Aristokrazija elementali

Kull ringiela tat-tabella perjodika tispiċċa fl-aħħar. Ftit aktar minn mitt sena ilu, l-eżistenza tagħhom lanqas kienet suppost. Imbagħad stagħġbu lid-dinja bil-proprjetajiet kimiċi tagħhom, jew aħjar in-nuqqas tagħhom. Anke aktar tard irriżultaw li kienu konsegwenza loġika tal-liġijiet tan-natura. gassijiet nobbli.

Maż-żmien, "daħlu fl-azzjoni", u fit-tieni nofs tas-seklu li għadda bdew jiġu assoċjati ma 'elementi inqas nobbli. Ejja nibdew l-istorja tas-soċjetà għolja elementari bħal din:

Żmien twil ilu…

… Kien hemm Lord.

Lord Henry Cavendish (1731-1810) fi skeċċ antik.

Henry Cavendish kien jappartjeni lill-ogħla aristokrazija Brittanika, iżda kien interessat li jitgħallem is-sigrieti tan-natura. Fl-1766, skopra l-idroġenu, u dsatax-il sena wara wettaq esperiment li fih irnexxielu jsib element ieħor. Ried jiskopri jekk l-arja fiha komponenti oħra minbarra l-ossiġnu u n-nitroġenu diġà magħrufa. Huwa mela tubu tal-ħġieġ mgħawweġ bl-arja, mgħaddas it-truf tiegħu f'reċipjenti tal-merkurju u għadda skariki elettriċi bejniethom. Ix-xrar ikkawżaw li n-nitroġenu jgħaqqad ma 'l-ossiġnu, u l-komposti aċidużi li jirriżultaw ġew assorbiti mis-soluzzjoni alkali. Fin-nuqqas ta 'ossiġnu, Cavendish għalfha fit-tubu u kompla l-esperiment sakemm in-nitroġenu kollu tneħħa. L-esperiment dam diversi ġimgħat, li matulhom il-volum tal-gass fil-pajp kien qiegħed dejjem jonqos. Ladarba n-nitroġenu ġie eżawrit, Cavendish neħħa l-ossiġnu u sab li l-bużżieqa kienet għadha teżisti, li huwa stmat li kienet ¹/₁₂₀ volum tal-arja inizjali. Il-Mulej ma staqsiex dwar in-natura tar-residwi, billi qies l-effett bħala żball ta 'esperjenza. Illum nafu li kien viċin ħafna li jiftaħ argon, iżda ħa aktar minn seklu biex jitlesta l-esperiment.

misteru solari

L-eklissi solari dejjem ġibdu l-attenzjoni kemm tan-nies ordinarji kif ukoll tax-xjenzati. Fit-18 ta’ Awwissu 1868, l-astronomi li osservaw dan il-fenomenu użaw l-ewwel spettroskopju (iddisinjat inqas minn għaxar snin ilu) biex jistudjaw il-prominenzi solari, viżibbli b’mod ċar b’diska skura. Franċiż Pierre Janssen b'dan il-mod wera li l-korona solari tikkonsisti prinċipalment minn idroġenu u elementi oħra tad-dinja. Iżda l-għada, għal darb'oħra osserva x-Xemx, innota linja spettrali mhux deskritta qabel li tinsab ħdejn il-linja safra karatteristika tas-sodju. Janssen ma setax jattribwixxiha għal xi element magħruf dak iż-żmien. L-istess osservazzjoni saret minn astronomu Ingliż Norman Locker. Ix-xjentisti ressqu diversi ipoteżi dwar il-komponent misterjuż tal-istilla tagħna. Lockyer semmieh laser ta 'enerġija għolja, f'isem l-alla Grieg tax-xemx - Helios. Madankollu, ħafna xjentisti jemmnu li l-linja safra li raw kienet parti mill-ispettru tal-idroġenu fit-temperaturi estremament għoljin tal-istilla. Fl-1881, fiżiku u meteorologu Taljan Luigi Palmieri studja l-gassijiet vulkaniċi tal-Vesuvju bl-użu ta’ spettroskopju. Fl-ispettru tagħhom, sab faxxa safra attribwita għall-elju. Madankollu, Palmieri ddeskriva r-riżultati tal-esperimenti tiegħu b’mod vag, u xjenzati oħra ma kkonfermawhomx. Issa nafu li l-elju jinsab fil-gassijiet vulkaniċi, u l-Italja setgħet tabilħaqq kienet l-ewwel li osservat l-ispettru tal-elju terrestri.

