيوم ، فإنه إذن يمكن الحصول عليه وفصله من المتخلفات الباقية بعد استخلاص اليورانيوم منه ...
وانتابت الدهشة الناس كلهم عندما بدأ هذان العالمان يأمران بأن تشحن أطنان من النفايات إلى المعمل ...واستمرا أربعة أعوام في عملهما يجرفان من النفايات إلى داخل المعمل ويسعلان من أثر الأبخرة الضارة ..وقد تناسيا كل هذا العذاب ، وركزا فكرهما في شيء واحد وهو أن يستدرجا سر العنصر الجديد ليخرج إليهما من وسط المعدن الملتهب ...فبدلا أن يجدا عنصراً واحداً وجدا عنصرين جديدين ......
أسميا أولهما ( بولونيوم ) على اسم وطن ماري الأصلي ( بولندا ) ، وأسميا الآخر ( راديوم )..
وكانت خواص البولونيوم مدهشة فعلاً ، إذ كان نشاطه الإشعاعي أكبر بكثير من نشاط اليورانيوم ......

ويبدو أن النعمة لا تتم وأن الفرحة لا تدوم ، لِم هذا التشاؤم ..؟؟ إنه ليس تشاؤماً ولكنه تقرير واقع ... فإذا سرَّتك الدنيا يوماً أهمتك أياماً ... وإذا أضحكتك ساعةً أبكتك ساعات ...!! فبعد أن حقق بيير وزوجته كثيراً من الإنتصارات العلمية وحصلا على حلم حياتهما ، كان القدر يدبر لهما أمراً ..
ففي صباح ممطر ، خرج بيير من بيته وكان هذا الخروج الأخير .. إذ بعد ساعات قليلة أعادوه إلى ماري جثة هامدة .. فقد زلت قدمه وسقط على الأرض ، فداسته عربة نقل كبيرة ..
أما بالنسبة لوفاة ماري ..... فهناك حكمة تترد .... وهي : ( من لم يمت بالسيف يمت بغيره ، تعددت الأسباب والموت واحد ..)
اندلعت نيران الحرب العالمية الأولى ، فقامت ماري بالتخفيف عن المصابين ، وذلك بتنظيم وحدات من الأشعة السينية لعلاج الجنود الجرحى ..
ووضعت الحرب أوزارها وعادت مرة آخرى إلى عملها ..وفي ذات يوم رجعت من عملها وبعدها لم تستطع مغادرة فراشها ...وحار الأطباء في تشخيص المرض : فمنهم من قال : انفلونزا بينما رأى آخر أنه درن ، وأما الثالث فقد أكد أنه فقر دم خبيث ... ولكنه في الحقيقة لم يكن واحداً من هذه الأمراض ... إنه ( التسمم الراديومي ) الذي لم يتمكن الأطباء معرفته إلا بعد وفاتها .. فقد حدث تحلل تدريجي للأعضاء الحيوية في جسم مدام كوري نتيجة لتعرضها للإشعاع الشديد طوال حياتها ..
أجل لقد أحبت مدام كوري عملها في ميدان الراديوم المشع ، وكان هذا الحب نفسه هو الحب القاتل ....
والصورة توضح : مركبة الفضاء E-1 .. حيث أن البولونيوم يستخدم كمصدر للحرارة في مركبات الفضاء ، بالإضافة أيضاً لاستخدامه كمصدر لأشعة ألفا ...



السكانديوم :Scandium
واسم العنصر مُشتق من Scandia وهو الاسم اللاتيني لسكاندنافيا ..

الروثينيوم Rithenium
واسم العنصر مُشتق من Ruthenia وهو الاسم اللاتيني القديم لروسيا ..

الأوربيان Europian
سُميّ العنصر نسبةً إلى قارة اوروبا ...

الأمريكيوم Americium
وواضح من خلال الاسم سُميّ نسبةً إلى قارة امريكا ...

استخدام عنصر الأمريكيوم في أداة الإنذار بالتدخين .......



يوتربي Yetterby
وهي مدينة صغيرة قريبة من ستوكهولم في السويد .....
اكتشف بها لأول مرة المعدن الثقيل ، الأسود والذي سُميّ فيما بعد عنصر
اليوتريوم Yttrium ...

[c]وهذه قصيدة مترجمة و يقصها لكم يوتريوم عن شعوره بالحرية ......[/c]

[c]شعور المتحرر من كل القيود [/c]
[c]كُنت في زنزانة [/c]
[c] في يوتربي السويدية .....[/c]


[c]جادولين أطلقني [/c]
[c]من سجني المظلم البارد [/c]
[c]ولكن ، هولر حررني [/c]
[c]من إرتباطي بالأكسجين ......[/c]


[c]والآن الأشعة الملونة الفسفورية الحمراء والخضراء[/c]
[c]أساعد في إشعاعها من [/c]
[c]ومع اليوربيوم و الفانديوم [/c]
[c]في شاشات التلفزيون في منزلك ....[/c]


[c]وموصلات مغناطيسة قوية [/c]
[c]عندما تكون درجة الحرارة منخفضة [/c]
[c]نظيري التسعون [/c]
[c]يسمى قاتل أو مدمر الورم ....[/c]


[c]أعمل على تقوية السبائك[/c]
[c]وأعمل على قطع وتلحيم المعادن[/c]
[c]مع الألومينيوم والجرانيت [/c]
[c]ونقلد الألماس ...[/c]


[c]أُشع بضوء الليزر[/c]
[c]فالآن طبيب الأسنان لا يسبب أي ألم[/c]
[c]شعور جميل أن تشعر بالحرية [/c]
[c]من موطني في الرمل .....[/c]

ومنه أيضاً ... أُستخرج العناصر التالية ::::
اليوتيربيوم Yetterbium التيربيوم Terbium ويستخدم في صناعة السي دي .......
الإربيوم Erbium
وها هو الأربيوم أيضاَ لديه قصيدة هو الآخر .....

