تعیین دقیق زمان مرگ در جرم شناسی بسیار اهمیت دارد.اندازه گیری غلظت پتاسیم مایع زجاجیه روشی است که بیش از سه دهه از پیشنهاد و بررسی ان میگذرد.مصونیت ماده زجاجیه از آلودگی ،خون و باکتریها پس از مرگ ،سهولت نمونه برداری و عدم نیاز به کالبدشکافی از مزایای این روش محسوب می شود.تجزیه پتاسیم زجاجیه با دو روش الکترودهای یونی ویژه که یک روش پتانسیل سنجی است و نور سنجی شعله ای که یک روش طیف سنجی است انجام می گیرد.سپس مقدار پتاسیم بدست آمده با منحنیهای استاندارد غلظت یون پتاسیم بر حسب زمان مرگ که برای دو گروه سنی کودکان وبزرگسالان مجزاست،مقایسه می شود.
همه ما روزانه از صابون های جامد و مایع برای شستشو استفاده می کنیم و کارخانه های زیادی مشغول ساخت صابون هایی با عطر و رنگ های مختلفی هستند.
اگر استئارات گلیسرول را با محلول غلیظ ئیدروکسید سدیم مخلوط کنیم گلیسرول و استئارات سدیم (صابون)
به دست می آید(معادله1در پایین) این گونه واکنش ها که منجر به وجود آمدن صابون میشوند را صابونی شدن می نامندپس از پایان واکنش به آن محلول غلیظ ئیدروکسید سدیم میزنند در اثر آن گلیسرول از محلول جدا می شود و صابون به سطح محلول می آید.که در دمای معمولی جامد است.
در روشهای جدید تر صابون طی واکنش ها ی(2)و(3)میسازند.
(C17H35COO)3C-COO)3C3H5+3NaOH:3C17H35COONa+C3H5(OH)3 فرمول 1
(C17H35COO)3C-COO)3C3H5+3H2O:3C17H35COOH+C3H5(OH)3 فرمول 2
C17H35COOH+NaOH:C17H35COONa+H2O فرمول 3
در بسیاری از هیدروکربنها دو اتم هیدروژن کمتر از آلکان های هم کربن خود دارند.این هیدروکربنها آلکن ها نام دارند.فرمول همگانی آلکنها CnH2 و n تعداد اتم های کربن است.ا
اتیلن:گازی بی رنگ با بویی ملایم و مطبوع است به مقدار کمی در آب حل می شود.به عنوان هوشبر کاربرد دارد .
اتیلن هیدروکربن بسیار ارزنده ای است.به مقدار کمی در گیاهان وجود دارد
در فرایند رسیدن میوه ها دخالت دارد.افزایش غلظت آن باعث افزایش سرعت میوه ها می شود
از این خاصیت در تجارت موز استفاده می شود.این میوه را نارس می چینند (زیرا میوه نارس
کمتر از میوه رسیده آسیب می بیند)در محل مصرف آنها را در مجاورت استیلن قرار می دهند
و رنگ آنها هم زرد می شود.و در ظاهر تفاوتی با موز های طبیعی ندارند
ابتدای ماجرا : هرچه دمای آب کمتر و فشار بیشتر باشد , ظرفیت پذیرش گاز بیشتری را خواهد داشت و به عنوان مثال CO2 بیشتری را در خود حل می کند. هنگام تولید نوشابه با استفاده از این خاصیت , در دماهای پایین و فشار بالا , نوشیدنی با تزریق گاز CO2 به حالت اشباع می رسد. بنابراین وقتی در نوشابه باز شود و نوشابه در دما و فشار معمولی قرار گیرد , محلول خاصیت فوق اشباع دارد یعنی مقدار CO2 حل شده در آن بیش از ظرفیت انحلال در آن دما و فشار است. چنین محلولی اگر شرایط مهیا باشد تمایل به آزاد کردن CO2 دارد. برای این کار گاز CO2 محلول باید به صورت حباب درآید یعنی مولکولهای CO2 حل شده باید در نقطه ای جمع شوند و با به هم پیوستن , یک حباب تشکیل دهند و به سطح نوشابه بیایند و از آن خارج شوند. اگر دقت کرده باشید تشکیل حباب در سطوح تماس خارجی نوشابه اتفاق می افتد یعنی در سطح نوشابه و دیواره های بطری یا دور نی . به زبان ساده این سطوح و به خصوص نا همواری های موجود روی آنها یا هر نوع ناهمگنی موجود در محیط نقش جایگاههای تجمع یا مکانهایی برای به هم پیوستن مولکولها و تشکیل حباب را بازی می کنند.به عبارت عامیانه یعنی مولکولها برای ایجاد حباب دنبال بهانه می گردند و این بهانه را در این سطوح پیدا می کنند. در این وضعیت ریختن نمک در نوشابه باعث خروج سریع تر گاز از محلول می شود. زیرا سطح بیشتری برای تشکیل حباب در اختیار مولکولها قرار می گیرد ( سطح جانبی بلورهای نمک ) . چیزی مانند تبلور ( = بلور شدن ) شکر پس از قرار دادن بلور یا نخ در محلول فوق اشباع آن.بنابراین چنین اتفاقی اصلا شیمیایی نیست. هیچ واکنشی هم صورت نمی گیرد و تقریبا هر ماده ای از نمک و شکر گرفته تا شن و ماسه که بتوانند نوعی ناهمگنی در محیط نوشابه ایجاد کند یا سطح آزاد در اختیار آن قرار دهد ( یا به طور خلاصه بهانه دست مولکولها بدهد ! ) میتواند این کار را بکند . این اتفاق را حتما در هنگام وارد کردن نی در نوشابه دیده اید. تنها مزیت نمک با شکر این است که به دلیل داشتن دانه های ریز سطح جانبی نسبی بیشتری در مقایسه با مواد درشت تر دارند. همین! از این به بعد می توانید در نوشابه دوستتان به جای نمک خاک بریزید !!!
- آیا میدانستید تمامی فلزات بجز آنتیموان و بیسموت در مواقع انجماد ، حجمشان کاهش می یابد ؟
- آیا میدانستید استرانسیم از بقایای موجودات دریایی به دست می آید ؟
- آیا میدانستید کادمیم فلزی سمی است که در ساخت باطری های خشک کاربرد دار د؟
برای این کار هیدروژن پری اکسید باید غلیظ شده باشد.(در حدود 90 درصد ) هیدروژن پری اکسید که در دارو خانه ها میفروشند غلظلتش درحدود 3 در صد است.فرمول شیمیایی هیدروژن پری اکسید H2O2 است.وقتی با نقره واکنش برقرار میکند نقره نقش کاتالیزور را بازی میکند.این واکنش اتم اضافه اکسیژن را ازاد کرده اب و گرمای زیادی تولید میکند.گرما اب را به بخار تبدیل کرده که این بخار میتواند با سرعت بالا از نازل موشک خارج کند.
برای ساخت موشک میتوانید از بطری نوشابه های خانواده خالی استفاده کنید به این صورت که در نوشابه را سوراخ کوچکی بکنید(نقش نازل موشک) و مواد را در ان ریخته و در ان را ببندید واکنش انجام شده و بخار با سرعت از سوراخ به بیرون زده و اگر بطری نوشابه را بروی زمین بخوابانید این موشک حرکت خواهد کرد
همه میدانیم که بیشتر گندم سفید از نشاسته درست شده است . و میدانیم که نشاسته از کربوهیدرات ساخته شده است یعنی از به هم پیوستن زنجیره ی مولکولهای شکر . هر کسی که تا بحال مارشمالو (نوعی شیرینی خمیرمانند )را اتش زده باشد میداند که شکر براحتی میسوزد , پس ارد هم میتواند.آرد و خیلی از کربوهیدراتهای دیگر میتواند اتش بگیرند وقتی انها در هوا بحالت گرد و غبار وجود دارد .فقط کافیه در هر متر مکعب 50 گرم یا بیشتر آرد بصورت گرد در هوا وجود داشته باشد و مشتعل شود. ذره های آرد انقدر کوچک هستند که فورا میسوزند. وقتی یک ذره بسوزد بقیه ذره های نزدیکش را هم روشن میکند و انوقت شعله بوجود امده تمام ابر ارد را شعله ور کرده و منفجر میشود. تقریبا هر کربو هیدرات بصورت گرد و غبار وقتی مشتعل شود منفجر خواهد شد .در خیلی از انبارهای آرد به همین صورت با یک جرقه یا یک منبع گرما باعت انفجار و اتش سوزی میشود.
- آیا میدانستید گالیم در دمای 30 درجه مایع می شود ؟
سنگ چخماخ با نام flint معروف می باشد، تیره رنگ می باشد و در شاخه کوارتزها قرار می گیرد Flint نوع کوارتز آلفا می باشد که تا دمای 573 درجه سانتیگراد پایداری دارد و به صورت گرهکهایی در گچ و سنگ آهک یافت می شود .از سنگهای حاوی سیلیس SiO2 که عموماً منشاء رسوبی دارند می باشد. این سنگها یک پارچه بوده که به علت نقص ساختمانی در برخورد با یکدیگر جرقه زده و O-3 آزاد می نماید این سنگ بانام سنگ آتشزنه معروف می باشد .
بیشترین معادن جیوه دنیا در اسپانیا و ایتالیاست و مهمترین سنگ معدن آن سینابار یا سولفور جیوه است با گوگرد و هالوژنها ترکیب می شود اما با اسیدها به جز اسیدنیتریک بی اثر است جیوه و ترکیبات آن توسط پوست و بلعیدن و تنفس جذب بدن می شود ماکسیمم مقدار مجاز بخار جیوه در هوای محیط کار 1.0 میلی گرم در متر مکعب و ماکسیمم مقدار جیوه مجاز موجود در ادرار 3.0 میلی گرم در لیتر است کلیه ها نقش مهمی در دفع جیوه از راه ادراری دارند ضمن اینکه بیشترین تجمع جیوه در اعضای بدن نیز در کلیه هاست .
