اورانیوم

اورانیوم یکی از عنصرهای شیمیایی است که عدد اتمی آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبی جزو آکتنیدها قرار می‌گیرد. ایزوتوپ ^۲۳۵U اورانیم در نیروگاه‌های انرژی هسته‌ای به عنوان سوخت و در سلاح‌های‌اتمی به عنوانماده منفجره استفاده می‌شود.

اورانیم به طور طبیعی فلزی است سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا. این فلز کمی نرم تر از فولاد بوده و تقریبآ قابل انعطاف است. اورانیم یکی از چگالترین فلزات پرتوزا است که در طبیعت یافت می‌شود. چگالی آن ۶۵٪ بیشتر ازسرب و کمی کمتر از طلا است.

سال‌ها از اورانیم به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا برای تهیه رنگ‌های اولیه در عکاسی استفاده می‌شد و خاصیتپرتوزایی (رادیواکتیو) آن تا سال ۱۸۶۶ میلادی ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم میلادی مخفی بود.

ویرایش

این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی پوسته زمین در رده ۴۸ قراردارد.

اورانیم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می‌شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود می‌آیند و نسبت وجود آنها در زمین برابر دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. اورانیم طبیعی شامل ‌۹۹/۳٪ از ایزوتوپ ^۲۳۸U و ‌۰/۷٪ ^۲۳۵U است.

این فلز در بسیاری از قسمت‌های دنیا در صخره‌ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارد. میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقره یا جیوه بسیار بیشتر است.

ده کشوری که ۹۴٪ از استخراج اورانیم جهان در آنها انجام می‌گیرد.

در ایران بزرگترین منبع اورانیم مربوط به ساغند اردکانمی باشد.

شکافت خسته ای

اورانیم

کوپرنیکیوم(سنگین ترین عنصر جهان)

سنگین ترین عنصر جهان با نام رسمی کوپرنیکیوم و نام غیر رسمی ان ان بیوم  معرفی شد  

اتحادیه بین المللی شیمی نام سنگین ترین عنصر جهان را که توسط تیم کاشف این عنصر کوپرنیکیوم پیشنهاد شده بود پذیرفت و رسما به ثبت رساند.به گزارش مهر، سنگین ترین عنصر شناخته شده جهان به احترام اخترشناس مشهور « نیکلاس کوپرنیک »،  کوپرنیکیوم نام گرفت به گزارش خبرگزاری مهر، سنگین ترین عنصر شناخته شده جهان به احترام اخترشناس مشهور "نیکلاس کوپرنیک" کوپرنیکیوم نام گرفت.

عنصر کوپرنیکیوم از شماره اتمی 112 و 115 نوترون برخوردار است. این عدد تعداد پروتونها را در نوکلئوس یک اتم تعیین می کند. این عنصر 227 بار از هیدروژن سنگینتر بوده و به همین دلیل سنگین ترین عنصری است که تا به حال به صورت رسمی توسط اتحادیه بین المللی شیمی شناسایی شده است.

نام کوپرنیکیوم توسط تیم کاشف این عنصر پیشنهاد شده بود. این تیم با پیروی از سنت نامگذاری عناصر شیمیایی بر اساس نام دانشمندان شهیر نام نیکلاس کوپرنیک را برای نامگذاری این عنصر پیشنهاد داده بودند و اتحادیه بین المللی شیمی نیز موافقت با این نام را در روز 19 فوریه 2010 روز تولد کوپرنیک اعلام کرد. کوپرنیک اخترشناسی بوده است که مطالعات خود را در زمینه اخترشناسی مدرن و خورشید محور دنبال کرده است.

در جدول تناوبی عناصر نشانه کوپرنیکیوم "Cn" خواهد بود. از میان دیگر عناصری که نام آنها از نام دانشمندان مشهور اقتباس شده است می توان به "فرمیوم" برگرفته از نام "انریکو فرمی"، "اینشتینیوم" برگرفته از نام "آلبرت اینشتین"، و "کوریوم" برگرفته از نام "ماری کوری" و" پیرکوری" اشاره کرد.

بر اساس گزارش ان بی سی، محققان این عنصر را اولین بار در سال 1996 و با استفاده از شتاب دهنده 100 متری GSI به وجود آوردند. سال گذشته اتحادیه بین المللی شیمی کشف این عنصر سنگین را به رسمیت شناخت و از تیم کاشف آن تقاضا کرد نامی را برای آن انتخاب کنند.

بار الکتریکی

بار الکتریکی یک خاصیت ماده است که باعث می‌شود، هنگامی که ماده در مجاورت مادهٔ باردار دیگری قرار می‌گیرد به آن نیرو وارد شود. بار الکتریکی دو نوع است بار مثبت و بار منفی. بین دو ماده یا جسم با بارهای هم‌نام نیروی رانش ایجاد می‌شود و برعکس اگر ناهم‌نام باشند بین آن‌ها ربایش ایجاد می‌شود. در سامانهٔ استاندارد بین‌المللی یکاها واحد بار الکتریکی کولن (C) است. البته در مهندسی برق از یکای آمپر ساعت (Ah) نیز استفاده می‌کنند. در مطالعهٔ اندرکنش میان اجسام باردار، دانش الکترومغناطیس کلاسیک کافی است و از اثرهای کوانتومی صرف نظر می‌شود.