[c]اربيوم .......... اربيوم ...!!![/c]
[c]ماذا ترى .........؟؟؟[/c]
[c]أرى الأرض فوقي ...[/c]
[c]وبسبب وزني وكثافتي العالية ..[/c]
[c]لايبدو بأني أطفو ، ولكني أموت ..[/c]
[c]أنا في دورتي وعائلتي السعيدة[/c]
[c] ونُسمَى بعناصر الأرض النادرة [/c]
[c]و أنتمي إلى اللانثينيدات[/c]
[c]والتي أختلط معها ، وأقدرها كثيراً ...[/c]

ويستخدم في صناعة صقل السيراميك باللون الزهري

ستوكهولم ( Stokholms ) ...
سُميّ عنصر الهولميوم Holmium نسبةً إلى الكلمة اللاتينية وهي الاسم القديم لستوكهولم هولميا ( Holmia )

الثيول ( ( Thule ...
سُمي عنصر الثيوليوم Thulium نسبةً إلى مرتفعات الثيول في شمال اسكندنافيا .....

دبنا ( ( Dobna .....
سُمي عنصر الدوبنيوم Dobnium نسبةً إلى مدينة الروسية الواقعة شمال موسكو ....

هسي ( Hesse )
أُكتشف عنصر الهاسيوم Hassium في مدينة هسي وهي ولاية ألمانية ، ونُسب اسم العنصر إلى تلك الولاية .. و بها مركز الأبحاث النويية .....

[c] كوبنهاجن [/c]
سُمي عنصر الهافنيوم Hafnium نسبةً إلى الكلمة اللاتينية لكوبنهاجن وهي ( هافانيا ) ..

باريس ...
سُمي عنصر اللوتيتيوم Lutetium نسبةً إلى الاسم اللاتيني لباريس ( لوتيتيا )....

كاليفورنيا .....
أكتشف في هذه الولاية عنصرين وهما ....
البركيليوم Berkelium في مدينة بيركلي في ولاية كاليفورنيا ..
و العنصر الآخر هو ...كاليفورنيوم Californium وسُميّ نسبة إلى مكان إكتشافه واستخراجه من كاليفورنيا ....

نهر الرين ..
سُميّ العنصر الرهينيوم Rhenium نسبةً إلى نهر الرين في فرنسا .....

مغنيسيا ..
سُميّ عنصر الماغنيسيوم Magnesium نسبةً إلى مغنيسيا ( Magnesia ) وهي ضاحية في اليونان .....
العلماء أناسٌ من مختلف المشارب ومناحي الحياة ، رجالاً ونساءً ، همهم إدراك الحقيقة والمعرفة المنظمة حول مواضيع معينة مقرًّرة تؤدي إلى فهم أفضل لحقائق الكون وقوانينه و إيجاد طرائق و أساليب لتحسين العيش فيه ..
وفي علم الكيمياء هناك علماء عظماء ومشهورين جداً ...
ووفاءً لهم وتقديراً لجهودهم المبذولة في تقدم علم الكيمياء وتطوره ، فقد تم تسمية بعض العناصر بأسماء هؤلاء العلماء تخليداً لأعمالهم الفذة ..
ومن هؤلاء العلماء ...


اينشتانيوم ( Einsteinium )
ومن الاسم واضح جداً لقد نُسب هذا العنصر إلى العالم البرت أينشتاين ..
الذي قلب المفاهيم العلمية رأساً على عقب وشكك في كل ما هو بديهي و مسلم به ، وأتى بأفكاره ما يشبه السحر ... فلا بد أن يكون من يومه طفلاً شاذاً ...
ولكن ما وجه الشذوذ :: ؟؟ في عبقريته ....أم في البلادة ..؟؟
في البلادة طبعاً ... كيف ذلك ..؟؟
إنه بالطبع من وجهة نظر مدرسيه الذين كانوا يرسلون تقارير إلى ولي أمره يشكون فيها من أن ابنه بطيء التفكير غير اجتماعي ، تائه دائماً في أحلامه الحمقاء .. وكل هذه النعوت والصغير ( ألبرت ) لا يعلم شيئاً عن قلق والديه ومدرسيه بخصوصه .. بل كان يشعر بحيوية متدفقة ، ويهيم في عالم مملؤ بالتأملات ....

و طرائف أينشتاين كثيرة جداً ولكن سأذكر بعضاً منها ..
أنه عندما وصلت الصور الفوتوغرافية التي التقطها علماء الفلك إلى أينشتاين نظر إليها وفي عينيه ومضة متهكمة وقال : الآن وبعد أن ثبتت نظريتي ، فإن ألمانيا ستقول إنني ألماني ، أما فرنسا فستعلن أنني مواطن عالمي .. أما لو كان ثبت خطأ نظريتي ، إذن لقالت فرنسا إنني ألماني وقالت ألمانيا إنني يهودي ....!!!



