النظائر.. ما هي وما هو مفهوم نظائر العناصر الكيميائية؟ وماذا يعني نظير يورانيوم -٢٣٨؟

ماذا يعني نظير يورانيوم -٢٣٨؟

أعددت لكم هذا التبسيط لفهم النظائر وماهيتها..

ان معظم العناصر في الطبيعة تكون مستقرة اَي ذو كتلة ذرية وعدد ذري ثابتين فمثلاً الصوديوم صاحب العدد الكتلي ٢٣ والعدد الذري ١١ يحتوي على ١١ بروتون و١٢ نيوترون وبهذه الأعداد من البروتونات والنيوترونات يكون عنصراً مستقراً ولا يشع.

اما النظائر الكيميائية للعناصر وهي الشكل الذي يكون فيه العنصر متغير في عدد النيوترونات عن العنصر الأصلي واما ان يكون النظير مستقرا او غير مستقر ويصدر إشعاعاً، والنظائر تنتج اذا أضفنا او أنقصنا عدد "النيوترونات" من نواة الذرة مع بقاء عدد البروتونات والإلكترونات ثابتاً اَي العدد الذري وذلك يأتي عن طريق قذف المادة ببروتونات او نيترونات كما هو الحال في تسليط أشعة الفا على المادة حيث انه أشعة الفا هي عبارة عن بروتونين ونيوترونين وبذلك تكتسب أنوية ذرات هذه المادة نيوترونات او تفقدها جراء هذه العملية مكونةً النظائر.

ان الاختلاف الوحيد بين العنصر ونظيره هو الاختلاف في وزن النواة او كتلتها زيادةً او نقصان لكن يبقى المعدن هو نفسه ونفس الخواص الكيميائية لكن بشرط ان يكون النظير مستقرا وليس مشعاً والخلاصة هنا ان التغير في عدد البروتونات والإلكترونات (البنية الإلكترونية) هو الذي يغير الخواص الكيميائية والتغير في عدد النيوترونات هو الذي ينتج النظائر ولا يغير الخواص الا اذا قام بالإشعاع ركزوا على هذه النقطة المهمة قبل الانتقال للتالي..

مثلا عنصر القصدير المستقر يحتوي على ٥٠ بروتون و٧٠ نيوترون 120Sn لكن نظائره تكون على شكل قصدير فيه ٥٠ بروتون لكن ب٦٦ نيوترون او ٦٧ نيوترون او ٦٨ نيوترون او ٧٠ نيوترون..إلخ!!! هذا يعني ان عنصر القصدير المستقر الذي نعرفه هو نفسه احد نظائر القصدير المستقرة اي لا يصدر إشعاعاً وهناك اكثر من نظير مستقر للقصدير تبلغ ١٠ نظائر لكن ال٧٠ الأكثر توافرا فيما بينها لذا اصبح هو المرجع لعنصر القصدير وبهذا الاستقرار تبقى خواصه الكيميائية ثابتة لا تتغير، اما باقي النظائر المشعة مثل ٧٣و ٧٥ نيوترون وغيرها فانها مشعة وتصدر اشعة او جسيمات بيتا ويعني ذلك انه باشعاعها فانها تفقد بروتونات او إلكترونات وفي هذه الحالة تتغير الخواص الكيميائية للعنصر بشكل كلي ويسلك طريق آخر متحولاً الى عنصر جديد كلياً فمثلاً نظير القصدير المشع ٧٣ يقوم بإشعاع بيتا متحولا الى عنصر الانتيمون (الذي تستخدم أملاحه في صناعة الكحل).

لقد قمت باعداد هذا الموضوع حتى يتسنى لي طرح هذه النقطة المهمة في موضوعنا لهذا اليوم وهي " انّ غالبية العناصر المستقرة التي نراها في الطبيعة من حولنا والموجودة في الجدول الدوري هي نظائر لكنها تكون بصورة مستقره او هي عبارة عن طور من أطوار نظائرها", ونستنتج من ذلك ان "كل عنصر هو نظير وليس كل نظير عنصر" وهذا ينطبق على ارضنا وعلى الجدول الدوري الذي نعرفه.

والسؤال هنا؟!!!

ما الذي جعل الجدول الدوري يرتّب بهذه الطريقة؟؟ ولماذا لم يكن النظير القصدير ٦٨ هو الموجود في الجدول الدوري وليس القصدير٧٠؟!!

يعتمد الجدول الدوري في ترتيبه للعناصر على مدى توافر العناصر المستقرة وغزارتها في الطبيعة، وهذا ما اعتمد عليه العالم الكيميائي الروسي "ديميتري مندلييف" في ترتيب العناصر في جدوله الدوري وهذا ما جعله يضع القصدير ٧٠ كونه مستقرا و الأكثر توافرا وذلك بسبب غزارة وجوده في الطبيعة بنسبة ٣٣٪؜ كما هو الحال في نظير اليورانيوم-٢٣٨ الأكثر توافراً.

وبهذا الفهم الآن يتسنى لنا ان نقول لو كان هناك "مندلييف آخر" في كوكب ما غير الارض يمكن ان يرتّب جدول دوري آخر يكون فيه القصدير٦٨ موجوداً وليس القصدير ٧٠ بناءا على توافريته في ذلك الكوكب على سبيل المثال، والخلاصة هنا ان ما ينطبق على كوكبنا ليس بالضرورة ان ينطبق على باقي الاجرام السماوية في الكون.