بار الکتریکی یک خاصیت پایسته در ماده است به این معنی که بار الکتریکی تولید نمی‌شود یا از بین نمی‌رود؛ بار الکتریکی از ذرات زیراتمی ماده که تعیین‌کنندهٔ خواص الکترومغناطیس ماده‌اند ناشی می‌شود. یک مادهٔ باردار الکتریکی، تولیدکنندهٔ میدان‌های الکترومغناطیسی است و خود از آنها تأثیر می‌گیرد. اندرکنش میان یک بار متحرک و یک میدان الکترومغناطیسی عامل ایجاد نیروهای الکترومغناطیسی است. این نیرو خود یکی از چهار نیروی بنیادی است.^[۱]

آزمایش‌ها^[۲] در قرن بیستم، توضیحی کوانتومی از بار الکتریکی ارائه کرده‌اند (این عمل را کوانتومی کردن می‌نامند)، به عبارت دیگر دانشمندان دریافته‌اند که بار الکتریکی خود از واحد کوچک‌تری با نام بار بنیادی تشکیل شده‌است. بار یک الکترون تقریباً برابر با $e\; =\; 1.602\; \times \; 10\; -\; 19\; C\; \{\backslash displaystyle\; e=1.602\backslash times\; 10^\{-19\}C\}$ می‌باشد. (البته ذراتی با نام کوارک وجود دارند که باری به اندازه چند e⅓ دارند) پروتون باری به اندازهٔ e و الکترون باری برابر با e- دارد. علم مطالعه ذرات باردار و توضیح ارتباط آنها با فوتونها، الکترودینامیک کوانتومی نام دارد.

عدد جرمی

به مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های یک اتم عدد جرمی گفته می شود.

تمام اتم های یک عنصر پروتون های یکسان دارند اما تعداد نوترون های آن ها می تواند متفاوت باشد.

تعداد نوترون ها + تعداد پروتون ها = عدد جرمی هر عنصر

عدد جرمی در گوشه بالا و سمت چپ نماد شیمیایی نوشته می شود مثلا اتم کربن در هسته خود 6 پروتون و 6 نوترون دارد پس عدد جرمی آن 12 است. ¹²C

 

جرم یک اتم

شیمیدان ها برای بیان جرم عنصرها بدین صورت عمل کردند که: فراوان ترین ایزوتوپ کربن یعنی کربن 12 را به عنوان استاندارد انتخاب کردند و جرم عنصرهای دیگر را با استفاده از نسبت هایی که در محاسبات آزمایشگاهی بدست آمده بود، بیان کردند.به عنوان مثال جرم اتم اکسیژن 33/1 برابر جرم اتم کربن است. با توجه به این که جرم اتم کربن 12 می باشد جرم اتم اکسیژن را محاسبه کرد. در این مقیاس جرم اتم اکسیژن برابر 16خواهد شد.واحد جرم اتمی amu است که کوتاه شده ی عبارت atomic mass unitاست. در این مقیاس جرم پروتون و نوترون lamu است.

ایزوتوپ

ایزوتوپ ها، اتم های یک عنصر هستند که در تعداد نوترون و در نتیجه عدد جرمی با هم تفاوت دارند اما عدد اتمی آن ها یکسان است.مثلا هیدروژن دارای سه ایزوپ است.

 

ایزوتوپ های یک عنصر خواص فیزیکی (جرم و چگالی) متفاوت اما خواص شیمیایی یکسان دارند (چون الکترون های آن ها برابر است)بیشتر عناصر، یک ایزوتوپ معمول و چند ایزوتوپ کمیاب دارند به ایزوتوپ های کمیاب تر ناخالصی های ایزوتوپی می گویند.

مثلا ایزوتوپ معمول ئیدروژناست که 9/99 درصد کل هیدروژن های موجود در طبیعت را شامل می شود. کم تر از 1/0 درصد را و مقدار ناچیزی را شامل می شود.

 توجه داشته باشید که تعداد نوترون های در هر اتم از رابطه زیر محاسبه می شود.

عدد اتمی - عدد جرمی = تعداد نوترون ها

عدد جرمی (A) تعداد نوکلئون‌ها (پروتون و نوترون) را مشخص می‌کند و تقریباً برابر با جرم اتم هست اما واحد آنها فرق می‌کند زیرا جرم اتمی بر واحد گرم بر مول است اما عدد جرمی بر واحد Amuیا واحد کربنی است. برای نشان دادن ساختار هسته‌ای اتم در بالا سمت چپ کنار علامت اختصاری (حروف لاتین) عنصر شیمیایی، عدد جرمی (جمع تعداد پروتون و نوترون) و عدد اتمی (Z تعداد پروتون‌ها) پایین سمت چپ نوشته می‌شود

ایزوتوپ

  

اتمهای یک نوع عنصر هستند که عدد اتمی (Z) یکسان و عدد جرمی (A) متفاوتی دارند. عدد اتمی بیانگر تعداد پروتونهای هسته اتم است. بنابراین ایزوتوپ‌های یک عنصر، تعداد پروتون‌های مساوی دارند. اختلاف در جرم اتمی ایزوتوپ‌ها از اختلاف تعداد نوترونهای موجود در هسته آنها ناشی می‌شود.