ومن بساطة أينشتاين في حياته : أنه ذهب ليلقي محاضرة في جامعة برلين وهو يرتدي صندلاً وسروالاً قصيراً من سراويل الألعاب الرياضية ...

هتلر يرصد جائزة للامساك به .....
أخذ هذا الفيلسوف العازف ، جواب الأفاق ، يتجول ومعه صيغه الرياضية وكمانه حتى وصل إلى الولايات المتحدة .. وهناك وجد بلاداً يعيش فيها صنوف البشر معاً في صداقة جميلة ...وذات يوم من أيام نوفمبر عام 1932 م ، بنما كان أينشتاين يتحدث إلى فريق من العلماء على شاطيء المحيط الهادي تفجرت قنبلة ... قنبلة ..!! كيف ..؟؟ إن تفجير القنبلة لم يأت إلا نتيجة لتطبيق إحدى معادلات أينشتاين نفسه عام 1945 م إن القنبلة التي تفجرت لم تكن في اليابان وإنما كانت في برلين ، فقد استولى أدولف هتلر على مقاليد الأمور في ألمانيا ..ومن ثم رجت أينشتاين أن يعود لألمانيا وسيتغاضى هتلر عن كونه يهودياً .. هل يقبل أينشتاين ..؟؟ لم يقبل طبعاً ، وكيف يقبل وقد قبلت استقالته من جامعة برلين ، وطورد من موطنه غير مأسوف عليه ...!!
لكن ... هل يسكت هتلر ..؟؟ كيف ذلك ..؟؟ لقد رصد هتلر جائزة مقدارها عشرون ألف مارك ألماني لمن يأتي برأسه وهاجمت بالفعل عصابة من جنود العاصفة منزله بتهمة أنه يخفي أسلحة وذخيرة لاستخدامها في قلب نظام الحكم بالقوة ...!! وماذا وجدوا الجنود ....؟؟ مجرد سكين قديم لقطع الخبز علاه الصدأ من طول إهمال ..

مثال قبل النظرية :
دُعي أينشتاين إلى حفل أقامته إحدى السيدات ، وفي أثناء الحفل ، طلبت إليه إحداهن أن يشرح لهن نظريته النسبية ، فروي القصة التالية : سرت مرة مع رجل مكفوف البصر ، فذكرت له أنني أحب اللبن ، فسألني : وما هو اللبن ...؟؟
فقلت : إنه سائل أبيض .
فقال : إنني أعرف ما هو السائل ، ولكن ما هو اللون الأبيض ..؟؟
قلت : إنه لون ريش البجع .
قال : أما الريش فإنني أعرفه ، ولكن ما هو البجع ..؟؟
قلت : إنه طائر برقبة ملتوية ...
قال : أما الرقبة فإنني أعرفها ، ولكن ما معنى ملتوية .؟؟
عندئذٍ أخذت ذراعه ومددتها ، ثم ثنيتها ، وقلت له : هذا معنى الالتواء ..
فاقتنع ، وقال : الآن عرفت ما هو اللبن ..
ثم التفت إلى السيدة ، وقال : ألا تزالين ترغبين في معرفة ما هي النظرية النسبية .....؟؟

والصورة توضح معادلة نظريته النسبية المشهورة



مندليفيوم ( Mendelevium )
بلدةً على الحدود في أقاصي سيبيريا ، حيث الصقيع يجمد الأبدان ، من كان يصدق أنها تنجب لنا عالماً فذاً .........؟؟
نعم إنه ديمتري مندليف .. ولكن الذي لا يعرفه كثير من الأشخاص عن مندليف ، هو أنه أصيب بالسل ، مثل والده الذي توفيّ بعد ولادة ديمتري بفترة بسيطة جداً .
فقرروا الأطباء أنه لن يعيش سوى بضعة شهور ... ولكنه شفي رغم ذلك وعاش إلى سن الثالثة والسبعين ..
والصورة توضح مندليف وترتيبه الأولي للجدول الدوري ..


نوبليوم ( Nobelium )
هناك مثل يقال : ابن الوز عوام ..
وهذا ينطبق على الفريد نوبل ، حيث برع الفريد في الكيمياء والمتفجرات منذ صغره ، فكان والده يعمل كمهندس معماري وباني سفن وصانع متفجرات ...فأخذ عن والده موهبة الاختراع ... وقد بلغت مخترعاته المسجلة في انجلترا 128 اختراعاً ....
وفي عام 1864 م حدث انفجار شديد في المصنع الذي صممه بنفسه وأسسه في مدينة هيلانا بالسويد .. وقد أدى إلى مقتل شقيقه آميل مع أربعة آخرين كما أطاح الانفجار بالمصنع . ولم ييأس إثرر هذا الحادث بل قرَّر متابعة البحث في مادة النيتروغليسين وصمم على أن يطوع هذه المادة ويجعلها أقل خطراً ..
ومما لا يعرفه الناس عن حياة الفريد نوبل أنه لم يكن رجلاً محباً للعنف بل كان وديعاً كئيب المزاج ميالاً للتنسك ، خاصةً و أنه لم يحظ بفترة استقرار طوال حياته ( من هجرات متكررة إلى ملاحقة الأعمال ، والمصانع والبضائع ) وعاش في فراغ أليم بينه وبين وجدانه ....يضاف إلى كل ذلك الواقع الأليم الذي كان يتجسد له يوماً بعد يوم من إساءة استخدام ما أنتجنه مصانعه .. فقد عمل إلى اختراع شيء للتعمير والبناء و إذا به يرى الناس يستخدمونه سلاحاً في الحرب والتدمير والقتل .....
فقرر عمل الخير والمحبة ومساعدة المؤسسات الإنسانية والعلمية خدمة لقضية السلام فخصص جوائزه السنوية المشهورة ( والمعروفة باسم جائزة نوبل ) للذين يؤدون خدمات جلى للقضايا الإنسانية والعلمية ...