- آیا میدانستید اکسید کروم در ساخت نوار کاست و فیلم ویدئو استفاده می شود ؟
- آیا میدانستید لیتیم در جامد کردن روغن های صنعتی کاربرد دارد ؟
- آیا میدانستید رادیم گرانترین فلز است ؟
نکته های جالب شیمی آب سنگین، آبی است که هیدروژنهای آن دوتریم(ایزوتوپ سنگین هیدروژن) است. این آب در مقایسه با آب معمولی دیرتر می جوشد و زودتر یخ می زند. و گیلبرت لوییس اولین بار در سال 1932 از آب معمولی تهیه کرد.
- موش کاتالیزگر
پلاستیک در سال 1850 ودر شبی کشف شد که یک گربه موشی را روی میزهای آزمایشگاه دنبال می کرد. به خانه یک شیمیدان آلمانی آدولف اشپیتلر موش زده بود بنابراین او گربه اش را به خانه آورد. گربه به یک شیشه فرم آلدئید -ماده بدست آمده از زغال سنگ-برخورد کرد. کمی از این فرمالدئید را روی پنیر متصل به تله موش پاشید. فردای آن روز اشپیتلر که ریخت وپاش را تمیز می کرد در یافت که پنیر مانند سنگ سخت شده است. او که کنجکاو شده بود،فرم آلدئید را با شیرمخلوط کرد. نتیجه این کار،کازئین بود یعنی نخستین پلاستیک جهان.
منبع:قطار شیمی
- شمع را با آب روشن کنید
شمعی را به دوستانتان نشان دهید . به آن ها بگویید که می خوا هید شمع را روشن کنید ولی متأسفانه کبریت ندارید. مسلما عده ای سعی می کنند که به شما کبریت بدهند، ولی شما قبول نکنید وبه آن ها بگویید راضی به زحمت شما نیستم و خودم شمع را با آب روشن می کنم! مسلما دوستانتان تعجب می کنند و شاید حتی به شما بخندند. ولی توجه نکنید و لیوانی را پر از آب کنید، سپس مقداری از آن را بخورید تا همه متوجه شوند که آب معمولی است. حالا انگشت خود را در آب فرو برده و سپس روی فتیله ی شمع بگیرید تا یک قطره از آب روی آن بچکد، دوستانتان در کمال تعجب مشاهده می کنند که این شمع روشن می شود.
فکر می کنید دلیل آن چیست؟
شما قبلا یک تکه پتاسیم کوچک را در لابلای تارهای فتیله ی شمع قرار داده اید و وقتی یک قطر آب را روی آن می ریزید، واکنش شیمیایی بین پتاسیم و آب باعث اشتعال فتیله می شود.
- انرژی که در اتم ذخیره شده ، بسیار عظیم است . اگر انرژی یک کیلوگرم اورانیوم را بطور کامل آزاد سازند ، تقریبا یک گرم ماده ناپدید خواهد شد و بقیه به بیست و پنج میلیون کیلو وات ساعت ، انرژی تبدیل می شود . اگر بخواهند این مقدار انرژی را از سوزاندان زغال سنگ به دست بیاورند ، باید بیش از دو هزار و پانصد تــــــــــــــن زغال سنگ را بطور کامل بسوزانند.
عناصر شیمیایی
تهیه کننده : سیدمحمدهادی میرمطلبی
منبع : راسخون
عناصر
دید کلی
عناصر شیمیایی ، بر اساس خصوصیات شیمیایی و فیزیکی ، در گروههای مختلفی در جدول تناوبی طبقه‌بندی شده‌اند. در بین عناصر هر گروه نیز علاوه بر برخی تشابهات ، تفاوتهای عمده‌ای نیز وجود دارد.عناصر را با مشخصات گوناگونی طبقه‌بندی میکنند. یکی از آن مشخصات ، آرایش الکترونی میباشد. عناصر را میتوان بر اساس آرایش الکترونی آنها به چهار گروه تقسیم کرد.
گازهای نجیب
در جدول تناوبی ، گازهای نجیب در انتهای هر دوره جای دارند. این عناصر گازهای بی‌رنگ ، از نظر شیمیایی غیر فعال و دیا مغناطیسی هستند. به استثنای هلیم ، تمام گازهای نجیب دارای آرایش الکترونی خارجی ns۲ np۶ هستند که آرایش‌های بسیار پایدارند.
عناصر نماینده
این عناصر ، گروه های A از جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و شامل فلزات و غیر فلزات هستند. خواص شیمیایی و فیزیکی این عناصر بسیار متنوع است. بعضی از آنها دیامغناطیس و بعضی دیگر پارامغناطیس هستند. ولی ترکیبات این عناصر معمولا دیامغناطیس و بی‌رنگ هستند. لایه های الکترونی تمام این عناصر یا کامل هستند و یا پایدارند به استثنای لایه‌های خارجی که الکترونهای آنها را میتوان بعنوان الکترونهای اضافه شده در نظر گرفت.
این لایه خارجی را لایه والانس و الکترونهای آن را الکترونهای والانس مینامند. تعداد الکترونهای والانس هر اتم برابر شماره گروه آن اتم است. خواص شیمیایی این عناصر ، به تعداد الکترونهای والانس آنها بستگی دارد.
عناصر واسطه
عناصر واسطه ، گروههای B از جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند. از ویژگیهای این عناصر ، درون سازی آنهاست. یعنی آخرین الکترونی که بر اساس روش آفبا به آنها اضافه میشود، یک الکترون d درونی است. الکترونهای دو لایه آخری عناصر واسطه در واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تمام این عناصر ، فلز بوده، بیشتر آنها پارامغناطیسی‌اند و ترکیبات شدیدا رنگین و پارامغناطیس تولید میکنند.
عناصر واسطه داخلی
این عناصر در پایین ، جدول تناوبی قرار دارند. یک سری از عناصر دوره ششم که بعد از لانتانیم قرار دارند، سری لانتانیدها نامیده میشود و نظیر این سری در دوره هفتم به سری آکتنیدها معروفند. آخرین الکترون اضافه شده به هر یک از این عناصر یک الکترون f است. چون این الکترون به سومین لایه از آخر اضافه میشود، بدین جهت ، سه لایه آخر این عناصر ممکن است در واکنشهای شیمیایی آنها دخالت کنند. تمام عناصر واسطه داخلی فلزند. این عناصر بطور کلی پارامغناطیس‌اند و ترکیبات آنها پارامغناطیس و بشدت رنگین هستند.
هیدروژن
در گوشه بالا سمت چپ جدول تناوبی اولین عنصر یعنی هیدروژن با عدد ۱ قرار دارد. سالها قبل از آنکه دانشمندان این ماده را به عنوان یک عنصر خالص کشف کنند به روشهای مختلف آنرا تولید کرده و از آن استفاده می کردند.
لاوازیه (Antoine Lavoisier, ۱۷۴۳ - ۱۷۹۴) شیمیدان فرانسوی هنگام تحقیقاتی که روی آب انجام می داد متوجه شد که آب از دو گاز تشکیل شده است، نام یکی را اکسِژن و نام دیگری را هیدروژن نهاد. همچنین هنری کاوندیش (Henry Cavendish, ۱۷۳۱-۱۸۱۰) دانشمند خجالتی انگلیسی در سال ۱۷۶۶ طی تحقیقات و آزمایشهایی که انجام میداد متوجه شد که هیدروژن یک عنصر مجزا می باشد.
شاید بزرگترین خصیصه هیدروژن آن باشد که فراوان ترین عنصر در تمام عالم هستی می باشد. هیدروژن قابل اشتعال بوده حتما” تعجب خواهید کرد اگر بدانید که بنا بر برآوردهایی که انجام شده است حدود ۹۰ درصد از اتمها و نیز حدود ۷۵ درصد از جرم کل هستی از هیدروژن تشکیل شده است. این ماده در تمام ستاره ها وجود دارد و منبع اصلی تهیه انرژی ستاره ها بواسطه واکنش های هسته ای می باشد.
از میان روشهای صنعتی تهیه هیدروژن می توانه به ترکیب بخار آب با کربن گداخته، تجزیه هیدروکربنها بوسیله حرارت، واکنش میان هیدروکسید سدیم یا پتاسیم با آلمینیوم، الکترولیز آب، ترکیب فلزات با اسیدها و … نام برد.
هیدروژن مایع برای مصارف برودتی کاربرد فراروان دارد و در مطالعات مربوط به ابر رسانا ها (Superconductors) بکار می رود. هیدروژن همچنین ماده اولیه سازنده سیاره غول پیکر مشتری (Jupiter) و سایر سیاره هایی است که حالت گازی دارند. جالب است بدانید که میزان فشار در مرکز چنین سیاراتی آنقدر زیاد می باشد که در آنجا نه تنها هیدروژن جامد وجود دارد بلکه فشار به حدی زیاد است که وجود هیدروژن بصورت فلز در این قسمت از اینگونه سیارات به اثبات رسیده است.
تحقیقات دانشمندان آمریکایی در سال ۱۹۷۲ نشان داد که در فشارهای بالای ۲Mbar هیدروژن می تواند به حالت فلز نمایان شود و قابلیت هدایت بسیار زیادی از خود نشان دهد. به دنبال آن در سال ۱۹۷۳ دانشمدان روسی موفق شدند که با فشاری معادل ۲.۸Mbar هیدروژن را بشکل و سختی فلز تهیه کنند و آزمایشهایی را بر روی قابلیت رسانایی این فلز انجام دهند.
با وجود همه این مسایل در جو زمین میزان هیدروژن آنقدر زیاد نیست. دلیل عمده آن سبکی بیش از حد این ماده می باشد که توان ماندگاری این گاز در جو کره زمین را کم می کند. در روی زمین نیز هیدروژن علاوه بر آب در انواع سوخت های فسیلی (نفت، ذغال) و نیز ساختمان ارگانیک گیاهان و موجودات زنده وجود دارد. لازم به ذکر است که امروزه تحقیقات و آزمایشات دانشمندان برای جایگزینی سوختهای فسیلی با هیدروژن به نتایج قابل قبولی رسیده است و امید آن می رود که بزودی بتوان بصورت صنعتی از این ماده بعنوان یکی از منابع اصلی تولید انرژی استفاده کرد.