در فارسی واژه‌های «همجا» و «هم‌مکان» در برابر واژه ایزوتوپ پیشنهاد شده است.

ا

ایزوتوپ ها اتم هایی هستند که تعداد پروتون هایشان یکی است اما تعداد نوترون هایشان با هم متفاوت است. ایزوتوپ ها اشکال مختلف یک عنصر هستند.

کربن 12 و کربن 14 هر دو ایزوتوپ های کربن هستند. یکی با 6 نوترون و دیگری با 8 نوترون (هر دو با 6 پروتون)

---

نام‌گذاری یک ایزوتوپ به صورت نام عنصر مربوطه، خط فاصله و عدد جرمی آن ایزوتوپ انجام می‌شود (برای نمونه هیدروژن-۲ و اورانیوم-۲۳۵).^[۱] هنگامی که از نمادهای شیمیایی استفاده شود، عدد اتمی به صورت زیرنویس و عدد جرمی به صورت بالانویس، هر دو پیش از نماد عنصر نوشته می‌شوند (مانند O۱۸
۸). البته با توجه به این که نماد یک عنصر، معرف عدد اتمی آن نیز هست؛ معمولاً تنها عدد جرمی نشان داده می‌شود (مانند O۱۸
). گاهی حرف m نیز به عدد جرمی افزوده می شود که نشان دهنده ایزومر بودن آن ایزوتوپ است (مانند Tc۹۹m
).

 

 

ایزوتوپ پایدار

---

ایزوتوپ پایدار به عنوان ایزوتوپی تعریف می‌شود که تاکنون هیچ شکلی از واپاشی آن مشاهده نشده‌است. تاکنون ۲۵۴ ایزوتوپ پایدار شناسایی شده‌اند که مربوط به ۸۲ عنصر اول جدول تناوبی (به جز تکنسیم و پرومتیم) هستند. البته پیش‌بینی می‌شود که تنها ایزوتوپ‌هایی از ۴۰ عنصر اول (شامل ۹۰ ایزوتوپ)، نسبت به همه شکل‌های واپاشی پایدار باشند و سایر ایزوتوپ‌هایی که اکنون به عنوان ایزوتوپ پایدار خوانده می‌شوند، در مقابل شکلی از واپاشی، ناپایدار باشند که تاکنون مشاهده نشده‌است

 

نمونه‌ای از جدول ایزوتوپی از عناصر ۱ تا ۲۹. خانه‌های آبی رنگ ایزوتوپ‌های پایدار و خانه‌های صورتی رنگ ناپایدارند. هیدروژن فقط دو ایزوتوپ پایدار دارد.

 

 

همه مواد از ذرات بسیار ریز و غیر قابل رویتی به نام اتم تشکیل شده اند.درمرکز هر اتم هسته ای وجود دارد که الکترون ها در مدارهای مختلف به دور آن در حال چرخش هستند.هر هسته هم از پروتون و نوترون تشکیل شده است.تعداد پروتون های موجود در هسته تمامی اتم های یک عنصر یکسان است.تعداد نوترون های هسته می تواند بدون ایجاد تغیییر شیمیایی در عنصر متفاوت باشد.

به تعداد پروتون ها در اتم «عدد اتمی» می گویند.مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های هسته یک اتم(که به آنها نوکلئون یا ذره سازنده هسته نیز گفته می شود)«عدد جرمی»می گویند که از لحاظ عددی بسیار نزدیک به «وزن جرمی» است.الکترون ها خواص شیمیایی یک عنصر را تعیین می کنند.در صورتی که خواص فیزیکی هر عنصر به عدد جرمی آن بستگی دارد.(البته باید این نکته را متذکر شوم که اگر تعداد پروتون افزایش یا کاهش پیدا کند عنصر به عنصری دیگر تبدیل شده و خواص آن چه فیزیکی و چه شیمیایی به کلی عوض می شود و این چیزی است که کیمیاگران به دنبال آن بودند یعنی تبدیل فلزات دیگر به فلز طلا که اکنون در این زمان می توان با هزینه های زیاد این کار را کرد اما باید بدانید که هزینه این کار از خود طلا بیشتر است!)

اتم های یک عنصر را که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت دارند یعنی در تعداد نوترون ها اختلاف دارند ایزوتوپ های آن عنصر می نامند.برای مثال هیدروژن سه ایزوتوپ دارد :پروتیم ـ دوتریم و تریتیم و پروتیم فقط یک پروتون دارد.دوتریم یا آب سنگین دارای یک پروتون و یک نوترون است و تریتیم یک پروتون و دو نوترون دارد.تریتیم به طور طبیعی یافت نمی شود و آن را به صورت مصنوعی

تهیه می کنند.نمادهای این سه ایزوتوپ به ترتیب از اول به آخر

¹₁H                    ²₁D                                                ³₁T.هستند.