رذرفورديوم ( Rutherfordium )
وهذا العنصر سُميّ نسبة إلى الخدمات الجليلة التي قدمها العالم اللورد رذرفورد في تطور النظرية الذرية الحديثة لتركيب الذرة ..
والصورة توضح تجربة رذرفورد ..


بوريوم ( Bohrium )
وأيضاً العالم نيلز بور والذي شاعد أيضاً في معرفة تركيب الذرة ..
والصورة توضح ذرة بور...

سيبورغيوم ( Seaborgium )

وسُميّ هذا العنصر نسبةً إلى جهود العالم سيبورغ في الكيمياء ..

وحصل على جائزة نوبل في عام 1951 م وذلك لاكتشافه العناصر الانتقالية . وساعد في اكتشاف البولوتونيوم .. وكان سيبورغ هو المسئول عن فكرة الأكتينيدات في تركيبها الالكتروني الثقيل ..

النظائر هي ذرات تحتوي أنويتها على نفس العدد من البروتونات ولكنها تختلف في عدد النيوترونات التي تحتويها . ويعني ذلك أن العدد الذري للعنصر الواحد لايتغير في حين يتغير عدده الكتلي . ويوصف العنصر في تلك الحالة بأن له عدة نظائر . وعموماً فإن لكل عنصر عدداً من النظائر قد يصل الى خمسين نظير بالنسبة للعناصر الثقيلة . والنظائر هي ترجمة لكلمة مشتقة من اللغة اليونانية ( isotopes ) أي نفس الموضع , ويدل ذلك المعنى على أن النظائر تقع في نفس المكان من الجدول الدوري للعناصر .
ولنظائر العنصر نفس الخواص الكيميائية , وعادة ما توجد العناصر الكيميائية في الطبيعة على هيئة مخاليط من نظائرها المتنوعة . وبعض النظائر لا توجد في الطبيعة بصفة عامة ولكنها تنتج صناعياً باستخدام المفاعلات والمعجلات النووية .

أنواع النظائر

تنقسم النظائر الى نوعين , يعرف النوع الأول بالنظائر المستقرة , بينما يعرف النوع الثاني بالنظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة .
ويبلغ عدد النظائر المستقرة حوالي 300 في حين أنه قد تم الإنتاج الصناعي لما يزيد عن 1500 نظير مشع حتى الآن , وهناك 21 عنصراً متواجد طبيعياً في صورة نقيةأي بدون أية نظائر . وتنقسم النظائر المشعة الى نظائر طبيعية موجودة في الطبيعة منذ خلقها الله سبحانه وتعالى وأخرى صناعية تمكن الإنسان من إنتاجها ليستخدمها في الأغراض المختلفة .

إنتاج النظائر المشعة


يتم إنتاج النظائر المشعة المختلفة عن طريق تعريض ( أي تشعيع ) النظائر المستقرة لسيل من الجسيمات النووية كالنيوترونات أو البروتونات 
أو الديوترونات ( الديوترون عبارة عن نواة تتكون من بروتون ونيوترون ) أو جسيمات ألفا أو غيرها . وتستخدم لهذا الغرض المفاعلات النووية أو مولدات النيوترونات كمصدر للنيوترونات في حين تستخدم المعجلات النووية كمصدر للجسيمات المشحونة كالبروتونات والديوترونات وجسيمات ألفا وغيرها .

يتم إنتاج النظائر المشعة بواسطة مايلي :

المفاعلات ومولدات النيوترونات

تتكون النظائر المشعة عند التشعيع بالنيوترونات من خلال التفاعل المعروف باسم تفاعل الأسر النيوتروني حيث تأسر النواة المستقرة ( النواة الهدف ) أحد النيوترونات الساقطة عليها فتتكون نواة النظير الجديد .
ومن امثلة هذا التفاعل أسر نواة الصوديوم 23 المستقر للنيوترون وتكون الصوديوم 24 المشع , وأسر نواة الفسفور 31 المستقر للنيوترون مكونة نواة الفسفور 32 المشع , وكذلك أسر نواة الكوبلت 59 المستقرة للنيوترون وتكون الكوبلت 60 المشع .
ويتم إنتاج عدة مئات من النظائر المشعة المختلفة بالتشعيع النيوتروني لنظائر مستقرة . ومن أمثلة النظائر المنتجة بهذا الأسلوب ( الصوديوم 24 , الفسفور 32 , الكروم 51 , الكوبلت 60 , البروم 82 , الفضة 111 , اليود 125 , اليود 131 , الزئبق 197 الذهب 198 ) وغيرها .
كذلك تستخدم التفاعلات النووية المستحثة بالنيوترونات والتي تنطلق عنها جسيمات مشحونة مثل البروتونات أو جسيمات ألفا أو غيرها في الحصول على العديد من النظائر المشعة . ومن الأمثلة على ذلك تجهيز نظير الصوديوم 24 المشع نتيجة قصف المغنيسيوم 24 بالنيوترونات وأسرها وانطلاق البروتون طبقاً للتفاعل الآتي :