پلاتین
پلاتین ، که به طور گسترده ای بعنوان کاتالیزور همگن و ناهمگن به کار میرود ، فلزی است بسیار گرانقیمت . پلاتین مانند طلا برای ساختن جواهرات قیمتی استفاده میشود ، اما کاربردهای عملی پلاتین بسیار بیشتر از طلا است .
مردمان آفریقای جنوبی در اولین قرن بعد از میلاد راههای استفاده از پلاتین در ساختن جواهرات را ابداع کردند، اسپانیولیها در قرن شانزدهم این گنجینه ها و ذخایر پلاتین را در آمریکای جنوبی کشف کردند ، در واقع نام این فلز از نام اسپانیولی آن پلاتین یا ” نقره اندک ” گرفته شده است .
شنهای رودخانه های سواحل غربی آمریکای جنوبی سرشار از طلاست ، پلاتین اغلب همراه با طلا یافت میشود ، اما کاشفان اسپانیولی با زحمت زیاد دانه های ریز پلاتین را از خردوریزهای طلا بیرون میکشیدند در برخی موارد آنها معتقد بودند که پلاتین همان طلایی است که به قدر کافی مدفون نمانده است تا به طلای زرد تبدیل شده باشد و آنها پلاتین را دوباره در رودخانه میانداختند تا گذشت زمان آن را به طلای زرد تبدیل کند !
پلاتین تا اولیل قرن ۱۸ به اروپا راه نیافت و در سال ۱۷۳۶ یک افسر نیروی دریایی اسپانیا دواولوآ به وجود پلاتین در معادن طلای امریکا جنوبی پی برد ، کشتی وی در سال ۱۷۴۵ در راه بازگشت به اسپانیا مورد حمله کشتیهای جنگی قرار گرفت و سرانجام به اسارت نیروی دریایی انگلستان در آمد .وی را به همراه نوشته هایش درباره پلاتین به لندن بردند ، و در آنجا اعضای انجمن سلطنتی انگلستان از کارهای او مطلع شدند و در واقع دواولوآ را به عنوان عضو انجمن انتخاب کردند در این اثنا نمونه ای از این فلز را به لندن آوردند و کار بر روی مطالعه خواص آن شروع شد .
پلاتین به دلیل رنگ ، زیبایی و ارزش آن تحت عنوان “طلای سفید ” شناخته شد . این نام از طرف کاشفان اولیه اروپایی بکار رفت و. در هر حال خیلی زود معلوم شد که کار کردن با آن خیلی دشوار تر از طلاست ، بخاطر نقطه ذوب بسیار بالای آن ۱۷۶۹ درجه که بسیار بالاتر از بقیه فلزات است وکوششهای زیادی برای ذوب کردن پلاتین صورت گرفت و سرانجام لاوازیه شیمیدان فرانسوی توانست آن را در مقیاس بسیار کم ذوب کند ، در اواخر قرن نوزدهم بود که روشهای کار طوری طراحی شدند که امکان ذوب کردن مقدار قابل توجهی پلاتین و تبدیل آن به محصولات بسیار مفید میسر شد .
از نظر میزان فراوانی آن در قشر زمین مانند طلا میباشد و معمولا با فلزاتی دیگری که فلزات گروه پلاتین نام دارد “روتنیم ، اسمیم ، رودیم ، ایریدیم ، پالادیم و پلاتین ” یافت میشود ، همه این فلزات از نظر اقتصادی با اهمیت هستند اما اهمیت آنها به اندازه پلاتین نیست.
مصرف سالانه پلاتین در ایالات متحده امریکا در حدود ۱۳۰۰۰۰۰اونس تروی یا در حدود ۴۵ تن تخمین میزنند در هر حال ، بزرگترین بخش از کاربرد آن در کاتالیزورهایی است که برای کنترل گازهای خروجی اگزوز اتومبیلها بکار میرورد ، مهمترین مصرف دیگر آن در صنایع شیمیایی است از قبیل تولید کودهای شیمیایی ارزان که بیشتر این کودها از سنتز آمونیاک و تبدیل آن به کودهای نیترات دار بدست میایند ، دومین مرحله از این فرایند کلی در دستگاههایی انجام میگیرد که در آنجا از توریهای پلاتین -رودیم به عنوان کاتالیزور استفاده میکنند.
پلاتین بدلیل نقطه ذوب بالا و مقاومت در برابر خوردگی ، برای ساختن ظروف جهت استفاده از فرایندهای دمای بالا بکار میرود و برای مثال شیشه های نوری بسیار خالص را از ذوب کردن اجزای سازنده شیشه در کروزه های پلاتینی تهیه میکنند ، پشم شیشه را نیز از فشردن شیشه مذاب برروی یک صفحه پلاتینی دارای سوراخهای بسیار ریز بدست می آورند . از تازه ترین و هیجان انگیزترین مصرف ترکیب پلاتین میتوان به استفاده از آن در معالجه سرطان از طریق شیمی درمانی اشاره کرد در این معالجه از معرف سیس پلاتین استفاده میشود . که فرمول آنبه شکل زیر است :
(H۳N)۲PtCl۲
هلیوم
در اولین ردیف جدول تناوبی (Periodic Table) گوشه سمت راست هلیوم (Helium) با عدد اتمی ۲ وجود دارد. در سال ۱۸۶۸ دانشمندی بنام ژوزف لاکری (Joseph Lockyer) هنگام مشاهده و تحقیق علمی برروی خورشید گرفتگی متوجه اولین نشانه ها از وجود عنصر جدید در طیف نور خورشید شد و به پیشنهاد دوستان نام این عنصر را هیلوم نهاد. (Helios در یونانی به معنی خورشید می باشد.) دانشمندان تا آن زمان چنین عنصری را بر روی کره زمین مشاهده نکرده بودند.
سالها بعد دانشمندی بنام ویلیام رمزی (William Ramsay) توانست همین عنصر را در طیق مواد معدنی اورانیوم دار نیز مشاهده کند و بعدها دراوایل قرن بیستم مشخص شد که در فعل و انفعالات هسته ای ذرات آلفا در واقع همان هسته های هلیم می باشند.
برخلاف هیدروژن که قبلا” راجع به آن صحبت کردیم، هلیم از جمله عناصر فراوان در عالم می باشد. در واقع می توان گفت اغلب گازهای طبیعی به نوعی شامل این عنصر می باشند. مقدار هلیوم موجود در جو معادل یک در ۲۰۰ هزار می باشد، در بسیاری از مواد معدنی رادیواکتیو نیز می توان به این عنصر دسترسی داشت.
دانشمندان با تجزیه و تحلیل طیف نور ستارگان مشخص کرده اند که از جمله عناصر بسیار مهم بخصوص در ستاره های فوق العاده داغ عنصر هلیوم می باشد و این عنصر نقش بسیار مهمی در واکنش های هسته پروتون- پرتون و چرخه کربن که منبع انرژی ستارگان است، دارد. بعنوان مثال دیگر فیوژن (Fusion) هیدروژن به هلیوم توانایی آزاد کردن انرژی بسیار زیادی دارد که در بمب های هیدروژنی از آن استفاده می شود.
اوایل قرن بیستم هزینه تهیه یک واحد حجم هلیم معادل ۲۵۰۰ دلار بود اما با پیشرفت تکنولوژی در اواخر قرن بیستم این رقم به ۳۷.۵ دلار برای ۱۰۰۰ واحد حجم رسید. هلیم از جمله عناصری است که حتی در صفر مطلق بصورت جامد در نیامده و مایع می باشد و تنها با بالا بردن فشار می توان آنرا بشکل جامد مشاهده کرد.
از موارد کاربرد این عنصر در صنعت می توان به کاربردهای آن در جوشکاری، صنعت ساخت نیم هادی، تهیه تیتانیم (Titanium) و زیریکونیوم (Ziriconium)، سرد کردن راکتورهای هسته ای، تونل های مافوق صوت و … اشاره کرد. همچنین دانشمندان از ترکیب هلیوم و اکسیژن برای تهیه اتمسفر مصنوعی استفاده می کنند. شاید آشناترین کاربرد هلیوم پر کردن بالن های بزرگ برای پرواز باشد، در این مورد این گاز از لحاظ ایمنی از هیدروژن بسیار ایمن تر می باشد. امروزه کاربردهای خاصی از هلیوم برای تشخیص سرطان نیز بصورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
نقره
نقره ، یکی از عناصر شیمیایی، با نشانه Ag ، دارای عدد اتمی 47 ، وزن اتمی 107.8682 و در گروه یک فرعی (IB) جدول تناوبی قرار گرفته است. نقره فلزی سفید مایل به خاکستری و براق است و از نظر شیمیایی یکی از فلزات سنگین و از جمله فلزات نجیب و از نظر تجارتی عنصری گرانبها تلقی می‌گردد. نقره یکی از عناصری است که از گذشته های دور و دورانهای باستان بعنوان یک فلز شناخته شده و مورد استفاده واقع میشده و از آن در کتابهای فراعنه مصری ، که قدمت این کتابها به حدود 3600 سال قبل از میلاد مسیح بالغ می‌گردد، بعنوان فلزی که از نظر ارزش دارای {5}{2}frac ارزش طلا است، یاد شده است. از نقره ، 25 ایزوتوپ رادیواکتیو شناخته شده اند که دارای اجرام اتمی 102 الی 117 می‌باشند. نقره معمولی از دو ایزوتوپ با جرمهای 107 و 109 تشکیل شده است.