در تصویر زیر گوی سبز نشان گر پروتون, گوی آبی نشانگر نوترون و گوی زرد نشانگر الکترون است.

ایزوتوپ های یک عنصر خواص شیمیایی یکسانی دارند. اما خواص فیزیکی آنها متفاوت است.تقریبا تمام عناصر موجود در طبیعت مخلوطی از چند ایزوتوپند.مانند اکسیژن و ید که هر دو دو ایزوتوپ دارند.اورانیوم نیز دارای ایزوتوپ هایی به نام اورانیوم 235 و اورانیوم 238 است.برخی از عناصر دارای ایزوتوپ هایی هستند که از خود اشعه های نامرئی رادیو اکتیو ساطع می کنند.این ایزوتوپ ها پس از تشعشات رادیو اکتیوی به ایزوتوپ های دیگر تبدیل می شوند.دانشمندان با استفاده از وسیله ای به نام طیف نگار جرمی یا طیف سنج جرمی می توانند ایزوتوپ های یک عنصر را از هم جدا کنند.وسیله دیگری هم به نام شتابگر ذرات وجود دارد که باعث پرتوزایی ایزوتوپ ها می شود.

ایزوتوپ های پرتوزا بسیار مفید هستند.ایزوتوپ هایی مانند کبالت 60 و رادیوم در توقف رشد سلول های سرطانی موثر هستند.دانشمندان طی فرآیندی موسوم به تعیین عمر با پرتوزایی به وسیله ایزوتوپ های پرتوزا عمر گیاهان و جانوران مرده را تعیین می کنند.از ایزوتوپ های ید هم برای درمان بیماری گواتر استفاده می شود.از ایزوتوپ های مصنوعی در بررسی واکنش های شیمیایی نیز استفاده می شود.به شاخه ای از پزشکی که با استفاده از ایزوتوپ های پرتوزا به تشخیص و درمان بیماری ها می پردازند پزشکی هسته ای می گویند.

Read more: http://daneshnamehazad.blogsky.com/1388/04/04/post-24/#ixzz4AjBeSvyR

مولکول

مولکول به دو یا چند اتم اطلاق می شود که از نظر شیمیایی ترکیب شده اند تا تنها یک نوع مولکول را تشکیل دهند.

آب (H2O) و اکسیژن نمونه هایی از مولکول ها هستند

مولکول یا ملکول، کوچک‌ترین ذرهٔ یک مادهٔ شیمیایی خالص است که ویژگی‌های آن ماده را دارد. یک مولکول از دو یا چند اتم تشکیل شده که با پیوند شیمیایی به هم متصل‌اند. البته مولکول بعضی عناصر (همچون گازهای بی‌اثر) تنها از یک اتم تشکیل شده است.

اتم‌های یک مولکول می‌تواند از یک نوع باشد و هم می‌تواند از چند نوع باشد.

نسبت اتم‌ها در یک مولکول خاص همیشه ثابت است. برای مثال در مولکول آب نسبت اتم‌های هیدروژن به اکسیژن همیشه ۲ است. تعداد اتم‌های موجود در یک مولکول به وسیلهٔ فرمول شیمیایی آن نشان داده می‌شود. البته باید توجه داشت که فرمول شیمیایی به تنهایی نشان دهندهٔ ویژگی‌های ماده نیست. ممکن است دو ماده فرمول شیمیایی یکسانی داشته باشند، اما ویژگی‌های آنها کاملاً متفاوت باشد. برای مثال اتانول و دی‌متیل اتر فرمول شیمیایی یکسان اما خواص شیمیایی متفاوت دارند. به این مواد ایزومر گفته می‌شود.

 

 

یک مولکول، مجموعه‌ای از اتم‌های یک مادهٔ مشخص دارای فرمول شیمیایی است. کلمهٔ مولکول از زبان لاتین گرفته شده و به معنی تودهٔ کوچکی از مواد می‌باشد. برای مثال مولکول متان(CH۴) از یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن تشکیل شده است یایک مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است.

یک مولکول ذره‌ای است که دارای قابلیت حرکت و مستعد دادن واکنش شیمیایی با مواد دیگر است، در حالی که اتم از ذرات کوچک ثابت‌تری تشکیل شده و جابجایی آنها نیازمند انرژی بسیار زیادی است که برای انجام واکنش‌های هسته‌ای ضروری است.

تصاویری از مولکول(ملکول)

  دو قطبی بودن مولکول های آب                                                    اسید و باز

عنصر

یک عنصر شیمیایی ماده ای است که نمی تواند با استفاده از مواد شیمیایی تجزیه شود.