مغنيسيوم 24 + نيوترون -----------> صوديوم 24 + بروتون

وتنتج عشرات النظائر المشعة باستخدام التفاعلات النووية المستحثة بالنيوترونات والتي تنتج عنها انطلاق جسيمات مشحونة .
وفضلاً عن ذلك يستخدم التفاعل الإنشطاري للحصول على عدد من النظائر المشعة . فعند تعرض المواد الإنشطارية أو القابلة للإنشطار للنيوترونات تنشطر المادة الإنشطارية أو القابلة للإنشطار تحت ظروف معينة الى نواتين جديدتين متوسطتي الكتلة . ويتم إنتاج عدد من النظائر المشعة نتيجة لانشطار نوى اليورانيوم والثوريوم بالنيوترونات . ومن أمثلة النظائر المنتجة بهذا الأسلوب ( المولبيبدينيوم 99 , الفضة 111 ) وغيرها .
وتعد مفاعلات الأبحاث متوسطة القدرة والتي يتراوح الفيض النيوتروني فيها بين (100000000000 و 100000000000000 نيوترون/ سم2. ثانية) من أنسب المفاعلات لإنتاج معظم النظائر المشعة من خلال التشعيع النيوتروني .
وتعد المفاعلات من نوع البركة السابحة ( Swimming Pool Reactors )
والمفاعلات المشابهة من أكثر المفاعلات ملاءمة لإنتاج النظائر حيث تتميز تلك المفاعلات بسهولة عمليات إدخال وإخراج العينات الخاضعة للتشعيع وبالتالي سهولة التحكم في زمن التشعيع الذي يعد من العناصر الهامة في عملية إنتاج النظائر . إلا أنه في حالة انتاج النظائر المشعة ذات النشاط النوعي المرتفع اللازمة لعمليات التعقيم والعلاج وبعض الأغراض الصناعية الأخرى فإن الأمر يتطلب وجود مفاعلات يصل فيها الفيض النيوتروني الى (1000000000000000 نيوترون/ سم2. ثانية) بل وأكثر من ذلك .
وفي بعض الأحيان تستخدم مولدات النيوترونات بدلاً من المفاعلات كمصدر للنيوترونات , وتعطي المولدات عدداً من النيوترونات يصل الى حوالي ( 10000000000 – 100000000000نيوترون/ ثاتية ) لذا فإنه يمكن استخدام هذه المولدات في تشعيع النظائر المستقرة التي تتميز بمقطع عرضي كبير للتفاعل . ومعنى المقطع العرضي للتفاعل هو احتمال حدوث هذا التفاعل عند سقوط جسيم واحد على نواة هدف واحدة موجودة في وحدة المساحة .

المعجلات

تنتج العديد من النظائر المشعة بقصف النظائر المستقرة بحزمة من الجسيمات المشحونة المسرعة في المعجلات النووية لطاقة تتراوح ما بين 10 الى 40 م.أ.ف تبعاً لنوع النظير وللمقطع العرضي للتفاعل المعين .
ويعد معجل السيكلوترون متغير الطاقة من أنسب المعجلات لإنتاج أكبر عدد من النظائر المشعة باستخدام عملية قصف النظائر المستقرة بالجسيمات المشحونة . ولزيادة معدل الإنتاج ينبغي أن يتميز المعجل بتيار كبير من الجسيمات المشحونة بحيث يصل الى حوالي 100 ميكرو أمبير بل ويزيد وذلك لإمكانية الحصول على النظائر التي تتميز المقاطع العرضية المؤدية لها بقيم صغيرة .
وتجدر الإشارة الى أنه يمكن إنتاج مئات العينات من نفس النظير أو من النظائر المختلفة في آن واحد داخل المفاعل وذلك بوضع جميع العينات المراد تشعيعها داخل المفاعل في نفس الوقت . إلا أنه بالنسبة للمعجلات لا يوجد سوى حزمة واحدة من الجسيمات المعجلة يتم توجيهها للنظير المستقر المطلوب تحضير نظير مشع منه . 
يندر استخدام النظائر المشعة المنتجة على المعجلات إلا في حالات الضرورة كعدم ملاءمة الخصائص النووية للنظير المنتج في المفاعل للدراسة أوعدم إمكانية أنتاج النظير المطلوب في المفاعل أو بُعد المفاعل عن المكان الذي سوف يستخدم فيه النظير المشع خاصة إذا كان النظير من النوع ذي العمر النصفي القصير .
ومن النظائر التي تنتج باستخدام المعجلات ( الصوديوم 22 , المنجنيز 52 , الكوبلت 57 , الزنك 65 , الجاليوم 67 )