نقره جزء عناصر نسبتا کمیاب بوده و از نظر فراوانی در قشر جامد زمین ، در مرتبه شصت و سومین عنصر قرار دارد. این عنصر تشکیل دهنده حدود6-10 ×1% از پوسته زمین است. برخی اوقات نقره بصورت عنصر آزاد یافت میشود (نقره خالص) و گاهی نیز به صورت آلیاژ با سایر فلزات ملاحظه میشود. در هر صورت باید توجه داشت که در اکثر نقاط، نقره بصورت مواد معدنی حاوی ترکیبات نقره ملاحظه میشود. مهمترین کانیهای نقره عبارتند از: آرجنتیت (Ag2S,argentite) و سرارجیریت (AgCl ,horn silver,Ceragyrite).
از سوی دیگر تعدادی از کانیهایی که در آنها نقره با سولفیدهای سایر فلزات ترکیب شده است نیز وجود دارد که عبارتند از: استفانیت (stephanite) بفرمول(5Ag2S.Sb2S5) ، پلی بازیت (polybasite) بفرمول (Cu_2S, Ag_2S).(Sb_2S_3, As_2S_3)، پروستیت(proustite) بفرمول (3Ag_2S.As_2S_3)و پیرآرجیریت (pyrargyrite) بفرمول (3Ag_2S.Sb_2S_3).
حدود سه چهارم نقره تولیدی ، در حقیقت فراورده جانبی حاصل از استخراج سایر فلزات است. علاوه بر این ، مقدار مهمی از نقره نیز از طریق بازیافت سکه‌های از رده خارج شده که باید با مقداری نقره ممزوج شونده و یا از مقدار نقره آنها کم شود، جمع آوری می‌گردد.همچنین بازیافت نقره از قراضه های صنعتی که ضمنا شامل باقیمانده های عکاسی است، با اهمیت تلقی می‌گردد.
نقره خالص فلزی براق و نسبتا نرم است که تا اندازه ای سخت تر از طلاست. زمانیکه این فلز پرداخت شود، دارای درخشندگی میشود و میتواند 95% از نور تابیده به خود را بازتاب نماید. این عنصر در میان کلیه فلزات ، مقام بهترین رسانا در زمینه گرما و الکتریسیته را دارا است و در زمینه قدرت چکش خواری و مفتول شوندگی دارای مرتبه دوم پس از طلا است. چگالی نقره 10.5 برابر آب است، بصورتیکه یک متر مکعب از آن دارای وزن 10500 کیلوگرم میباشد. نقره در 961 درجه سانتیگراد ذوب شده و در حدود 2200 درجه سانتیگراد می‌جوشد.
طلا و نقره مانند محلولهای واقعی می‌توانند در هر نسبتی با یکدیگر مخلوط شده و آلیاژ تشکیل دهند. کیفیت نقره و یا بعبارت بهتر عیار آن بر حسب تعداد قسمت نقره خالص در 1000 قسمت مخلوط فلزات بیان می‌گردد و بطور معمول نقره تجاری دارای عیار 999 است.
خواص شیمیایی نقره
اگرچه نقره از نظر شیمیایی در میان فلزات نجیب فلزی بسیار واکنش پذیر تلقی می‌گردد، لکن باید توجه داشت که در مقایسه با سایر عناصر از مرتبه واکنش پذیری قابل ملاحظه‌ای برخوردار نمی‌باشد. این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمیشود، لکن با گوگرد و هیدروژن سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را میدهد که در نقره‌هایتان ملاحظه می‌کنید.
برای رفع این نقیصه میتوان آبکاری نقره را با کمک رودیم به انجام رسانیده و از وقوع تیرگی مورد نظر پیشگیری نمود همچنین با استفاده از کرم (Cream) یا پولیش نقره میتوان لایه تیره بسیار نازکی را که نقره در ترکیب با گوگرد بوجود آورده است را زدوده و آن را مجددا براق نمود. از طرف دیگر این تیرگی را میتوان از نظر شیمیایی بوسیله حرارت دادن ظرف مورد نظر در محلوا رقیقی از کلرید سدیم و کربنات هیدروژن سدیم یا قرار دادن قسمت تیره در تماس با فلزی فعالتر مانند آلومینیوم که میتواند با گوگرد ترکیب شود و مجددا فلز را به حالت اولیه برگرداند، از بین برد.
نقره نمی‌تواند با اسیدهای غیر اکسیدکننده مانند اسیدهای کلریدریک و سولفوریک یا بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش نماید، لکن اسیدهای اکسنده مانند اسید نیتریک یا اسید سولفوریک غلیظ آن را در خود حل کرده و یون یک مثبت نقره (+
Ag) را تشکیل می‌دهند. این یون که در کلیه ترکیبات ساده و محلول نقره وجود دارد، تقریبا بصورت ساده ای با استفاده از عوامل احیا کننده آلی مانند آنچه در آئینه های نقره ای ملاحظه میشود، به فلز آزاد احیا می‌گردد. برای آبکاری نقره لازم است یونهای کمپلکس نقره احیا شود. یون (+
Ag)بی‌رنگ است، لکن تعدادی از ترکیبات نقره بدلیل نفوذ سایر اجزای تشکیل دهنده ساختمانی رنگینند. باید توجه داشت که اکسیژن درحد حیرت انگیزی در نقطه ذوب نقره به میزان 20 قسمت حجمی از اکسیژن در یک قسمت حجمی نقره حل میشود. پس از سرد کردن مایع مورد نظر نیز اکسیژن به میزان 75% قسمت (از نظر حجمی) در نقره باقی می‌ماند.
تجزیه و شناسایی
محلولهای حاوی یون نقره را میتوان به آسانی تشکیل رسوب کلرید نقره بوسیله افزایش اسید کلریدریک ، شناسایی کرد. این رسوب را میتوان از رسوبهای سرب و جیوه یک ظرفیتی ، بوسیله قدرت حل شدن آن درهنگام افزودن هیدروکسید آمونیوم اضافی و ایجاد رسوب مجدد با افزودن اسید نیتریک متمایز نمود. مضافا تجزیه وزنی بوسیله کلرید نقره یا برمید نقره که به آسانی قابل رسوب دادن ، خشک کردن و توزین می‌باشند، میسر میباشد. همچنین میتوان یون نقره را بوسیله عمل الکترولیز به نقره فلزی احیا و بدین روش توزین نمود. از محلول تیوسیانات پتاسیم استاندارد شده نیز میتوان برای تجزیه حجمی نقره استفاده کرد.
ترکیبات نقره
نقره در ترکیباتش اکثرا بصورت یک ظرفیتی است. لکن اکسید ، فلوئورید و سولفید دو ظرفیتی نقره نیز ملاحظه شده است. تعدادی از ترکیبات مهم نقره عبارتند از:
• نیترات نقره (AgNO_3): ترکیبی بی‌رنگ ، بسیار محلول ، اساسا سمی و به سادگی به نقره فلزی احیا میشود و از آن در تهیه ترکیبات نقره ، آئینه های نقره ، جوهرها استفاده میشود.
• هیدروکسید دی آمین نقره Ag(NH_3)_2]OH]: ترکیب کوئوردیناسیونی محلول در آب که به وسیله افزودن هیدروکسید آمونیوم به محلولهای املاح نقره ، تشکیل میشود. این ترکیب در اثر ماندن تشکیل ترکیب بسیار منفجره نقره فولمینات شده را میدهد.
• سیانید نقره (AgCN): مورد مصرف بوسیله سیانید سدیم یا پتاسیم اضافی در آبکاری برای تشکیل یونهای کمپلکس-
Ag(CN)_2و --
Ag(CN)_3که به فلز نقره احیا میشوند.
• کلرید نقره (AgCl): ترکیب سفید نامحلول که در هیدروکسید آمونیوم حل شده تشکیل یونهای کمپلکس +
Ag(NH_3)_2 میدهد. در عکاسی و نیز بعنوان آشکار کننده یونیزاسیون برای اشعه های کیهانی، کاربرد دارد.
• برمید نقره (ArBr): ترکیب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلولتر است و بیشتر در عکاسی به مصرف می‌رسد.
• یدید نقره (AgI): ترکیب نامحلول زرد رنگ و نامحلولتر از AgBr است و برای اصلاح وضعیت ابرها به منظور بارندگی (Cloud Seading) و در عکاسی کاربرد دارد.
• سولفید نقره (Ag_2S): نامحلولترین نمک نقره ، سیاه رنگ و جزء اصلی تشکیل دهنده تیرگی ظروف نقره میباشد.
کمپلکس های نقره
نقره یک ظرفیتی تعداد زیادی از ترکیبات پایدار کوئوردیناسیونی تشکیل میدهد. این ترکیبات اغلب دو کوئوردینانسی بوده، دارای دو گروه یونی یا مولکولی پیوسته به یک یون مرکزی +Ag مانند Ag(CN)_2 می‌باشند. کمپلکسهای کوئوردیناسی مانند -AgCl_3]
2] نیز شناخته شده‌اند و احتمالا کمپلکسهای چهار کوئوردیناسی مانند-AgCl_4]
3] در محلولها رخ میدهد. نقره دو ظرفیتی میتواند در برابر تجزیه ، بوسیله تشکیل یون +Ag
2 با استفاده از ترکیبات آلی مانند ارتو_ فنانترولین ، پیریدین و alpha' ،alpha _ دی پیریدیل پایدار شود. یون نقره سه ظرفیتی (+Ag
3) نیز با استفاده از کمپلکس شدن به وسیله اتیلن دی بی گوایند پایدار میشود. از طرف دیگر کلیه فلزات ضرب سکه ، یعنی مس ، نقره و طلا به آسانی با موادیکه اتمهای نیتروژن ، گوگرد یا هالوژن برای اتصال با آنها تدارک میکنند، کمپلکس میشوند (در مقایسه با موادیکه تدارک اکسیژن می‌نمایند). بعنوان مثال کمپلکسهای نقره با یون هیدروکسید (در مقایسه با کمپلکسهای هیدروکسیدروی که کوئوردینانس‌شونده خوبی با اکسیژن هستند) خیلی پایدار نیستند، بنابراین اکسید نقره در محلولهای قوی هیدروکسید سدیم فقط به میزان کمی حل می شود، در حالیکه هیدروکسید روی با توجه به کوئوردیناسیون شدنش با هیدروکسید ، در آن حل میشود.
