حقایقی جالب درباره جدول تناوبی عناصر

با تاسف باید گفت که جدول تناوبی برای دانش آموزان ما تنها یک درس معمولی در میان سایر دروس شیمی است. اما واقعیت این است که جدول تناوبی نقشه راهی بسیار ارزشمند برای دانشمندان در سراسر تاریخ کشف آن بوده است.

دمیتری مندلیف جدول تناوبی خود را در 6 مارس 1869 به انجمن شیمی روسیه ارائه کرد. گرچه او به عنوان مخترع جدول تناوبی شناخته می‌شود، لیکن جدول او اولین تلاش برای سازماندهی عناصر بر طبق خواص دوره ای آنها نبود. در 1864 لوتا مه‌یر یک جدول تناوبی ارائه کرد که دربر دارنده 28 عنصر شناخته شده بود.

در آن زمان دانشمندان برای تعیین وزن هرکدام از 63 عنصر شناخته شده، جریان برق را از محلولهای متعددی عبور می‌دادند تا آنها را به اتمهای تشکیل دهنده مواد مرکب تجزیه کنند. برای جداسازی اتمها از باتری استفاده می شد. با قرار دادن دو الکترود در محلول و وصل کردن آنها به قطبهای مخالف باتری، حلال به اتمهای مجزا شکسته شده و هر اتم بر حسب بار منفی یا مثبت خود بسوی الکترود مخالف می رفت. سپس این اتمها در ظرفهای مجزا گردآوری شده و توزین می‌شدند.

دمیتری مندلیف عاشق بازی با کارتها بود. او وزن هر عنصر را روی یک برگه جداگانه نوشته و همانند ورق بازی آنها را مرتب کرد. بدین ترتیب عناصری که دارای خواص مشابه بودند در یک ستون قرار می‌گرفتند.

یک ابداع مهم مندلیف این بود که اصرار داشت عناصر با خواص مشابه در یک ستون قرار بگیرند. ولی بدین صورت برخی خانه‌های جدول خالی می‌ماند. توجیه مندلیف این بود که این خانه‌ها به عناصری تعلق دارند که هنوز کشف نشده‌اند. بدین صورت مندلیف توانست با استفاده از خواص عناصر بالای ستون، خواص عناصر کشف نشده را پیش بینی کند. تاریخ علم از این ابتکار مندلیف به عنوان یکی از بزرگترین کشفهای علمی یاد کرده است.

ولی مندلیف جایی برای عناصر عجیبی مانند آرگون که در 1894 کشف شد و نیز هلیوم، نئون، کریپنون و زنون پیش بینی نکرده بود. این گازهای بی‌اثر که در حالت عادی هیچ تمایلی برای انجام واکنش شیمیایی ندارند اکنون در آخرین گروه جدول تناوبی رده بندی شده‌اند.

اتحادیه بین‌الملی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) مسئول بروزآوری جدول تناوبی در صورت کشف عناصر جدید است. امروزه وجود 118 عنصر در جدول تناوبی تایید شده است که 90 تا از آنها در طبیعت یافت شده و بقیه تا اندازه زیادی ساخته دست بشر هستند. تکنسیوم (Technetium) اولین عنصری است که در 1937 در آزمایشگاه ساخته شد.

امروزه جدول تناوبی بر حسب افزایش عدد اتمی (تعداد پروتونهای هسته اتم) سازماندهی شده است در حالی که مندلیف آنها را بر حسب وزن اتمی (مجموع تعداد پروتونها و نوترونهای هسته) طبق بندی کرده بود.

تقریبا 75 درصد عناصر موجود، فلز هستند. فلزهای قلیایی، فلزهای قلیایی خاکی، فلزات بازی، فلزات انتقالی، لانتانیدها و آکتینیدها گروهای فلزات جدول تناوبی هستند.

اتم کربن از گروه 4 می‌تواند چهار پیوند کوالانسی (پیوندهایی که با اشتراک الکترون شکل می‌گیرند) با سایر عناصر و همچنین با خودش ایجاد کند. بدین ترتیب کربن می‌تواند با سایر اتمهای کربن ترکسب شده و مواد مرکب بسیار متنوعی با وزنهای مولکولی بالا بسازد. همچنین مولکولهای ایجاد شده می توانند ساختارهای سه بعدی متنوعی مانند حلقه ها و شبکه ها به خود بگیرند. این انعطاف پذیری کربن را به عنصری کلیدی در حیات زنده تبدیل کرده است.