مراحل إنتاج النظائر

تمر عملية إنتاج النظائر بمراحل عديدة . وتعني المرحلة الاولى بإعداد النظير المستقر المطلوب تشعيعه بحيث يكون على درجة عالية من النقاوة . ويعبأ النظير سواء كان في شكل منفرد أو في شكل مركب كيميائي داخل وعاء التشعيع الذي ينبغي أن يستوفي بعض المتطلبات , ويوفر وصول الجسيمات فيه المساهمة في التفاعل الى النظير المستقر الموجود داخله .
وتتم بعد ذلك عملية التشعيع سواء في المفاعل أو على المعجل وتستمر لفترات متفاوتة تفاوتاً كبيراً تبعاً لنوع النظير وللمقطع العرضي للتفاعل وللنشاط الإشعاعي اللازم . وقد تستمر عملية التشعيع لدقائق محدودة كما قد تمتد لعدة أيام بل لعشرات الأيام .
وبعد التشعيع داخل المفاعل أو على المعجل تبدأ مرحلة المعالجات المختلفة للنظير المشع . وتتضمن هذه المرحلة عمليات فصل النظير المشع عن النظير المستقر الذي تبقى بعد التشعيع أو عن النظائر الأخرى التي تتكون كعمليات جانبية . ويتم في نهاية هذه المرحلة الحصول على النظير المشع المطلوب في الصورة الكيميائية المناسبة للإستخدام للغرض المعين وبالنقاوة المطلوبة . وقد يتطلب الأمر إجراء بعض عمليات التعقيم للنظير المشع في الحالات التي يستخدم فيها النظير داخلياً للأغراض الطبية . وفي نهاية المرحلة تجرى العمليات الخاصة باختيار جودة المنتج وتحديد مدى صلاحيته للإستخدام وتحديد الشدة الإشعاعية النوعية له وتعبئته في العبوات الملائمة ووضعه داخل الدروع الإشعاعية الواقية وغير ذلك من الأعمال الأخرى .
وهكذا فإنه لتنفيذ برنامج متكامل لإنتاج النظائر المشعة يتطلب الأمر توفر قاعدة تقنية تقوم على مفاعل أبحاث متوسط القدره ومعجل متغير الطاقة للجسيمات المشحونة تصل طاقته الى حوالي ( 30 – 40 م .إ.ف ) ويصل تيار حزمة الجسيمات فيه الى حوالي 100 ميكرو أمبير .
وفضلاً عن ذلك يتطلب الأمر توفر بعض الوحدات الرئيسة الأخرى التي تعني بإعداد المادة المطلوب تشعيعها وتنفيذ عمليات الفصل والمعالجات الكيميائية والتقنية وإجراء اختبارات الجودة والصلاحية وإجراء القياسات الإشعاعية وتنفيذ الدروع وغير ذلك من الأعمال المرتبطة بالإنتاج .


استخدامات النظائر المشعة

تستخدم النظائر المشعة في المجالات الصناعية والعلمية والطبية والزراعية . فهي تستخدم في حل مشكلات القياس وفي ضبط جودة الإنتاج الصناعي وتحويل المواد وفي دراسة التفاعلات الكيميائية . كما تشمل مجالات استخدام الإشعاعات النووية والنظائر المشعة نواح أخرى كالكشف عن الجريمة ودراسة البيئة وتحديد أعمار الأثريات .
وفي وقتنا الحالي تستخدم النظائر المشعة في عدة مجالات زراعية تستهدف زيادة الدخل الزراعي وتنمية المحاصيل وحفظها , وزيادة إنتاجية الأرض الزراعية واستنباط أنواع جديدة من المحاصيل الزراعية المحتوية على نسب أكبر من البروتينات . وتساهم تقنيات التشعيع باستخدام النظائر المشعة في إنتاج محاصيل لها القدرة على مقاومة الآفات الزراعية وتحمل التقلبات الجوية . كما تستخدم تلك التقنيات في زيادة إنتاجية اللحوم والألبان في الطيور والحيوانات الداجنة , وفي منع وتقليل التلف الناتج عن تخزين المحاصيل .
وتفيد التقنيات الإشعاعية كذلك في تحديد مصادر المياه الصالحة للري واستخدامها بكفاءة عالية , وفي تحديد كيفية امتصاص النباتات للأسمدة , مما يساعد على التوصل الى أفضل الظروف الملائمة للتنمية الزراعية . وتضاف بعض النظائر المشعة القابلة للذوبان في الماء الى السماد ثم يتتبع النشاط الإشعاعي لتلك النظائر بعد أن يمتصها النبات وبذلك يمكن تحديد كمية السماد اللازمة للنبات بالإضافة الى أفضل المواضع التي يوضع فيها تحقيقاً لأكبر قدر من الإمتصاص وتقليلاً لتكلفة الإنتاج الزراعي .
وقد ثبت أن تشعيع المواد الغذائية الزراعية يساهم في حفظها من التلف , فإذا تعرضت تلك المنتجات الى جرعات إشعاعية معينة فإنها تصبح قادرة على البقاء صالحة لمدة أطول دون أن تتسبب في أية أضرار صحية للبشر أو الحيوانات بعد تناول تلك الأغذية .



ويساعد التشعيع في حفظ وإطالة مدة تخزين البصل والبطاطس والبقوليات والحبوب والفاكهة والأسماك واللحوم والدواجن .