کاربرد
• نقره در اغلب مصارفش با یک یا چند فلز ، آلیاژ شده و بدان صورت مصرف میشود. مهمترین مصرف این فلز در ضرب سکه است نقره همچنین دارای مصارف معروفی در زمینه جواهر سازی و ظروف نقره و نیز آب نقره است.
• به دلیل ناپایداری در مقابل اسیدهایی غیر اکسنده به صورت بوته و یا سایر وسایل شیمیایی مصرف میشود و گاهی ابزار آلات جراحی ، لحیم نقره و باطریهای انبارهای مقاوم در برابر خوردگی را از نقره تهیه میکنند.
• در آینه سازی به مقدار زیاد نقر ه مصرف میشود وهمچنین مقدار زیادی نقره برای تهیه نقره هالیدها در عکاسی مصرف میشود.
• رسانایی عالی نقره موجب کاربرد هرچه بیشتر آن در الکتروتکنیک شده است. از آلیاژهایی که در آنها نقره بعنوان جزئی از کل مصرف میشود، میتوان ملغمه‌های دندانپزشکی و پیستونهای موتور بلبرینگ را نام برد.
همچنین نقره دارای خواص قارچ‌کشی است و در مواردی از آن در فرایندهای سالمسازی(Sterilization) آب استفاده میشود.
کبالت
اطلاعات اولیه
کبالت ، عنصر شیمیایی است که با نشان Co و عدد اتمی ۲۷ در جدول تناوبی قرار دارد.
تاریخچه
کبالت و ترکیبات آن در دوران باستان شناخته شد که برای آبی کردن رنگ شیشه از آنها استفاده می‌کردند. “George Brand” به خاطر کشف کبالت شهرت یافت. تاریخ کشف این عنصر در منابع مختلف ، متفاوت است، اما این کشف بین سالهای ۱۷۳۰ و ۱۷۳۷ اتفاق افتاده است. او موفق به اثبات این نکته شد که منبع رنگ آبی شیشه‌ها کبالت است. قبلا” بیسموت همراه کبالت را عامل رنگ آبی شیشه‌ها می‌دانستند.
در خلال قرن نوزدهم ، کبالت آبی (۸۰ -۷۰% کبالت جهان ) در Blaafarvaerket در نروژ ، به رهبری صنعتگر پروسی “Benjamin Wegner” تولید شد. “John Livingood” و “Glenn Seaborg” در سال ۱۹۳۸ کبالت ۶۰ را کشف کردند. کلمه کبالت از واژه آلمانی kobalt یا kobold ، به معنی روح شیطان گرفته شده است. این نام را کارگران معدن به‌علت سمی و دردسرساز بودن این عنصر برای آن انتخاب کردند. ( کبالت سایر عناصر معدن را آلوده و کم عیار می‌کرد. )
پیدایش
کبالت ، بصورت فلز آزاد وجود ندارد و عموما” به‌صورت سنگ معدن یافت میشود. کبالت معمولا” به‌تنهایی استخراج نمیشود و به‌عنوان محصول جانبی فعالیتهای استخراج مس و نیکل بدست می‌آید.
سنگ معدنهای اصلی کبالت عبارتند از: کبالتیت ، اریتریت ، گلائوکودوت و اسکوترودیت. عمده‌ترین تولید کنندگان کبالت در جهان ، چین ، زامبیا ، روسیه و استرالیا هستند.
ترکیبات
به‌علت وجود حالتهای اکسیداسیون مختلف ، تعداد زیادی از ترکیبات کبالت وجود دارد. هر دو اکسید در دمای پایین ، ضدفرومغناطیس می‌باشند؛ CaO ، Co۳O۴ .
خصوصیات قابل توجه
کبالت ، عنصر فرومغناطیس سختی است که دارای رنگ خاکستری براقی میباشد.دمای کوری آن ، K۱۳۸۸ با ممنتم بور ۶/۱ – ۷/۱ در هر اتم است. این عنصر اغلب با نیکل همراه است و هر دوی آنها از اجزای مشخص فلز شهاب سنگی می‌باشند. پستانداران ، نیازمند مقدار بسیار کمی از نمکهای کبالت هستند. کبالت ۶۰ که ایزوتوپ رادیواکتیو و مصنوعی کبالت است، یک ردیاب رادیواکتیو مهم و عامل معالج سرطان به‌شمار می‌آید. نفوذ پذیری نسبی کبالت ، دو سوم آهن است. کبالت ، فلزی عموما” دارای مخلوطی از دو ساختار شکل بلورین fcc و hcp با دمای انتقال fcc –> hcp K۷۲۲ میباشد. حالات اکسیداسیون عادی کبالت ، شامل ۲+ و۳+ است، گرچه ۱+ نیز دیده شده است.
کاربردها
* آلیاژهایی از قبیل :
o آلیاژهای دیرگداز ، برای قطعات توربین گاز موتورهای هواپیما.
o آلیاژهای مقاوم در مقابل فرسایش و آسیب بر اثر کارکرد بالا.
o فولاد ، در سرعتهای بسیار زیاد.
o کاربیدهای روکشدار ( فلزات سخت هم نامیده میشوند ) و ابزارهای الماسه.
* آهن ربا و واسطه ضبط مغناطیسی ( ازقبیل نوار کاست و ویدئو ).
* کاتالیزور برای مصرف در صنایع شیمیایی و نفتی.
* در آبکاری الکتریکی برای ظاهر ، استحکام و مقاوت در برابر اکسیداسیون.
* عامل خشک کننده در رنگها ، جوهر و براق‌کننده‌ها.
* لایه زیرین در لعابهای چینی.
* رنگدانه ( کبالت آبی و سبز ).
* الکترودهای باطری.
* تایرهای رادیال تسمه فولادی.
* کبالت –۶۰ بعنوان منبع اشعه گاما دارای چندین کاربرد است :
o در پرتو درمانی ( رادیوتراپی ) بکار میرود.
o در استرلیزه کردن غذاها با روش تابشی ( پاستوریزه کردن سرد ) بکار میرود.
o در رادیوگرافی صنعتی به‌منظور تشخیص عیوب ساختاری قطعات فلزات بکار میرود.
کاربردهای پزشکی
کبالت ۶۰ ( Co-۶۰) ، فلزی رادیواکتیو است که در پرتودرمانی کاربرد دارد. کبالت ۶۰ دو اشعه X و گاما با انرژیهای ۱.۱۷MeV و ۱.۳۳MeV تولید میکند. منبع کبالت ۶۰ تقریبا” به قطر ۲ سانتیمتر است که نتیجه آن ، تشکیل یک نیم سایه هندسی است که لبه میدان تشعشع را نامشخص میکند. از ویژگیهای بد این فلز ، تولید مقدار کمی غبار رقیق است که باعث بروز مشکلاتی در حفاظت مقابل اشعه می‌گردد.
منبع کبالت ۶۰ تقریبا” برای ۵ سال مفید است، اما بعد از این مدت هم بسیار رادیواکتیو میباشد و بنابراین دستگاههای کبالت در جوامع غربی که لیناکس متداول است، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین دستگاه کبالت ۶۰ درمانی ( بمب کبالت ) برای اولین در کانادا ساخته شد و نیز برای اولین بار در همانجا مورد استفاده قرار گرفت. در واقع اولین دستگاه در مرکز سرطانی Saskatoon به نمایش در آمده است.
نقش بیولوژیک
مقادیر کم کبالت برای بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان ، حیاتی است. وجـــــــــــــــــود ۰.۳ تا ۰.۱۳ قسمت در میلیون کبالت در خاک برای سلامتی حیوانات علف‌خوار مفید است. این عنصر ، جزء اصلی ویتامین کبالامین یا ویتامین B-۱۲ میباشد.
ایزوتوپ ها
کبالت ، بصورت طبیعی دارای ۱ ایزوتوپ پایدار ( ۵۹- Co) میباشد.۲۲ رادیوایزوتوپ نیز شناخته شده که پایدارترین آنها Co-۶۰ با نیمه عمر ۵,۲۷۱۴ سال ، CO-۵۷ با نیمه عمر ۲۷۱,۷۹ روز ، Co-۵۶ با نیمه عمر ۷۷,۲۷ روز و Co-۵۸ با نیمه عمر ۷۰,۸۶ روز هستند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، دارای نیمه عمری کمتر از ۱۸ ساعت هستند که اکثریت آنها نیمه عمری کمتر از ۱ ثانیه دارند. این عنصر همچنین دارای ۴ حالت برانگیختگی است که تمامی آنها نیمه عمری کمتر از ۱۵ دقیقه دارند.
ایزوتوپهای کبالت از نظر وزن اتمی ، بین ۵۰amu و amu ۷۳ قرار دارند. حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوانترین ایزوتوپ پایدار ۵۹-Co ، الکترون گیری و حالت اصلی بعد از آن کاهش بتا میباشد.محصول فروپاشی اصلی پیش از ۵۹-Co ایزوتوپهای عنصر ۲۶ (آهن) و محصولات اصلی بعد از آن ایزوتوپهای عنصر ۲۸ (نیکل) می‌باشند.
هشدارها
فلز کبالت پودر شده ، خطر آتش سوزی به همراه دارد. بهتر است همه ترکیبات کبالت را سمی در نظر گرفت، مگر اینکه خلاف آن ثابـت شده باشد. احتمالا”بیشتر ترکیبات کبالت خیلی زهرآگین نیستند. کبالت ۶۰ ، ارسال کننده اشعه گامای قوی است، لذا تماس با این نوع کبالت خطر ابتلا به سرطان را ایجاد میکند. بلع کبالت ۶۰ منجر به ورود مقداری کبالت درون بافتهای بدن میشود که به‌کندی از بدن خارج میشود.