جهان از میلین ها ماده مثل خاک، چوب،بتن،پلاستیک و هوا ساخته شده است.این مواد ترکیبی از مواد ساده ترند.اگر آن ها را تجزیه کنید متوجه می شوید که از مواد تجزیه ناپذیری به نام عنصر تشکیل شده اند.

عناصر براساس تعداد پروتون هایی که دارند مشخص می شوند.
نمونه هایی از عناصر مس، سزیم، آهن و نئون هستند

 

 

 

 

 

 

  

عنصر شیمیایی، در دانش شیمی به ماده‌ای گفته می‌شود که اتم‌های آن تعداد پروتون‌های برابر در هسته‌ی خود داشته باشند. این عدد (تعداد پروتون‌ها) که با نماد Z نشان داده می‌شود، عدد اتمی آن عنصر نام دارد. همه اتم‌هایی که دارای تعداد پروتون‌های برابر (عدد اتمی برابر) باشند، ویژگی‌های شیمیایی یکسانی دارند. اما اتم‌های یک عنصر می‌توانند دارای تعداد متفاوتی نوترون باشند که ایزوتوپ‌های آن عنصر نامیده می‌شوند. گاهی نیز برای سادگی، به عنصر شیمیایی صرفاً عنصر گفته می‌شود. ویژگی‌های شیمیایی اتم‌های یک عنصر توسط ساختار الکترونی آنها تعیین می‌شود که آن نیز به تعداد پروتون‌های هسته آن اتم وابسته است.

عناصر شیمیایی می‌توانند در هنگام واکنش شیمیایی با یکدیگر ترکیب شده و تعداد بیشماری ماده شیمیایی بوجود آورند. مثلاً آب نتیجه واکنش عنصرهای هیدروژن و اکسیژن است. در این حالت، دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن به هم متصل می‌شوند و مولکولی با فرمول شیمیایی H₂O می‌سازند. همین دو عنصر در شرایط متفاوت می‌توانند مادهٔ دیگری را به نام هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) بسازند که دارای مولکول‌های H₂O₂ است. به همین شکل، همه ترکیب‌های شیمیایی می‌توانند به عناصر سازنده خود تجزیه شوند. به عنوان مثال می‌توان آب را به کمک برق‌کافت به عناصر هیدروژن و اکسیژن تبدیل کرد.

یک ماده خالص که تنها از اتم‌های یک عنصر تشکیل شده باشد، «ماده ساده» نامیده می‌شود. چنین ماده‌ای را نمی‌توان به ماده دیگری تجزیه کرد. از این دیدگاه، ماده ساده در برابر ماده مرکب قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، اکسیژن یک عنصر است. اما ماده‌ای را که ما در طبیعت به عنوان گاز اکسیژن شناخته‌ایم، در حقیقت یک ماده ساده دو اتمی از این عنصر است که «دی اکسیژن» یا «اکسیژن مولکولی» (O₂) نامیده می‌شود. اوزون شکل دیگری از عنصر اکسیژن است که در طبیعت با فرمول (O₃) یافت می‌شود. رابطه بین دی اکسیژن و اوزون رابطه‌ای است که به آن دگرشکلی (آلوتروپی) می‌گویند. به زبان دیگر، دی اکسیژن و اوزون، دگرشکل‌های عنصر اکسیژن هستند. الماس و گرافیت نیز دو آلوتروپ برای عنصر کربن هستند. عناصر دیگر مانند گوگرد و فسفر هم دارای آلوتروپ‌های شناخته‌شدهٔ پرکاربردی هستند.

عناصر شیمیایی را نمی‌توان به کمک واکنش‌های شیمیایی معمولی به یکدیگر تبدیل کرد. تنها واکنشی که می‌توان با استفاده از آن تعداد پروتون‌های هسته اتم‌های یک عنصر را تغییر داد و یک عنصر را به عنصر دیگری تبدیل کرد، یک واکنش هسته‌ای است که آن را واکنش تبدیل هسته‌ای می‌نامند.

تا کنون ۱۱۸ عنصر، کشف یا ساخته شده‌اند. از این تعداد، ۹۴ عنصر در طبیعت یافت می‌شوند و بقیه به طور مصنوعی و به کمک واکنش‌های هسته‌ای در آزمایشگاه ساخته شده‌اند. از میان همه عناصر، ۸۰ عنصر دارای حداقل یک ایزوتوپ پایدار می‌باشند که به جز عنصر شماره ۴۳ (تکنسیم) و عنصر شماره ۶۱ (پرومتیم) همگی دارای عدد اتمی برابر یا پایین‌تر از ۸۲ هستند. به زبان دیگر در جدول تناوبی تنها عناصری که از عنصر ۸۳ (بیسموت) سبکتر بوده و دارای ایزوتوپ پایدار نمی‌باشند، تکنسیم و پرومتیم هستند.