Illustrazzjoni mill-1901 li turi l-apparat għall-esperiment Cavendish

Ftuħ fit-tielet post deċimali

Fil-bidu tal-aħħar għaxar snin tas-seklu XNUMX, il-fiżiku Ingliż Lord Rayleigh (John William Strutt) iddeċieda li jiddetermina b'mod preċiż id-densitajiet ta 'diversi gassijiet, li għamilha wkoll possibbli li jiġu ddeterminati b'mod preċiż il-mases atomiċi tal-elementi tagħhom. Rayleigh kien esperimentatur diliġenti, għalhekk kiseb gassijiet minn varjetà wiesgħa ta 'sorsi sabiex jiskopri impuritajiet li jiffalsifikaw ir-riżultati. Irnexxielu jnaqqas l-iżball ta’ determinazzjoni għal mijiet ta’ fil-mija, li dak iż-żmien kien żgħir ħafna. Il-gassijiet analizzati wrew konformità mad-densità determinata fi ħdan l-iżball tal-kejl. Dan ma sorpriża lil ħadd, peress li l-kompożizzjoni tal-komposti kimiċi ma tiddependix fuq l-oriġini tagħhom. L-eċċezzjoni kienet in-nitroġenu - biss kellu densità differenti skond il-metodu ta 'produzzjoni. Nitroġenu atmosferiċi (kiseb mill-arja wara s-separazzjoni tal-ossiġnu, fwar tal-ilma u dijossidu tal-karbonju) dejjem kien itqal minn kimika (mikseb permezz tad-dekompożizzjoni tal-komposti tiegħu). Id-differenza, stramba, kienet kostanti u kienet tammonta għal madwar 0,1%. Rayleigh, li ma setax jispjega dan il-fenomenu, irrikorriet għal xjenzati oħra.

Għajnuna offruta minn kimiku William Ramsay. Iż-żewġ xjenzati kkonkludew li l-unika spjegazzjoni kienet il-preżenza ta 'taħlita ta' gass itqal fin-nitroġenu miksub mill-arja. Meta ltaqgħu mad-deskrizzjoni tal-esperiment Cavendish, ħassew li kienu fit-triq it-tajba. Irrepetu l-esperiment, din id-darba użaw tagħmir modern, u dalwaqt kellhom fil-pussess tagħhom kampjun ta’ gass mhux magħruf. Analiżi spettroskopika wriet li teżisti separatament minn sustanzi magħrufa, u studji oħra wrew li teżisti bħala atomi separati. S'issa, gassijiet bħal dawn ma kinux magħrufa (għandna O₂, N₂, H₂), għalhekk dan kien ifisser ukoll il-ftuħ ta’ element ġdid. Rayleigh u Ramsay ppruvaw jagħmluh argon (Grieg = għażżien) li jirreaġixxi ma 'sustanzi oħra, iżda għalxejn. Biex tiddetermina t-temperatura tal-kondensazzjoni tagħha, daru lejn l-unika persuna fid-dinja dak iż-żmien li kellha l-apparat xieraq. Kienet Karol Olszewski, professur tal-kimika fl-Università Jagiellonian. Olshevsky iklikwifikat u solidifikat l-argon, u ddetermina wkoll il-parametri fiżiċi l-oħra tiegħu.