کبالت ۶۰ در مقابله‌های اتمی ، عاملی خطرساز است، چون ارسالهای نوترونی مقداری از آهن را به این ایزوتوپ رادیواکتیو تبدیل میکند. بعضی طراحی‌های تسلیحات اتمی ، عمدا” به گونه ای میباشد که میزان کبالت ۶۰ را که بعنوان ذرات رادیواکتیو پراکنده میشوند، افزایش دهند. گاهی اوقات آنها را بمب کثیف یا بمب کبالت مینامند. خطر در مواقع غیر از جنگ اتمی ، استفاده نادرست ( یا سرقت ) از واحدهای رادیوتراپاتیک پزشکی است.
لیتیم
لیتیم را (واژه یونانی lithos به معنی سنگ) ، "Johann Arfvedson" در سال 1817 کشف کرد. "Arfvedson" این عنصر جدید را هنگامیکه در سوئد مشغول تجزیه و تحلیل بود، با مواد معدنی اسپادومین و لپدولیت دریک کانی پتالیت کشف نمود. "Christian Gmelin" در سال 1818 ، اولین کسی بود که شاهد قرمزرنگ شدن نمک لیتیم در شعله آتش بود. اما هر دوی این افراد ، در جداسازی این عنصر از نمکش ناکام ماندند.
این عنصر را برای اولین بار "W.T. Brande" و "Humphrey Davy" با استفاده از الکترولیز اکسید لیتیم جدا کردند. تولید تجاری فلز لیتیم در سال 1923 بوسیله شرکت آلمانی Metallgesellschaft AG و با استفاده از الکترولیز کلرید لیتیم و کلرید پتاسیم مذاب محقق گشت. ظاهرا" نام لیتیم به این علت انتخاب شد که این عنصر در یک ماده معدنی کشف شد، در حالیکه سایر فلزات قلیایی اولین بار در بافتهای گیاهی دیده شده‌اند.
اطلاعات کلی
لیتیم ، عنصر شیمیایی است، با نشان Li و عدد اتمی 3 که در جدول تناوبی به همراه فلزات قلیایی در گروه 1 قرار دارد. این عنصر در حالت خالص ، فلزی نرم و به رنگ سفید خاکستری میباشد که به‌سرعت در معرض آب و هوا اکسید شده ، کدر می‌گردد. لیتیم ، سبکترین عنصر جامد بوده ، عمدتا" در آلیاژهای انتقال حرارت ، در باطریها بکار رفته ، در بعضی از تثبیت‌کننده‌های حالت mood stabilizers مورد استفاده قرار میگیرد.
خصوصیات قابل توجه
لیتیم ، سبکترین فلزات و دارای چگالی به اندازه نصف چگالی آب است. این عنصر همانند همه فلزات قلیایی به‌راحتی در آب واکنش داده ، به سبب فعالیتش هرگز در طبیعت بصورت آزاد یافت نمیشود. با این وجود ، هنوز هم واکنش‌پذیری آن از سدیم کمتر است. وقتی لیتیم روی شعله قرار گیرد، رنگ زرشکی جالبی تولید میکند، اما اگر به شدت بسوزد، شعله‌هایی سفید درخشان ایجاد میکند. هنچنین لیتیم ، عنصری تک‌ظرفیتی است.
کاربردهـا
لیتیم ، به‌علت گرمای ویژه اش ( بالاتر از تمامی جامدات) در انتقال حرارت مورد استفاده قرار میگیرد. به‌علت خاصیت electrochemical ، ماده مهمی در آند باطریها محسوب میشود. سایر کاربردها:
نمکهای لیتیم ، مثل کربنات لیتیم ( Li2CO3 ) و سیترات لیتیم ، تثبیت‌کننده‌های حالت هستند که در درمان بیماریهای متضاد نقش دارند.
لیتیم کلرید و لیتیم برمید ، به‌شدت رطوبت را جذب میکنند، لذا در خشک کننده‌ها به‌کرات کاربرد دارند.
استارات لیتیم ، یک ماده لیز کننده کلی در دمای بالا و برای تمامی مقاصد به شمار میرود.
لیتیم ، عاملی آلیاژ ساز است که در تولید ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفته ، نیز دارای کاربردهای اتمی میباشد.
گاهی اوقات از لیتیم در ساخت شیشه و سرامیک استفاده می‌گردد، مانند شیشه‌های 200 اینچی تلســـــکوپ در Mt. Palomat.
در فضاپیماها و زیردریائی ، برای خارج کردن دی‌اکسید کربن ازهوا از هیدروکسید لیتیم استفاده میشود.
از آلیاژ این فلز با آلومینیوم ، کادمیم ، مس و منگنز در ساخت قطعات هواپیماهای بلند پرواز استفاده می‌گردد.
پیدایــش
لیتیم بسیار پراکنده است، اما به‌علت واکنش‌پذیری زیادی که دارد، در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد و همیشه بصورت ترکیب با یک یا چند عنصر یا ترکیب دیگر دیده میشود. این فلز بخش کوچکی از کلیه سنگهای آذرین را تشکیل داده ، نیز در بسیاری از شورابهای طبیعی وجود دارد.
تولید لیتیم از پایان جنگ جهانی دوم به‌شدت افزایش یافت. این فلز در سنگهای آذرین از سایر عناصر جدا میشود و از آب چشمه‌های معدنی هم بدست می‌آید. لپدولیت ، اسپادومین ، پتالیت و امبلی گونیت ، مهمترین مواد معدنی حاوی لیتیم هستند. در آمریکا ، لیتیم را از شورابهای واقع در Searles Lake خشکیده در کالیفرنیا ، مناطقی از Nevada و نقاط دیگر بازیافت میکنند. این فلز که همانند سدیم ، پتاسیم و سایر اعضاء گروه فلزات قلیایی ، ظاهری سیمگون دارد، با روش الکترولیز از یک مخلوط لیتیم و کلرید پتاسیم گداخته تولید میشود. قیمت هر پوند لیتیم در سال 1997 ، 300 دلار آمریکا بود. جداسازی آن بصورت زیر است:
کاتد: *Li+* + e → Li
آند: -Cl-* → 1/2 Cl2 (gas) + e
ایزوتوپهـا
لیتیم ، بطور طبیعی متشکل از 2 ایزوتوپ پایدار Li-7 و Li-6 است که Li-7 فراوان‌تر است ( وفور طبیعی 5/92%). 6 رادیوایزوتوپ هم برای آن وجود دارد که پایدارترین آنها ، Li-8 با نیمه عمر 838 هزارم ثانیه و Li-9 با نیمه عمــــــــــــــــر 3/178 هزارم ثانیه میباشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمرهایی کمتر از 8,5 هزارم ثانیه داشته یا ناشناخته‌اند.
ایزوتوپهای لیتیم طی یک سری فرآیندهای طبیعی مختلف از جمله تشکیل مواد معدنی ( رسوب شیمیایی) ، متابولیسم ،(جابجائی یونی ،(در برخی از خاکهای معدنی که Li-6 به Li-7 ترجیح داده شده است در مکانهای octahedral ، لیتیم جایگزین منیزیم و آهن میشود) ، hyperfiltration و دگرگونی صخره‌ها ، بطور اساسی شکسته میشوند.
هشدارهــا
لیتیم همانند فلزات قلیایی دیگر در حالت خالص ، شدیدا" آتش زا و در معرض هوا و مخصوصا" آب تا حدی انفجاری است. این فلز همچنین خورنده بوده ، لذا باید توجه خاص داشت و از تماس آن با پوست بدن اجتناب کرد. در صورت ذخیره ، باید آنرا در هیدروکربن مایع قابل اشتعالی مانند نفت نگهداری نمود. لیتیم ، هیچگونه نقش بیولوژیکی نداشته ، تا حدی سمی محسوب میشود.
سِلِنیوم
سِلِنیوم یک ماده معدنی کمیاب است که در خاک و غذا یافت میشود. این ماده یک ضد اکساینده قوی است بنابراین از واکنشهای شیمیایی زیان‌آور که در یاخته‌های بدن اتفاق می‌افتد، جلوگیری میکند. یاخته‌های حمایت شده بهتر قادرند در مقابل بیماریهایی نظیر بیماری قلبی، سرطان و اختلالات وابسته به سن از خود مقاومت نشان دهند.
بیشتر ما سلنیوم کافی از رژیم غذایی دریافت نمی‌کنیم. وقتی که سطح سلنیوم بدن پایین باشد بیشتر در معرض خطر بیماریهای مختلف هستیم زیرا سیستم ایمنی بدن تنبل میشود و مواد سمی در خون ساخته میشود.
اگر شما نیاز به اضافه کردن سلنیوم در رژیم غذایی خود دارید، پزشک معالج ترجیح میدهد که مکمل سلنیوم را به صورت ترکیب با ویتامین «ای» مصرف کنید. پژوهش نشان داده‌است که مصرف سلنیوم به همراه ویتامین «ای» سلامت عمومی بدن را تقویت میکند و در درمان یا پیشگیری بسیاری از بیماریها مؤثر است.
کاربردها:
سلنیوم در درمان بیماری «کشان» (Keshan) مؤثر است. این بیماری یک اختلال قلبی جدی است که در زنان و بچه‌های چینی در محل‌هایی که زمین‌های کشاورزی فاقد مواد معدنی است، دیده میشود. علاوه بر این سلنیوم در درمان بیماریهای شایع دیگر مؤثر و مفید است. این بیماریها شامل موارد زیر است:
سرطان. سلنیوم خطر سرطان پستان، روده بزرگ، کبد، پوست و شش را کاهش میدهد. سلنیوم از طریق کمک به ایجاد سلامتی و مبارزه از طریق سلولهای سفید خون، از رشد یاخته‌های سرطانی جلوگیری میکند.
بیماری قلبی. پژوهشها نشان میدهد که سلنیوم از طریق کاهش سطح کلسترول بد بدن (LDL)، از جمله و سکته قلبی جلوگیری میکند. سلنیوم همچنین شریان‌ها را از رسوب خطرناک چربی که مسئله مهمی بعد از یک حمله قلبی است، حفظ میکند.