 

 

جدول تناوبی عناصر

اتم

اتم، واحد ساختمانی یک عنصر است که نمی تواند به وسیله هیچ ماده شیمیایی ای تجزیه شود. یک اتم معمولی هسته ای حاوی پروتون ها و نوترون ها دارد. به دور این هسته الکترون هایی می گردند.هیدروژن، روی و سزیم مثال هایی از اتم هاهستند

                                                                                                                                                              

نمایشی از اتم هلیوم. هسته با رنگ صورتی و ابر توزیع الکترون‌ها با رنگ سیاه نشان داده شده‌است. هسته اتم هلیوم-۴ (نشان داده شده در راست-بالا) که از دو پروتون و دو نوترون تشکیل شده است، در حقیقت کروی شکل بوده و شباهت زیادی به ابر الکترونی آن دارد. هرچند در مورد اتم‌های پیچیده تر چنین نیست. طول مستطیل سیاه، یک آنگستروم است.

اَتُم (به یونانی: Άτομο به معنی «ناگسستنی») کوچکترین واحد تشکیل دهنده یک ماده ی ساده است که می تواند به کمک پیوند شیمیایی به اتمی دیگر منصل گردد.^[۱] تئوری مکتب اتم گرایی که از عقیده ی تشکیل مواد از ریز دانه های نادیدنی (در برابر عقیده به تفکیک پذیر بودن مواد به ذرات نامتناهی) دفاع می کرد از تاریخ باستان شناخته شده بود و توسط فلاسفه ی یونان باستان از جمله لئوکیپوس و شاگرد وی دموکریت وهمچنین بعدها در هند و در یکی از شش مدرسه ی هندوئیسم یعنی وایشِشیکا که توسط کاناد بنیان نهاده شده بود، تدریس می شد. اتم از یک هسته مرکزی با بار مثبت محاطه شده با ابر الکترونی با بار منفی تشکیل شده است. تعریف دیگری آن را به عنوان کوچکترین واحدی در نظر می‌گیرد که ماده را می‌توان به آن تقسیم کرد بدون اینکه اجزاء بارداری از آن خارج شود.^[۲] اتم ابری الکترونی، تشکیل‌شده از الکترونها با بار الکتریکی منفی، که هستهٔ اتم را احاطه کرده‌است. هسته نیز خود از پروتون که دارای بار مثبت است و نوترون که از لحاظ الکتریکی خنثی است تشکیل شده‌است. زمانی که تعداد پروتون‌ها و الکترون‌های اتم با هم برابر هستند اتم از نظر الکتریکی در حالت خنثی یا متعادل قرار دارد در غیر این صورت آن را یون می‌نامند که می‌تواند دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی باشد. اتم‌ها با توجه به تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آنها طبقه‌بندی می‌شوند. تعداد پروتون‌های اتم مشخص کننده نوع عنصر شیمیایی و تعداد نوترون‌ها مشخص‌کننده ایزوتوپ عنصر است.^[۳]

نظریه مکانیک کوانتومی تصویر پیچیده‌ای از اتم ارائه می‌دهد و این پیچیدگی دانشمندان را مجبور می‌کند که جهت توصیف خواص اتم بجای یک تصویر متوسل به تصاویر شهودی متفاوتی از اتم شوند. بعضی وقت‌ها مناسب است که به الکترون به عنوان یک ذره متحرک به دور هسته نگاه کرد و گاهی مناسب است به آنها عنوان ذراتی که در امواجی با موقعیت ثابت در اطراف هسته (مدار: orbits) توزیع شده‌اند نگاه کرد. ساختار مدارها تا حد بسیار زیادی روی رفتار اتم تأثیر گذارده و خواص شیمیایی یک ماده توسط نحوه دسته بندی این مدارها معین می‌شود.^[۲]

نوترون

نوترون یکی از ذرات هسته‌ای اتم است. نوترون دارای بار الکتریکی خنثی است و به همراه پروتون در داخل هسته اتم اصل جرم اتم را تشکیل می‌دهند.

از هیدروژن (۱ پروتون) تا کلسیم (۲۰ پروتون) تعداد آن با تعداد پروتون یکی نیست و از آن بالاتر در جدول تناوبی تعدادش بیشتر می‌شود. جرم مطلق ^۲۷- ۱۰ × ۱٬۶۷۴۸۲ کیلوگرم و جرم نسبی آن ۱٬۰۰۸۶۶۵۴۱ است. برای مثال ۵۶n بر روی Fe و p۲۶ بر زیر آن تشکیل دهندهٔ آهن است.

جیمز چادویک در سال ۱۹۳۲ نوترون را، که رادرفورد در سال ۱۹۲۰ وجود آن را پیش‌بینی کرده بود، کشف کرد. پروتون‌ها ذراتی مثبت هستند و به شدت همدیگر را دفع می‌کنند علت اینکه پروتون‌ها همدیگر را دفع نمی‌کنند نوترن‌ها هستند. نوترون ذره‌ای ناپایدار است و عمر متوسط آن ۹۱۸ ثانیه است که به پروتون، الکترون و نوترینو واپاشیده می‌شود. به این واپاشی، واپاشی بتا می‌گویند اتمی که پرتوی بتا تابش می‌کند چون یک پروتون به پروتون‌هایش اضافه می‌شود به عنصر بالاتر سلف می‌کند در همه اتم‌ها اینگونه نیست زیرا اصل طرد پائولی برای اتم‌هایی که نسبت نوترون‌هایش به پروتون‌هایش کمتر از ۱٫۵ است اجازه واپاشی نمی‌دهد.