Ir-rapport ta 'Rayleigh u Ramsay f'Awwissu 1894 ikkawża reżonanza kbira. Ix-xjentisti ma setgħux jemmnu li ġenerazzjonijiet ta 'riċerkaturi kienu ttraskuraw il-komponent ta' 1% tal-arja, li huwa preżenti fid-Dinja f'ammont ferm akbar minn, pereżempju, fidda. Testijiet minn oħrajn ikkonfermaw l-eżistenza ta 'argon. L-iskoperta kienet ġustament meqjusa bħala kisba kbira u trijonf ta 'esperiment bir-reqqa (intqal li l-element ġdid kien moħbi fit-tielet post deċimali). Madankollu, ħadd ma stenna li jkun hemm ...

… Familja sħiħa ta' gassijiet.

Grupp tal-elju (numru atomiku fin-naħa ta 'fuq, massa atomika fil-qiegħ).

Anke qabel ma l-atmosfera kienet analizzata bir-reqqa, sena wara, Ramsay beda jinteressa ruħu f’artiklu ta’ ġurnal tal-ġeoloġija li rrapporta r-rilaxx ta’ gass mill-minerali tal-uranju meta jkun espost għall-aċidu. Ramsay reġa pprova, eżamina l-gass li jirriżulta bi spettroskopju u ra linji spettrali mhux familjari. Konsultazzjoni ma' William Crooks, speċjalista fl-ispettroskopija, wassal għall-konklużjoni li ilha mfittxija fid-Dinja laser ta 'enerġija għolja. Issa nafu li dan huwa wieħed mill-prodotti ta 'tħassir ta' uranju u torju, li jinsabu fil-minerali ta 'elementi radjuattivi naturali. Ramsay reġa’ talab lil Olszewski biex jiflikwifika l-gass il-ġdid. Madankollu, din id-darba t-tagħmir ma kienx kapaċi jilħaq temperaturi baxxi biżżejjed, u l-elju likwidu ma nkisebx sal-1908.

L-elju rriżulta wkoll li kien gass monatomiku u inattiv, bħall-argon. Il-proprjetajiet taż-żewġ elementi ma kienu jidħlu fl-ebda familja tat-tabella perjodika u ġie deċiż li jinħoloq grupp separat għalihom. [helowce_uklad] Ramsay wasal għall-konklużjoni li hemm lakuni fiha, u flimkien mal-kollega tiegħu Morrisem Traversem beda aktar riċerka. Billi ddistillaw arja likwida, il-kimiċi skoprew tliet gassijiet oħra fl-1898: neon (gr. = ġdid), kripton (gr. = skryty) i kseno (Grieg = barrani). Kollha kemm huma, flimkien ma 'elju, huma preżenti fl-arja fi kwantitajiet minimi, ħafna inqas minn argon. Il-passività kimika tal-elementi l-ġodda wasslet lir-riċerkaturi biex jagħtuhom isem komuni. gassijiet nobbli. 

Wara tentattivi bla suċċess biex tissepara mill-arja, elju ieħor ġie skopert bħala prodott ta 'trasformazzjonijiet radjuattivi. Fl-1900 Frederick Dorn Oraz Andre-Louis Debirn innutaw ir-rilaxx tal-gass (emanazzjoni, kif qalu dakinhar) mir-radju, li sejħu radon. Malajr ġie nnutat li l-emanazzjonijiet jarmu wkoll torju u actinju (thoron u actinon). Ramsay u Frederick Soddy wera li huma element wieħed u huma l-gass nobbli li jmiss li semmew niton (Latin = tiddi għax il-kampjuni tal-gass kienu jiddu fid-dlam). Fl-1923, nithon fl-aħħar sar radon, imsejjaħ wara l-iżotopu l-itwal.