سیستم ایمنی ضعیف شده. سلنیوم در ساختن سلولهای سفید به بدن کمک میکند و از این طریق سیستم ایمنی را بر علیه بیماری و عفونت فعال و بیدار نگه می‌دارد.
سلنیوم در موارد زیر مفید و مؤثر است:
تقویت تولید مثل، از طریق افزایش باروری مرد و همچنین رشد جنین.
به عملکرد طبیعی کبد، تیرویید و پانکراس کمک میکند.
از پیری زودرس، تشکیل آب مروارید و در حد امکان از سندرم مرگ ناگهانی شیرخوار جلوگیری میکند.
لوپوس، روماتیسم مفصلی و سیروز الکلی کبد را درمان میکند.
درمان بیشتر اختلالات پوستی نظیر: فقدان خاصیت ارتجاعی پوست، آکنه، اگزما و پسوریازیس.
ادامه دارد ...
زندگینامه مندلیف و جدول مندلیف
تهیه کننده : اثیر کربلایی
منبع : راسخون
مقدمه
کمتر کسی است که با جدول تناوبی مندلیف در دروس شیمی آشنایی نداشته باشد و حداقل نام این جدول را شنیده و دیده است. این جدول به شیمیدانان تا کنون کمک های شایایانی کرده است ، زیرا همه عناصر موجود و کشف شده ، وزن و نوع خاصشان توسط دانشمند مشهور روسی ، دیمیتری ایوانویچ مندلیف طبقه بندی شده است. این دانشمند برجسته توانست با تبحر کافی در شیمی به خواص عناصر مختلف دست یابد و آن ها را به همگان معرفی کند. در این مقاله به زندگی پر فراز و نشیب این شیمیدان اشاره می کنیم تا اطلاع کامل در زمینه نحوه زندگی و تلاش های مستمر او به دست آورید.
تولد مندلیف
دیمیتری اوانوویچ مندلیف (Mandaliev) ، زیر و رو کننده علم شیمی و فرزند یکی از مدیران مدرسه محلی ، در 7 فوریه 1834 در شهر توبولسک واقع در روسیه متولد شد.
کودکی یک یتیم
دیمیتری ایوانویچ در هفت فوریه سال 1834 در شهر تویولسک سیبیری در یک خانواده متوسط و پرجمعیت چشم به جهان گشود. او چهاردهمین فرزند خانواده مندلیف به شمار می رود. پدرش ایوان مدیر یکی از مدارس محلی بود و مادرش ماریا در کارگاه شیشه گری که از پدرش به ارث برده بود کار می کرد تا بتوند کمک خرج شوهرش باشد. پدربزرگ ایوانویچ نیر مسئول اولین روزنامه محلی در سیبری بود. دیمیتری ایوانویچ زندگی خوب و آرامی داشت تا این که پدرش را بر اثر یک بیماری قلبی از دست داد و یتیم شد. از آن به بعد اندوه و ناامیدی فضای خانه را پر کرده و ایوانویچ که پنج سال بیشتر نداشت در غم از دست دادن پدر افسرده شد. مادر بیشتر کار کرد تا هزینه خانواده پر جمعیتش را درآورد . او شبانه روز در کارگاه شیشه گری مشغول ساخت انواع ظروف بلوری بود تا بچه هایش در آسایش زندگی کنند و به تحصیل بپردازند. دیمیتری ایوانویچ به مدرسه توپولسک رفت و استعداد درخشان خود را در زمینه ریاضی و فیزیک به معلمان خود نشان داد. عصر ها بعد از اتمام مدرسه به کارگاه نزد مادرش می رفت و او را در شیشه گری کمک می کرد. دایی اش بسارگین راهنما و دوست خوبی برای دیمیتری بود. وقتی دیمیتری پا به 14 سالگی گذاشت مادرش به او قول داد که وی را به مدرسه سن پترزبورگ برای ادمه تصیل بفرستد اما بخت با آنان یار نبود و کارگاه شیشه گری آتش گرفت و همه سرمایه شان از دست رفت.
دیمیتری برای یافتن شغل پز درآمد به سن پترزبورگ رفت و در آن جا به تدریس در یک مدرسه پرداخت. او در سال 1850 توانست بورس تحصیلی بگیرد و و به تحصیل در رشته ریاضی ، فیزیک و شیمی بپردازد. او خانواده خود را هم به سن پترزبورگ آورد اما متاسفانه مادر و خواهرش به بیماری سل دچار شدند و او را به با یک دنیا غم و اندوه تنها گذاشتند.
ورود به دنیای شیمی
وی در سال 1869 دکتر علوم و استاد شیمی دانشگاه شد و در همین سال ازدواج کرد. در این هنگام ، فقط 63 عنصر از نظر شیمیدانها شناخته شده بود.
درخشش در دانشگاه
علی رغم مشکلات و فشار روحی بر دیمیتری ، او از درس غافل نشد و با نمرات عالی دروس دانشگاهی را می گذراند.
دیمیتری بر اثر فقر و و اندوه بیمار شد تا حدی که پزشکان تصور کردند او نیز به سل میتلا شده است. لذا به او توصیه کردند که به یک جای خوش آب و هوا برود و کمی استراحت کند.دیمیتری به جزایر کریمه سفر کرد و کمکم سلامت خود را به دست آورد و بعد به سنت پترزبورگ بازگشت. او زیر نظر آ. وسکرسنکا شیمیدان بزرگ روسی به آموختن علم شیمی پرداخت و در سال 1855 با دریافت یک مدال طلا فارغ التحصیل و به تدریس در دبیرستان مشغول شد و کتاب شیمی آلی را منتشر کرد که اولین کتاب درسی شیمی آلی روسی بود. او به فرانسه و آلمان دعوت شد تا در کنفرانس ها شرکت کند. سپس با ارائه کتابی تحت عنوان اتحاد آب و الکل در زمینه شیمی صنعتی درجه دکتری گرفت و استاد شیمی در دانشگاه سن پترزبورگ شد. او چند کتاب با عنوان شیمی معدنی و اصول شیمی منتشر کرد که مرد توجه اساتید شیمی قرار گرفت.
در سال 1864 با دختری به نام فزووز لشوا در دانشگاه آشنا شد و ازدواج کرد. ثمره این ازدواج دو فرزند بود یک پسر به نام ولودیا و یک دختر به نام الگا. اما این ازدواج فرجام خوبی نداشت و به طلاق و جدایی منجر شد.
جدول تناوبی ، پیش از مندلیف
پیش از مندلیف ، شیمیدان انگلیسی به نام "ژ.آ.نیولندز" ، اثر خویش را درباره تناوب خواص بعضی عنصرها برحسب وزن اتمی متزایدشان منتشر کرد. اثر وی از طرف انجمن شیمی رد شد و یکی از همکارانش ، ریشخندانه به وی گفت که شاید با تنظیم عنصرها به ترتیب الفبایی بازهم بتواند کشف مفیدتری بکند.
دز زمان مندلیف ، تنها 60 عنصر شناخته شده بود. بعد از مرگ وی ، دهها شیمیدان با پیروی از راه نبوغ‌آمیز او ، عنصرهای تازه‌ای کشف کردند و این عنصرهای تازه و آن ترکیبهای نوین به مفهوم رده‌بندی وی راه یافتند.
رده‌بندی دوره‌ای مزبور در بررسی طیف‌ها ، تایید شد. با تنظیم طیف عنصرها برحسب رده‌بندی ،دانشمند جوان انگلیسی ، به نام "هانری موزلی" در سال 1913 قانون دیگری کشف کرد که در دستگاه مندلیف جاری است. کاشف مزبور ، مفهوم شماره ترتیب عنصرهای این رده‌بندی را روشن کرد. او ثابت کرد که این بار هسته مرکزی است که بطور قطع ، برابر شماره ترتیب عنصر است و در اتم ، بسیار اهمیت دارد و به همان اندازه که الکترونها بوسیله این بارها به هسته مرکزی وابسته‌اند، در مدارهای خود به دور آن هسته می‌گردند.
خلق جدول مندلیف
قانون تناوبی
مندلیف در این فکر بود که خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر ، تابعی از جرم اتمی آنهاست. بدون قانون تناوبی نه پیش بینی خواص عناصر ناشناخته میسر بود و نه به فقدان یا غیبت برخی از عناصر میشد پی برد. کشف عناصر ، منوط به مشاهده و بررسی بود. بنابراین تنها یاری بخت ، مداومت و یا پیش داوری ، منجر به کشف عناصر جدید میشد.
قانون تناوبی ، راه جدیدی در این زمینه گشود. منظور مندلیف از این جمله‌ها آن بود که در سیر تاریخی شیمیایی ، زمان حدس زدن وجود عناصر و پیشگویی خواص مهمشان فرا رسیده است. جدول تناوبی ، پایه ای برای این کار شد. حتی ساخت این جدول نشان میداد که در چه جاهایی مکان خالی باقی می‌ماند که باید بعدا" اشغال شود.
چینش عناصر در جدول تناوبی
با آگاهی از خواص عناصر موجود در جوار این مکانهای خالی ، میشد خواص مهم عناصر ناشناس را تخمین زد و چند مشخصه مقداری آنها (جرمهای اتمی، چگالی ، نقطه ذوب ، و نقطه جوش و مانند آنها) را به کمک نتیجه گیری‌های منطقی و چند محاسبه ریاضی ساده ، تعیین کرد. این مطالب نیاز به تبحر کافی در شیمی داشت. مندلیف از این تبحر برخوردار بود که با ترکیب آن ، با تلاش علمی و اعتقاد به قانون تناوبی توانست پیشگوهای درخشانی درباره وجود و خواص چندین عنصر جدید را ارائه دهد. بنابراین مطابق با این فکر ، جدولی درست کرد و 63 عنصر شناخته شده را به ترتیب جرم اتمیشان در جدول قرار داد.