بنا به محاسبات ریچارد فاینمن دانشمند بزرگ فیزیک اتمی، جدول تناوبی حداکثر 136 عنصر می تواند داشته باشد زیرا الکترونهای لایه آخر عنصر شماره 137 باید با سرعت نور به دور هسته بگردند. همچنین برای مثال الکترون شماره 139 باید سریعتر از نور به دور هسته بگردد که از نظر علمی غیرممکن است.

منبع:

https://interestingengineering.com/15-fun-and-surprising-facts-about-the-periodic-table-of-elements

آزمون های تشخیص اتانول

اتانول یک الکل مایع است که شفاف، فرار، با بویی مطبوع و طعمی سوزاننده است. اتانول در آب بطور کامل در هر نسبتی محلول و بسیار جاذب رطوبت است.

خواص فیزیکی اتانول بشرح زیر است:

فرمول مولکولی: C₂H₅OH

فرمول ساختمانی: CH₃CH₂OH

وزن مولکولی: 46.07

نقطه ذوب: -117 °C

نقطه جوش: 78 °C

وزن مخصوص: 0.7893 در دمای 20 درجه سلسیوس

سایر نامهای اتانول عبارتند از اتیل الکل، اتیل هیدرات، اتیل هیدروکساید، الکل تخمیری

شیوه تشخیص اتانول:

حسی: اتانول یک مایع شفاف و فرار است که بویی مطبوع و طعمی سوزاننده دارد.

حل شوندگی: در آب با هر نسبتی حل می شود.

آزمون احتراق:

5 میلی لیتر اتانول را در یک لوله آزمایش بزرگ بریزید. یک سنگ جوش در آن بیاندازید (سنگ جوش تکه ای سنگ کوچک است که برای کاستن از سرعت جوشش به مایع اضافه می شود). لوله را روی آتش بگیرید تا مایع درون آن بجوشد. انتهای باز لوله را در برابر آتش بگیرید و بخار اتانول را شعله ور سازید. اتانول با یک شعله آبی کم رنگ و بدون دود می سوزد.

آزمون نیترات آمونیوم سریک: آمونیومآ

 0.4 گرم نیترات آمونیوم سریک را در 2 مول نیتریک اسید بریزید. آن را به نسبت 1 به 2 با آب رقیق کنید. یک معرف تولید می شود. در 1 میلی لیتر از این مایع، 5 قطره اتانول مورد آزمایش ریخته و بخوبی مخلوط کنید. رنگ زرد معرف به قرمز می گراید.

تست اتانول روشهای دیگری دارد که آن را می توانید در منبع زیر ملاحظه کنید:

 http://www.ahpa.org/DesktopModules/EasyDNNNews/DocumentDownload.ashx?portalid=0&moduleid=1244&articleid=875&documentid=369

نکاتی در مورد فاصله گیری اجتماعی برای محافظت در برابر ویروس کرونا در هنگام خرید

با اعمال قرنطینه در بسیاری از کشورها برای پیشگیری از شیوع ویروس کرونا، فعالیتهای روزمره مانند خرید از فروشگاه نسبت به شیوه های جاری تغییر زیادی یافته است. تاکنون تنها وسیله دفاعی اسان در برابر این ویروس موهش، رعایت نظافت شخصی و فاصله گیری اجتماعی بوده است. در اینجا نکاتی برای رعایت اصل فاصله گیری اجتماعی در هنگام خرید از سایت نشریه گاردین ارائه می شود.

1. در هنگام خرید فاصله 2 متر با سایر مشتریان و فروشندگان را حفظ کنید.

از افراد دیگر در مسیر حرکت خود فاصله بگیرید. صبوری پیشه کنید و با رعایت نوبت به یخچالها و فریزرها نزدیک شوید. برخی فروشگاهها با محدود کردن تعداد مشتریان در فروشگاهها در هر لحه معین به این امر کمک می کنند. فاصله 2 متر را از همه افراد حفظ کنید. شاید تماس پیدا کردن با سطوح مختلف ناگزیر باشد در این صورت از لمس صورت خود پرهیز کنید.

2. به تنهایی خرید کنید.

تا جایی که ممکن است به تنهایی خرید کنید. این امر تعداد افراد در فروشگاهها را کاهش می دهد. همچنین تعداد افراد خانواده که در معرض خطر قرار گرفته اند را نیز کاهش می دهد. بخاطر داشته باشید: ممک است ا بروز نانه های ابتلا در فرد 5 روز طول بکشد و او در این مدت می تواند ویروس را به دیگران انتقال دهد. بنابراین تا حد ممکن باید مجاورت با افراد دیگر را کاهش داد.