L-aħħar mill-installazzjonijiet tal-elju li jlestu t-tabella perjodika reali nkisbet fl-2006 fil-laboratorju nukleari Russu f'Dubna. L-isem, approvat biss għaxar snin wara, Oganesson, f'ġieħ il-fiżiku nukleari Russu Yuri Oganesyan. L-unika ħaġa magħrufa dwar l-element il-ġdid hija li huwa l-itqal magħruf s'issa u li nkisbu biss ftit nuklei li għexu għal inqas minn millisekonda.

Misalliances kimiċi

It-twemmin fil-passività kimika ta 'l-elju waqa' fl-1962 meta Neil Bartlett huwa kiseb kompost tal-formula Xe [PtF₆]. Il-kimika tal-komposti tal-kseno llum hija pjuttost estensiva: fluworidi, ossidi u anke melħ aċidi ta 'dan l-element huma magħrufa. Barra minn hekk, huma komposti permanenti taħt kundizzjonijiet normali. Krypton huwa eħfef mill-kseno, jifforma diversi fluworidi, kif jagħmel ir-radon itqal (ir-radjuattività ta 'dan ta' l-aħħar tagħmel ir-riċerka ħafna aktar diffiċli). Min-naħa l-oħra, it-tliet eħfef - elju, neon u argon - m'għandhomx komposti permanenti.

Komposti kimiċi ta 'gassijiet nobbli ma' msieħba inqas nobbli jistgħu jitqabblu ma 'alliances qodma. Illum, dan il-kunċett m'għadux validu, u wieħed m'għandux ikun sorpriż li ...

Ħelikopters, mix-xellug għal-lemin: Lord Rayleigh (John William Strutt, 1842–1919), Sir William Ramsay (1852–1916) u Morris Travers (1872–1961); ritratt mill-kollezzjoni tal-University College London.

… l-aristokratiċi jaħdmu.

Elju jinkiseb billi tissepara l-arja likwifikata f'impjanti tan-nitroġenu u l-ossiġnu. Min-naħa l-oħra, is-sors tal-elju huwa prinċipalment gass naturali, li fih huwa sa ftit fil-mija tal-volum (fl-Ewropa, l-akbar impjant tal-produzzjoni tal-elju jopera fi Megħlub, fil-Voivodeship tal-Polonja l-Kbira). L-ewwel okkupazzjoni tagħhom kienet li jiddi f'tubi luminużi. Illum il-ġurnata, ir-reklamar tan-neon għadu pjaċir għall-għajn, iżda materjali tal-elju huma wkoll il-bażi ta 'xi tipi ta' lejżers, bħall-laser argon li se niltaqgħu għand id-dentist jew l-beautician.

Rendiment tal-artist tal-Xenon Ion Probe Dawn ħdejn l-asterojde Ceres.

Il-passività kimika tal-installazzjonijiet tal-elju tintuża biex toħloq atmosfera li tipproteġi kontra l-ossidazzjoni, pereżempju, meta jiġu wweldjati metalli jew ippakkjar ermetiku tal-ikel. Lampi mimlijin bl-elju joperaw f'temperatura ogħla (jiġifieri, huma jleqqu) u jużaw l-elettriku b'mod aktar effiċjenti. Normalment l-argon jintuża mħallat man-nitroġenu, iżda l-kripton u l-kseno jagħtu riżultati saħansitra aħjar. L-aħħar użu tal-kseno huwa bħala materjal ta 'propulsjoni fil-propulsjoni rokit joniku, li huwa aktar effiċjenti minn propulsjoni ta' propellant kimiku. L-eħfef elju huwa mimli b'blalen tat-temp u blalen għat-tfal. F'taħlita ma 'ossiġnu, elju jintuża mill-għaddasa biex jaħdmu f'fond kbir, li jgħin biex jiġi evitat mard ta' dekompressjoni. L-aktar applikazzjoni importanti tal-elju hija li tikseb it-temperaturi baxxi meħtieġa biex is-superkondutturi jiffunzjonaw.

It-taħlita ta 'l-ossiġnu-elju tiżgura għadis sikur.