نوترون از یک کوارک بالا و دو کوارک پایین ساخته شده است.^[۲]

^{نوترون ذره ای در اتم است وقسمتی از اتم را تشکیل می دهد نوترون جرمی معادل 1 و بار صفر دارد}

پروتون

پروتون جزیی از هسته اتم است و جرمی دارد که به صورت 1 تعریف می شود و بار مثبتیک دارد. هسته یک اتم هیدروژن H + است
پروتون ذره ای بسیار کوچک است که بخشی از هسته را تشکیل می دهد

پروتون (Proton) ذره‌ای بنیادی با بار مثبت است که بخشی از هر اتم را تشکیل می‌دهد. جرم پروتون ۱۸۳۷ برابر جرم الکترون و معادل ۱ amu است.

بر اساس قوانین پایستگی و به علت آن که پروتون سبک‌ترین باریون است، پایدار است. اما براساس نظریه وحدت بزرگ این ذره عمر ۱٫۶‎×۱۰^۳۰ سال داشته و بعد از این مدت به پوزیترون و پیون صفر تبدیل می‌شود.^[۱]

---

هسته

پروتون، فرمیونی با اسپین ½ است و از سه کوارک ساخته می‌شود.^[۳] دو کوارک بالا و یک کوارک پایین درون پروتون با نیروی قوی هسته‌ای در کنار یکدیگر نگه داشته می‌شوند.^[۴] پروتون دارای توزیع بار الکتریکی مثبت است که تقریباً به صورت نمایی کاهش می‌یابد و میانگین شعاع آن حدود ۰٫۸ فمتومتر است.^[۵]

پروتون و نوترون ذرات درون هسته‌ای هستند و می‌توانند توسط نیروی هسته‌ای به یکدیگر متصل شوند و هسته اتم را شکل دهند. هسته فراوان‌ترین ایزوتوپ هیدروژن تنها از یک پروتون تشکیل شده‌است. دو ایزوتوپ دیگر هیدروژن، دارای یک یا دو نوترون هستند که به پروتون متصل شده‌اند. هسته سایر اتم‌ها از بیش از یک پروتون و تعدادی نوترون شکل گرفته‌است.

و کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیل شده است.^[۲]

الکترون

اطراف مرکز هر اتم، ذرات ریزی به نام الکترون وجود دارد.الکترون ها دور هسته می چرخند.الکترون نیز مثل پروتون بار الکتریکی دارد و بار آن منفی است.تعداد پروتون ها و الکترون ها برابر است؛بنابراین ،مجموع بار الکتریکی مثبت و منفی یکسان است.(الکترون ذره ای است که وقتی الکتریسیته جریان می یابد،از اتمی به اتم دیگر منتقل می شود.)

الکترون جزء با بار منفی یک اتم است. الکترون ها خارج از هسته اتم و اطراف آن وجود دارند. هر الکترون حامل یک واحد بار منفی است و در مقایسه با یک نوترون یا یک پروتون جرم بسیار کمی دارد.

عدد اتمی

د اتمی اصطلاحی است که در شیمی و فیزیک مورد استفاده قرار می گیرد. عدد اتمی (به عنوان عدد پروتونی نیز شناخته می شود) تعداد پروتون های موجود در هسته یک اتم است. در نتیجه عدد اتمی با تعداد بارهای هسته یکسان است. عدد اتمی با Z نمایش داده می شود.

عدد اتمی در اصل به معنی شماره مکان یک عنصر در جدول تناوبی است. هر عنصر شیمیایی عدد اتمی منحصر به فردی دارد. هیدروژن عنصر اول در جدول تناوبی است و یک پروتون دارد. بنابراین عدد اتمی آن 1 است. هر اتم طلا 79 پروتون دارد و عدد اتمی آن 79 است. در یک اتم با بار خنثی، عدد اتمی با تعداد الکترون ها برابر است

عناصر را می توان در جدول مندلیف مرتب کرد.هر کدام از عنصر یک علامت اختصاری دارند مثلاً علامت اختصاری c برای کربن به کار می رود، در کنار علامت هر عنصر یک عدد وحود دارد که به آن "عدد اتمی" می گویند

---

هیدروژن،hydrogn

هیدروژن ساده ترین عنصر است و ساده ترین اتم را دارد.

یعنی فقط یک پروتون و یک الکترون دارد،هیدروژن گازی بسیار سبک است که در هوا بالا می رود. در گذشته از هیدروژن برای پر کردن بالن ها استفاده می شد، اما برای انجام این کار مشکلی وجود داشت؛هیدروژن سریع آتش می گرفت و بالن منفجر می شد.

در ستاره ها نیز هیدروژن می سوزد،به همین دلیل ستاره ها داغ و درخشانند.