تعداد عناصر در سطرهای جدول یکی نبود، مثلاٌ سطر پنجم 32 عنصر داشت، در حالیکه سطر ششم فقط شامل 6 عنصر بود. ولی عناصری که خواص آنها شبیه هم بود، در این جدول نزدیک هم قرار داشتند و بدین علت مقداری از خانه‌های خالی ، متعلق به عناصری است که تا آن زمان شاخته نشده بود. در سال 1869 جدول عجیبی را تنظیم کرد که عناصر بر اساس خواص مواد در خانه های عمودی و افقی قرار گرفته شده بود . به یان ترتیب این جدول از سبک ترین عنصر ینی هیدروژن آغاز و به سنگین ترین آنها یعنی اورانیوم خاتمه پیدا می کرد . دیمتری عاشق خواهر دوستش پوپوف شد لذا با او ازدواج کرد که ثمره یان ازدواج چهار فرزند بود . دیمتری برای خلق عجیب و غریبش مورد تمسخر اعضای انجمن و شیمیدانان روسیه قرار گرفت ، ولی فقط لوتادمیر دانشمند بزرگ شیمی بود که او را تشویق به ادامه کارش می کرد . در سال های بعد اسکاندیوم و ژورمانیم را کشف کردند که مندلیف این عناصر را هم در جدولش قرار داد .
میزان استقبال از جدول مندلیف در آن زمان
جدول مندلیف که پیش بینی وجود 92 عنصر را می‌نمود، جز "لوتر مایز" که یک سال بعد از مندلیف ، جدولی مشابه با جدول مندلیف انتشار داده بود، طرفداری نداشت.
پیش‌بینی‌های مندلیف در جهان علم
پیش‌بینی‌های عجیب مندلیف ، زمان درازی به صورت مثلهای موجود در همه کتابهای شیمی در آمده بود و کمتر کتاب شیمی وجود دارد که در آن ، از اکاآلومینیوم و اکابور و اکاسیلیسیم یاد نشده باشد که بعدها پس از کشف به نامهای گالیوم، سکاندیوم و ژرمانیوم نامیده شدند. در میان سه عنصری که مندلیف پیش بینی کرده بود اکاسیلیسیوم بعد از سایرین کشف شد(1887) و کشف آن بیش از کشف دو عنصر دیگر ، مرهون یاری بخت و تصادف مساعد بود.
تایید پیش‌گویی‌های مندلیف
در واقع ، کشف گالیوم توسط "بوابودران" (1875) مستقیماٌ توسط روشهای طیف سنجی‌اش بود و جداکردن سکاندیوم توسط "نیلسون" و "کلو" (1879) مربوط به بررسی دقیق خاکهای نادر بود که در آن زمان اوج گرفته بود. اندک اندک همه پیش‌گویی‌های مندلیف تحقق یافتند. آخرین تائید در مورد وزن مخصوص سکاندیوم فلزی بود.
در سال 1937 ، "فیشر" شیمیدان آلمانی ، موق به تهیه سکاندیوم با درجه خلوص 98% شد. وزن مخصوص آن ، 3 گرم بر سانتیمتر مکعب بود. این دقیقاٌ همان رقمی است که مندلیف پیش‌بینی کرده بود. در پاییز سال 1879 "انگلس" کتاب جامعی بدست آورد که نویسندگانش "روسکو" و "شورلمر" بودند. در آن کتاب ، برای نخستین بار به پیشگویی آلومینیوم توسط مندلیف و کشفش تحت تاثیر نام گالیوم اشاره شده بود.
در مقاله ای که بعدها انگلس در کتابی هم نقل کرده است، اشاره به مطلب آن کتاب شیمی شده است و نتیجه گرفته است که: « مندلیف با به کار بردن ناخودآگاه قانون تبدیل کمیت به کیفیت هگل ، واقیعت علمی را تحقق بخشید که از نظر تهور ، فقط قابل قیاس با کار "لوریه" در محاسبه مدار سیاره ناشناخته نپتون بوده است. »
شهرت جهانی مندلیف
علاوه بر آنچه گفته شد، با اکتشاف آرگون در سال 1894 و هلیوم و اینکه جدول مندلیف وجود نئون و کریپتون و گزنون را پیش‌بینی نمود، جدول مندلیف شهرت عجیب و فوق‌العاده ای کسب نمود. در آن سالها بود که تمامی آکادمی‌های کشورهای جهان (غیر از مملکت خویش) او را به عضویت دعوت نمودند.
مهاجرت
دیمتری مردی آزادی خواه و خستگی ناپذیر و علاقه مند به مسائل اجتماعی بود لذا مورد انتقاد از سوی دولت تزار قرار گرفت . وقتی حکومت تزار او را سد راه خود دیدند وی را به کشورهای خارجی فرستادند تا از روسیه دور باشد . مندلیف به پاریس رفت و در آزمایشگاه ورتس شیمیدان فرانسوی مشغول به کار شد . وپمدتی را هم به همکاری با بونزن شیمیدان و فیزیکدان آلمانی پرداخت . سپس به آمریکا سفر کرد و از چاه نفتی پنسسیلوانیا بازدید به عمل آورد . مندلیف هنگام کسوف سال 1906 به فرانسه رفت و برای تحقیق فضایی با بالون به هوا پرواز کرد
او در همان سال در لیست نامزدهای جایزه نوبل قرار گرفت ولی به دلیل این که « مواسان » شیمیدان فرانسوی یک رای بیش از او آورد این جایزه به مندلیف نرسید . مندلیف یکی از چهره ها و شخصیت های دوست داشتنی نزد مردم روسیه بود . لذا به هنگام جنگ روس و ژاپن آنان از مندلیف خواستند که به کشورش باز گردد و قوت قلب مردم کشورش باشد .
از این رو سالهای آخر زندگی مندلیف در غم و نگرانی جنگ و خونریزی گذشت .
جدول مندلیف
مندلیف و لوتار میردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسی های دقیق تری انجام دادندودر سال 1869م به این نتیجه رسیدند که خواص عنصرها تابعی تناوبی از جرم انهاست.به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها اشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند .
مندلیف در سال 1869 بر پایه ی قانون تناوب جدولی از 63عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد .در فاصله ی بین سالهای 1869 تا 1871م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیایی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در 8 ستون و12سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیو لندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبابدون نقص ارایه دادکه فراگیر وماندنی شد.
شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر :
روابط همسایگی:دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میدادو ان را پایه تنظیم عناصر قرار داد.
وسواس وی: او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.
واحدهای خالی: در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کردیعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به ان شباهتی نداشت ان مکان را خالی می گذاشتو ان عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد.این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد..
استقبال از ساکنان بعدی:مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایزتوانستخواص انها را پیش بینی کند.برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال 1869 تنظیم کرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد.سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی ان دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود
ساخت واحد مسکونی هشتم:مندلیف با توجه به این که عناصراهن وکبالت ونیکل وروتینیم ورودیم وپالادیم واسمیم وایریدیم وپلاتینخواص نسبتا با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای دادو به جدول پیشین خود گروه هشتم ا هم افزود. در ان زمان گازهای نجیب شناخته نشده بوداز این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از ان رامسی و رایله در سال 1894 گاز ارگون را کشف کردند و تا سا ل 1908 م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها 0 در نظر گرفته شدو به گازهای بی اثر شهرت یافتند.
اسانسور مندلیفبه سوی اسمان شیمی :جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیفنادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های انها شد.
مجتمع نیمه تمام:
جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :
1-جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی ان را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه های گروه هالوژن ها جا میداد.
2-در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.
3-کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت .با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتوایکس و عنصرهاو بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت .زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی انها .
4-سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و 4 سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.
تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:
1-تغییرات شعاع اتمی :در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.
2-تغییرات شعاع یونی :شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است.به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.
3-تغییرات انرژی یونش: در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش
می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.
4-تغییرات الکترون خواهی :در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابدودر هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .
5-تغییرات الکترونگاتیوی:در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیا د شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .
6-تغییرتعدادالکترونهای لایه ظرفیتوعدد اکسایش:در هر دوره از عنصری به عنصر دیگریک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.
7-تغییرات پتانسیل الکترودی :در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی انها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارندخاصیت کاهندگی ونا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارندتوانایی اکسید کنندگی دارند.در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید –کنندگی با افزایش عدد اتمی وپتانسیل کاهش می یابد.
8-تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:توانایی بازی هیدروکسیدعناصر در گروهها ازبالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.
9-تغییرات دما وذوب یا جو ش:در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طورتناوبی تغییر می کند ولی این روندمنظم نیست و در موردعناصرگروهها نیز روندواحدی وجود ندارد
مرگ مندلیف
مندلیف دو دوم فوریه 1907 در 73 سالگی در گذشت. به طوری که میدانیم، از هنگامی که جدول مندلیف بوجود آمد، خانه‌های خالی آن ، یکی پس از دیگری با کشف عناصر پر میشد و آخرین خانه خالی جدول ، در سال 1938 با کشف آکتنیوم در پاریس پر شد.
مدلیف به کتاب های غپعلمی و تخیلی ژول ورن علاقه زیادی داشت و در اوقات فراغت به مطالعه این کتب می پرداخت . در سال 1907 هنگام مطالعه یکی از کتاب های ژول ورن بود که به آنفلوآنزا دچار شد . بسیاری از پزشکان سن پترزبورگ برای معالجه او تلاش زیادی کردند اما او بر اثر تب و عفونت گلو و سینه دوام نیاورد و در سن 73 سالگی چشم از جهان فروبست . از آن زمان به بعد همه خانه های جدول وی پر شد و آخرین خانه خالی در سال 1938 با کشف اکتینیم در پاریس پر شد و به این ترتیب جدول عجیب و غریب این شیمیدان پرکار به بار نشست . در سال 1955 عنصر شماره 101 این جدول نیز کشف شد و افتخار وی مندلیفیم نام گذاری شد .