Δευτέρα, 30 Μαΐου 2011

Ξαναγράφοντας τα σχολικά βιβλία. Μήπως πρέπει να αλλάξει ο περιοδικός πίνακας;

Τα άτομα δεν ζυγίζουν πάντα το ίδιο.
Θα θέλαμε να πιστεύουμε ότι ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων παραμένει αμετάβλητος. Αυτό όμως δεν ισχύει.
Εδώ και καιρό, οι κατώτερες περιοχές του περιοδικού πίνακα γεμίζουν από νέα χημικά στοιχεία που δημιουργούν οι φυσικοί από μικρότερα άτομα.(δες και εδώ)
Τώρα, ακόμη  και στις πιο γνωστές περιοχές του περιοδικού πίνακα, εκεί που ανήκουν τα πιο δημοφιλή καθημερινά χημικά στοιχεία λαμβάνει χώρα μία θεμελιώδης αλλαγή: τα χημικά στοιχεία χάνουν τα ακριβώς καθορισμένα ατομικά βάρη τους.
Σύμφωνα με τον Tyler Coplen του εργαστηρίου ισοτόπων της Βιρτζίνια των ΗΠΑ, διαιωνίζεται μία παρανόηση σε σχέση με τα ατομικά βάρη." Οι εκπαιδευτικοί διδάσκουν στους μαθητές τους ότι τα ατομικά βάρη είναι θεμελιώδης σταθερές της φύσης" λέει. Αυτό δεν ισχύει. Η αναλογία των ισοτόπων ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου εξαρτάται από τις διεργασίες που δημιουργούνται, μεταφέρονται ή συγκεντρώνονται τα υλικά της αναλογίας.
Για παράδειγμα τα μόρια των υδρατμών που κυκλοφορούν μέσα στην ατμόσφαιρα της Γης από τον Ισημερινό προς τους Πόλους , περιέχουν βαρύτερα ισότοπα υδρογόνου και γιαυτό πέφτουν στη θάλασσα νωρίτερα. Έτσι το μέσο ατομικό βάρος του υδρογόνου τείνει να είναι ελαφρώς υψηλότερο στις τροπικές θάλασσες από ότι στις θάλασσες κοντά στους πόλους της Γης.
Η συνεχής ροή μετρήσεων των ισοτόπων μας δίνει σταθερά μεταβαλλόμενες τιμές στα ατομικά βάρη. " Θα τρελαθούμε!"  λέει ο Coplen. Έτσι τον Δεκέμβρη του 2010 η IUPAC απογύμνωσε τα 10 πιο ενοχλητικά χημικά στοιχεία, στα οποία περιλαμβάνονται και το υδρογόνο, το λίθιο, ο άνθρακας, το βόρειο, το θείο και το άζωτο από τα ψευδώς ακριβή ατομικά τους βάρη. Τα ατομικά τους βάρη έχουν τώρα ανώτατη και κατώτατη τιμή λαμβάνοντας υπόψιν τις αναλογίες των ισοτόπων σε όλα τα επίγεια δείγματα. Το υδρογόνο για παράδειγμα έχει ατομικό βάρος από 1.00784-1.00811.
(Pure and Applied Chemistry, vol 83, p 359).
Ορισμένα χημικά στοιχεία δεν θα επηρεαστούν από την παρούσα εξέλιξη. Το φθόριο, το αλουμίνιο, ο χρυσός και άλλα 17 στοιχεία έχουν μόνο ένα σταθερό ισότοπο και έτσι το ατομικό τους βάρος είναι πράγματι μία σταθερά της φύσης . Μερικά δε υψηλής εκπομπής ραδιενεργά στοιχεία έχουν τόσο φευγαλέα ύπαρξη ώστε να μην μπορούν να προσδιοριστούν τα ατομικά τους βάρη.

Πηγή : New Scientist
Ελεύθερη μετάφραση : Τίνα Νάντσου

και λίγη περισσότερη χημεία . . .