---

اورانیم،uranium 

اورانیم عنصری سنگین و خطر ناک است.اورانیم پرتوی خطرناکی تولید می کند، که پرتو رادیواکتیو نام دارد.این پرتو باعث ایجاد سوختگی و بیماری هایی مانند سرطان می شود.رادیواکتیویته صورتی از انرژی است و با مراقبت مناسب و دقیق می توان از آن به عنوان سوخت در نیروگاه های هسته ای استفاده کرد.

---

کربن،carbon 

کربن عنصری بسیار مهم در بدن موجودات زنده،از جمله انسان است.کربن به راحتی به اتم ها ی عناصر دیگر می پیوندد و گروهی از اتم هارا تشکیل می دهد که ملکول نام دارند.کربن خالص به دو شکل وجود دارد:1_دوده ی پودری نرم 2_الماس سخت و درخشان.شکل کربن بر اساس چگونگی اتصال اتم ها آن به یک دیگر متفاوت است.

---

آلو مینیم،alumnium

آلومینیم عنصری فلزی است و یکی از عناصر پر مصرف زندگی جدید محسوب می شود.آلومینیم فلزی سبک ومقاوم است، زنگ نمی زند و نمی پوسد.آلومینیم ماده ی اصلی سازنده ی قابلمه،قوطی های نوشابه،فویل ها و هواپیما های جت است.

 

جدول تناوبی

جدول تناوبی نمادهای عناصر، عددهای اتمی و وزن های اتمی را به نمایش می گذارد.

عناصر شیمیایی در جدول تناوبی به طوری چیده شده اند که می توان خواص آنها را بر اساس مکانی که در جدول دارند پیش بینی کرد. دلیل این نظم و ترتیب در جدول تناوبی چیده شدن عناصر براساس عدم اتمی آنها یا تعداد پروتون هایشان است. به این ترتیب که در جدول تناوبی اعداد اتمی از چپ به راست و از بالا به پایین افزایش می یابد

 

ردیف های عناصر، دوره نامیده می شوند. تعداد عناصر در یک دوره افزایش می یابد.

جدول تناوبی ای که ما امروزه مورد استفاده قرار می دهیم به وسیله دیمیتری مندلیف در سال 1869 ابداع شد.

مندلیف متوجه شد که می تواند 65 عنصر شناخته شده آن زمان را در یک جدول مرتب کند. در جدول مندلیف این ویژگی ها وجود دارد:

1-وزن اتمی یک عنصر از وزن اتمی عنصر سمت چپش بیشتر است. برای مثال، منیزیم (با وزن اتمی  24.3) در سمت راست سدیم (با وزن اتمی 23.0) قرار دارد.
 
2-عناصر با خواص شیمیایی مشابه -به عبارت دیگر با واکنش های شیمیایی مشابه- در یک ستون قرار دارند. به عنوان مثال منیزیم در ستون عناصر قلیایی خاکی قرار دارد.
 
مندلیف متوجه شد که جدولش ناقص است -فضاهای خالی ای در این جدول وجود داشت که باید عناصری در آن قرار داشت، اما هیچ کس این عناصر را کشف نکرده بود.

وی بر روی کاغذ تعدادی از عناصری که فکر می کرد باید این جاهای خالی را پر کنند نام گذاری کرد. به عنوان مثال بعد از مشاهده جای خالی بین سیلیکون و قلع در جدول تناوبی، عنصر ژرمانیوم را کشف کرد و عنصر جدید را اکا-سیلیکون نامید.

وی وجود گالیم و اسکاندیم را هم قبل از این که واقعاً کشف شوند بر روی کاغذ پیش بینی کرد.

با این که مندلیف به موفقیت بسیار مهمی دست یافت اما در ادامه کار پیشرفتش اندک بود. بعدها مشخص شد جدول تناوبی مندلیف با استدلال صحیحی پی ریزی نشده. مندلیف به اشتباه باور داشت که خواص شیمیایی عناصر با وزن اتمی آنها تعیین می شود. البته در صورتی که دانش علمی ما در حد سال 1869 بود، این استدلال کاملاً معقول به نظر می رسید. در سال 1869 الکترون کشف نشده بود و تا 27 سال بعد هم کشف نشد.

 قرار دادن عناصر براساس جرم اتمی در جدول به برخی از عدم تطابق ها منجر می شود. اگر ید و تلوریم براساس جرم اتمی در جدول قرار گیرند مشخص می شود که از لحاظ خواص شیمیایی در جای اشتباهی هستند و بهتر است مکانشان در جدول جابجا شود. بنابراین اگر قرار باشد این عناصر در جای مناسب خود قرار بگیرند باید براساس عدد اتمی شان قرار داده شوند. در این صورت آنها از لحاظ خواص شیمیایی در مکان مناسب خود قرار می گیرند.

در واقع 44 سال طول کشید تا الگوهای صحیحی برای جدول تناوبی مندلیف کشف شد و حالا این جدول براساس عدد اتمی عناصر چیده شده است. این پیشرفت مدیون تحقیقات هنری گوئین جفریس مسلی در سال 1913 است