3. هرجا امکان داشت از پیک و سرویس تحویل استفاده کنید.

هرچه تعداد افراد در خیابانها و مغازه ها کمتر باشد، احتمال ابتلای تعداد افراد کمتری در جامعه وجود دارد. استفاده از سرویس تحویل موتوری می تواند نیاز به بیرون رفتن از خانه را کاهش دهد.

چگونه سطوح مختلف را برای مبارزه با کووید 19 ضدعفونی کنیم

منبع: مرکز کنترل بیماریهای ایالات متحده

سطوح سخت و غیر متخلخل

·         اگر سطح کثیف است، باید با استفاده از یک ماده شوینده یا آب و صابون قبل از ضدعفونی پاک شود.

·         برای ضدعفونی، از محلول آب ژاول (سفید کننده) خانگی با غلظت حداقل 1000 جزء در میلیون می‌توان استفاده کرد. محلول حداقل باید یک دقیقه با سطح در تماس باشد. محیط باید بخوبی تهویه شود. از مخلوط کردن این محلول با سایر شوینده ها اجتناب شود.

·         برای درست کردن این محلول یک سوم فنجان را در یک گالن آب (4.5 لیتر) بریزید.

سطوح نرم (متخلخل)

·         برای سطوح نرم متخلخل مانند فرش، قالی و پارچه، ابتدا باید آلودگی را زدود سپس از شوینده مناسب استفاده کرد.

لوازم الکترونیکی

·         برای لوازم الکترونیکی مانند تبلت ها، صفحه های نمایش لمسی، صفحه کلیدها، کنترل از راه دور و ماشینهای خودپرداز ابتدا آلودگی مشهود را بزدائید.

·         از پارچه الکلی یا اسپری الکل 70 درصد استفاده شود. باید صبر کرد تا سطوح کاملا خشک شوند.

البسه

·         از تکان دادن لباسهای خشک برای ممانعت از پراکنده شدن ویروس خودداری شود.

·         با استفاده از گرم ترین آب ممکن و ماده شوینده مناسب البسه را بشوید.

منبع:

https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/community/organizations/cleaning-disinfection.html

با استفاده از کامپیوتر شخصی خود به جنگ با ویروس کرونا ملحق شوید.

ساینس نیوز، 25 مارس 2020

ماندن در خانه تنها راه مبارزه با ویروس کرونا نیست.

صدها هزار داوطلب از سراسر دنیا، کامپیوترهای شخصی خود را به یک شبکه وسیع ملحق ساخته اند که ابرکامپیوتری مجازی به نام Folding@home می سازد. این پروژه که از توان محاسباتی جمع سپاری (crowdsourcing) برای اجرای شبیه سازی پروتئین ها اسفاده می کند ابزار نیرومندی در خدمت پژوهشگرانی است که بر روی بیماری کووید 19 مطالعه می کنند. این پروژه در ماه فوریه اعلام شده و هدف آن تحلیل پروتئین هایی است که در ویروس کرونای جدید یافت می شوند. این پروتئین ها ابزاری هستند که به ویروس در آلوده ساختن سلولهای انسانی کمک می رسانند. با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری، پژوهشگران به تهیه نقشه پروتئین های ویروس مبادرت می ورزند تا آسیب پذیری های موجود در ویروس را کشف کرده و برای حمله به آنها داروهای جدید بسازند.

هرچه تعداد داوطلبانی که توان محاسباتی آزاد کامپیوترهای خود را در اختیار این شبکه قرار می دهند بیشتر باشد، سرعت این ابرکامپیوتر بیشتر خواهد بود. تا 26 مارس 2020 هفتصد هزار کامپیوتر به این شبکه متصل شده اند. ترکیب توان محاسباتی این تعداد کامپیوتر، Folding@home را قدرتمندترین ابرکامپیوتر در دنیا ساخته است. بازه زمانی بسیار کوتاهی که برای تحلیل پروتئین های غشای ویروس در اختیار دانشمندان است نیاز به توان محاسباتی بالایی برای تحلیل آنها ایجاب می نماید. برای ردیابی پروتئین سازنده ویروس در مدت تنها یک ثانیه، میلیاردها عملیات کامپیوتری لازم است. سرعت محاسباتی ابرکامپیوتر مزبور هم اکنون 1200 برابر یک کامپیوتر قدرتمند رومیزی است.

منبع:

https://www.sciencenews.org/article/coronavirus-covid-19-proteins-super-computer-fight-pandemic