إستخدام التشعيع لمنع تزريع البصل


وتتمثل عملية استخدام النظائر المشعة لتتبع الأثر في إضافة قدر ضئيل من نظير مشع ثم متابعة طريقة إنتشاره وتوزعه بتتبع أثره .
وتستخدم تلك العملية في العديد من المجالات الصناعية كالتهوية ودراسة معدل التدفق والكشف عن تسرب السوائل والغازات من خطوطها وخزاناتها , وفي تحديد نوعية اللحام والكشف عن وجود أية فقاعات غازية بها .
تستخدم الإشعاعات المنبعثة من النظائر المشعة في التصوير الإشعاعي بإشعاعات جاما , التي حلت محل الأشعة السينية حيث يمكن عمل مصدر من الكوبلت أو السيزيوم المشع , واستخدامه بكفاءة أعلى كثيراً من كفاءة الأشعة السينية لاختبار الأنابيب الطويلة حيث أصبحت تلك الطريقة هي المعتمدة لاختبار أنابيب خطوط الغاز والزيت . وبتعرض المطاط لأشعة جاما فإنه يكتسب خصائص جديدة ويصبح أفضل مرونة وأكثر سهولة في عمليات التشكل . وتستخدم إشعاعات جاما حالياً في صناعة الكابلات المعزولة بالمطاط وفي لحام شرائح المطاط مع بعضها . ويتميز المطاط المعرض لأشعة جاما بمقاومة أكبر للكهرباء مما أدى الى صغر سمك عازلات الأسلاك . 
وقد ثبت أن إشعاعات جاما تساعد على إتمام بعض التفاعلات الكيميائية الصناعية مثل تفاعلات إنتاج الطلاءات المعدنية وطلاءات السيارات وفي إنتاج البلاستيك وفي المواصفات الخاصة بالأسمنت المسلح لإنتاج مواد شديدة الصلابة . تستخدم النظائر المشعة ايضاً في التأكد من ملء العبوات والمعلبات كمعلبات المشروبات والسوائل . وتستخدم أشعة جاما كذلك في تحسين خواص الأخشاب وإكسابها قساوة أكبر وقدرة أعظم في مقاومة الخدش والإحتراق . وتستخدم الإشعاعات في الوقت الحالي أيضاً في عمليات اكتشاف آبار البترول ومناجم الحديد والنحاس والنيكل والرصاص والزنك والفحم . كما تستخدم النظائر المشعة حالياً في تصنيع البطاريات الكهربية عالية القدرة وطويلة العمر الذي قد يصل الى عشرات السنين دون الحاجة لأية عمليات صيانة . وأساس عمل تلك البطاريات هو تحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن تفكك النظير المشع الى طاقة كهربية . ولهذا الغرض تستخدم النظائر المشعة ذات العمر النصفي الطويل مثل ( البلوتونيوم 238 والكوبلت 60 ) . وتستخدم تلك البطاريات في الأقمار الصناعية ومحطات الأرصاد الجوية . وفي الوقت الحالي تستخدم بطارية لاتزيد عن 30 جم في الوزن كمصدر تغذية لجهاز تنظيم ضربات القلب .


الإستخدامات الطبية للنظائر المشعة


التشخيص

التشخيص بحقن المواد المشعة

يتم تشخيص العديد من الأمراض والقصور في وظائف الأعضاء عن طريق حقن نظائر مشعة معينة الى داخل الجسم البشري أو لعضو معين , ويتم بعد ذلك متابعة سلوك وانتشار المادة المشعة في الجسم وتركيزها في الأعضاء المختلفة , وعادة ما تكون النظائر المشعة المستخدمة للحقن هي التي تصدر إشعاعات جاما التي تتميز بقدرة كبيرة على اختراق المواد وبالتالي اختراق الأنسجة والأعضاء البشرية , ويتم متابعة سلوك النظير المشع المحقون وانتشاره في الجسم البشري عموماً وفي الأعضاء المختلفة عن طريق رصد الإشعاعات الصادرة عن النظير في الأعضاء والأنسجة البشرية المختلفة وذلك باستخدام مجس أو كاشف مخصص للكشف عن هذه الإشعاعات يمكن توجيهه الى نقاط الجسم المختلفة وتصوير الإشعاعات الصادرة في لحظات معينة .
يسمى الجهاز المستخدم للكشف عن الإشعاعات الصادرة عن النظائر المشعة في أعضاء الجسم المختلفة بآلة تصوير جاما .


يوجد حالياً ما يقرب من ثلاثمائة من المواد الصيدلية المشعة التي تستخدم في تشخيص مختلف الأمراض , وهي في معظمها مركبات عضوية وتتوفر في الأسواق ويمكن الحصول عليها بسهولة , ولتقليل الجرعة الإشعاعية المستخدمة في التشخيص تستخدم نظائر مشعة ذات عمر نصفي قصير بحيث تكون لها القدرة على التفكك الى عناصر مستقرة خلال دقائق أو ساعات محددة , ويستخدم هذا النوع من المركبات في تشخيص وتحليل وظائف الكبد والدماغ والرئة والقلب والكلى وغيرها , فمثلاً يستخدم اليود المشع في الكشف عن عيوب الغدة الدرقية .



قياس حجم الدم

تستخدم النظائر المشعة في قياس أحجام السوائل التي لا يمكن قياس أحجامها بالطرق العادية , فمثلاً يمكن قياس حجم البلازما أو الخلايا الحمراء اللذين يمثلان أهمية للطبيب حسب الحالة المرضية , ولقياس حجم البلازما تستعمل عينة من زلال آدمي موسوم باليود 131 المشع , أما في حالة قياس الخلايا الحمراء فتستعمل عينة من هذه الخلايا مضافاً اليها الكروم 51 المشع , وتوضع المادة الموسومة في العينة ويستخدم كاشف مناسب لتقدير كمية الإشعاع المحتواة , وبعد ذلك يتم حقن العينة بما فيها من المادة الموسومة في أحد الأوردة , ثم ينتظر بعض الوقت حتى يتم الإتزان باختلاط العينة التي حقنت اختلاطاً جيداً مع سائر الدم ,بعدها تؤخذ عينة من الدم , ويتم مقارنة كمية الإشعاع في عينة الدم الذي تم أخذها بعد فترة الإتزان مع كمية الإشعاع المضافة اولاً , وبذلك يمكن حساب الحجم الكلي للدم , اما خلايا الدم الحمراء أو البلازما فتوجد أجهزة آلية مبرمجة تقوم بقياس الإشعاع وإجراء الحسابات وعرض النتائج , ويتميز هذا النوع من الأجهزة بسهولة استعماله مما يجعله مفيداً في حالة الطوارئ والعمليات .