Το ατομικό βάρος (ΑΒ) ή σχετική ατομική μάζα (Ar) είναι ένας αριθμός που αναφέρεται σε ένα στοιχείο ή σε ένα ισότοπο ενός στοιχείου. Εκφράζει τη μάζα του ατόμου κάποιου στοιχείου μετρημένη σε μονάδες ατομικής μάζας και ισούται με τη μάζα σε γραμμάρια που περιέχει ένα mol ατόμων του ισοτόπου ή του στοιχείου.
Το ατομικό βάρος του στοιχείου προκύπτει από τα ατομικά βάρη των ισοτόπων του λαμβάνοντας υπόψη και την αναλογία με την οποία εμφανίζονται αυτά στη φύση.

Ο περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων είναι ένας κατάλογος, σε μορφή πίνακα, όλων των απλών χημικών ουσιών (στοιχεία) ταξινομημένων σύμφωνα με τις ομοιότητες και τις διαφορές τους. Στον πίνακα αυτό, τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε κάθετες στήλες που λέγονται ομάδες και σε οριζόντιες γραμμές που λέγονται περίοδοι εμφανιζόμενα κατά αύξουσα σειρά του ατομικού αριθμού τους. Η θέση και οι ιδιότητες κάθε στοιχείου καθορίσθηκαν από τη διάταξη των ηλεκτρονίων στους φλοιούς (στοιβάδες) των ατόμων τους. Συνεπώς τα στοιχεία στην ίδια στήλη (του πίνακα) έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα στα άτομά τους, και επακόλουθα έχουν όμοιες χημικές ιδιότητες. Ενώ τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια σειρά (περίοδο) διαθέτουν τα ηλεκτρόνιά τους κατανεμημένα στον ίδιο αριθμό στοιβάδων (στη θεμελιώδη κατάσταση), εμφανίζοντας αυτά παρόμοιες φυσικές ιδιότητες.


Πηγή ορισμού Wikipedia

6 σχόλια:

  1. Ενοχλητικά ευμετάβλητα στοιχεία...σταθερά μονοΰπόστατα..και φευγαλλέες υπαρξεις.
    Μ΄αρέσει.
    Αυτό το απρόβλεπτο σαν τη ΖΩΗ.
    Μέχρι όμως τα 25 ( άργησα να ωριμάσω) προτιμούσα την ασφάλεια της σταθερότητας.Τότε ...οι πίνακες ήταν πίνακες περιοδικοί και χωρίς ατέλειες, ιδανικοί.
    Ας αφήσουμε για λίγο ακόμη τους γυμνασιόπαιδες στην χίμαιρα της ασφαλούς τετράγωνης λογικής...
    Γκενές Δημήτρης

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Πολύ ενδιαφέρον.
    Να και μια (προ)δημοσίευση σχετική με το θέμα:
    http://www.iupac.org/publications/ci/2011/3302/ci3302preprintXcoplen_101210.pdf

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  3. Ευχαριστώ πολύ Μήτσο, Ν και Γιάννη!

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  4. "Οι εκπαιδευτικοί διδάσκουν στους μαθητές τους ότι τα ατομικά βάρη είναι θεμελιώδης σταθερές της φύσης"

    Βασικά πνίγονται σε μια κουταλιά νερό.
    Αφού είναι δεδομένο ότι δεν μπορείς να υπολογίσεις με απόλυτη ακρίβεια την αναλογία των ισοτόπων ενός συγκεκριμένου χημ.στοιχείου που υπάρχει στη Φύση.
    Με λίγα λόγια σε δουλειά να βρισκόμαστε.
    Τουλάχιστον στην Ελλάδα δεν έχω ακούσει κανένα να μιλάει για ατομικά βάρη και θεμελιώδς φυσικές σταθερές.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  5. Στο παράρτημα του τέλους στο σχολικό βιβλίο της Γ' Λυκείου , αν μελετήσετε τον περιοδικό πίνακα, τα ατομικά βάρη έχουν σταθερή τιμή και όχι μέγιστη και ελάχιστη τιμή. Λεπτομέρεια, συμφωνώ, αλλά δεν παύει να είναι λάθος.

    ΑπάντησηΔιαγραφή

Άλλα θέματα

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...