التصوير بالإنبعاث البوزيتروني

تعتمد نظرية هذا النوع من التصوير على استعمال ظاهرة فناء البوزيترون عند تفاعله مع الإلكترون بعدما يفقد طاقته مما يؤدي الى إنبعاث فوتونين ينطلقان في اتجاهين مختلفين , وتبلغ طاقة كل فوتون 511 كيلو الكترون فولت , ويوضع حول المريض كاشف للإشعاعات عبارة عن كاشف ومضي , وعند حدوث تحول نووي عند نقطة ما داخل المريض ينبعث فوتونان يسجلان في نفس الوقت , وكنتيجة لتسجيل الجسيمات المختلفة يتم إعاة رسم صورة لتوزيع النشاط الإشعاعي داخل المريض , وتتطلب آلة التصوير البوزيترونية ( بوزيترون كاميرا ) توفير النظائر المشعة المصدرة للبوزيترونات التي عادة ما يتم إنتاجها باستخدام معجل السكليترون .
ولما كان عمر النصف لمعظم هذه النظائر المستخدمة في التصوير البوزيتروني قصير فإن هذا يتطلب وجود السيكليترون داخل المستشفى .


cyclotrons


العلاج

تستخدم الإشعاعات والنظائر المشعة استخداماً واسعاً في علاج بعض الأمراض مثل علاج السرطان والأورام الأخرى , فمن المعلوم أن الإشعاع يتلف الخلايا الحية ويقتلها مما يساعد على استخدامه لقتل الخلايا السرطانية ووقف نموها , غير أن الجرعات الإشعاعية التي تؤدي الى قتل الخلايا السرطانية يمكنها أن تؤدي في نفس الوقت الى قتل الخلايا السليمة فتتأثر بالإشعاع إلا أن هذه الخلايا تشفى بعد ذلك .

التعقيم والحفظ


أصبح تعقيم الأدوات الطبية والصيدلية والعقاقير بالإشعاعات أمراً واسع الإنتشار , وقد تفوقت الطرق النووية للتعقيم على نظائرها التقليدية لما لهذه الطرق من مزايا عديدة فضلاً عن أنها الطريقة الوحيدة بالنسبة لأنواع معينة من العقاقير والأدوات الطبية لعدم ملاءمة طرق التعقيم التقليدية لها .
يجرى التعقيم في الوقت الحالي باستخدام مصادر مشعة عالية الشدة ( كالسيزيوم 137 و الكوبلت 60 ) وتبلغ الشدة الإشعاعية للمصادر المستخدمة عدة آلاف من الكيوري .



الساعات المكتبية

من الساعة 8 صباحاً حتى الساعة 2 مساءً

 

 

الوقت ..



هديتي لكم ..


اعلان هام..

يمكنك التواصل مع عميد الكلية مباشرة من خلال صوتك مسموع فضلا اضغط على الصورة


أرقام الاتصال..

0164043880

b.altayer@mu.edu.sa

إستبانة..


عزيزتي الطالبة أضع بين يديك استبانة لمدى وعي طالبات جامعة المجمعة في مواجهة مخاطر المختبر..أمل التكرم بتعبئتها ولك مني جزيل الشكر..




الموقع الرسمي لجامعة المجمعة


الرؤيا والرسالة لجامعة المجمعة

  • ورود صغيرة متحركةالـرؤية

   أن تكون الجودة والتحسين المستمر والإبداع ثقافة عمل يومية في جامعة المجمعة

  • ورود صغيرة متحركةالـرسالة

التحسين المستمر لعمليات الجودة وتطوير المهارات لمنسوبي الجامعة من أكاديميين وإداريين وطلبة  بما يسهم في تحقيق أهداف الجامعة الاستراتيجية وتبوأها  مكانة متميزة بين الجامعات الوطنية


للتواصل مع الجامعة

                 


اعلام الجامعة


عمادات جامعة المجمعة

كلية التربية بالزلفي

   

      

 


تعلمت من الكيمياء..


فلاشات كيميائية..


الكيمياء وصبغة الانتخابات

روابط كيميائية





الجدول الدوري

Chemistry Dictionary

مواقع صديقة

نتيجة بحث الصور عن ويكيبيديا الموسوعة الحرة


محرك بحث للمواقع الكيميائية

     

التقويم الأكاديمي للعام 1438/37هـ


تفاعلات كيميائية








وطني..

نتيجة بحث الصور عن دعاء للوطن الغالي

هل تعلم ؟؟


حالات المادة

قناة الكيمياء التعليميه

إضاءة..

نتيجة بحث الصور عن فوائد القراءة

فروع علم الكيمياء

الماء سر الحياة ..

العاب كيميائية ممتعة

إحصائية الموقع

عدد الصفحات: 734

البحوث والمحاضرات: 426

الزيارات: 27136