JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Панҷшанбе, 21 Ноябри 2019 10:29

Системаи бунёдӣ ва консепсияи муттаҳидкунандаи низоми табиӣ

Муаллиф: Номвар ҚУРБОНОВ

(Бахшида ба Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ эълон гардидани соли 2019 ва 150-солагии кашфи он)

  Системаи даврии элементҳои химиявӣ ё ҷадвали Менделеев таснифи элементҳои химиявӣ ва низоми мураттабшудаи онҳо буда, имкон медиҳад, ки вобастагии байни хосиятҳои гуногуни элементҳо аз массаи атомӣ (аниқтараш, аз миқдори протонҳо дар ҳастаи атом) муайян карда шавад. Ифодаи графикии қонуни даврӣ Системаи даврии элементҳо буда, даврияти системаи элементҳо на тавассути массаи атомӣ, балки бо ёрии заряди ҳаста (рақами атомӣ) муайян карда мешавад ва инчунин, сохт ва пуршавии қабатҳои электронии атоми элементҳо низ аз онҳо вобаста аст.

  Дар ин ҷадвал элементҳо дар асоси сохти атомҳо бо тартиб ҷойгир карда шуда, барои ҳар як элемент тавсифномаи муайян дода шудааст. Аз ин рӯ, ба тартиби муайян даровардани элементҳоро асрҳо боз кимиёшиносони тамоми олам орзу мекарданд. Чунки танҳо баъд аз ҷониби Менделеев Д.И. кашф гардидани системаи даврӣ консепсияи муттаҳидкунанда ба вуҷуд омад ва бо ёрии маводҳои ҷамъгардида маънидод карда шуд. Қайд кардан ба маврид аст, ки Системаи даврии элементҳои химиявӣ қонуни муҳими табиатшиносӣ буда, ягонагии олам ва гуногунии хосиятҳои моддаҳоро инъикос менамояд. Ҳамчунин, кашфи қонуни даврӣ барои системаи комилан илмии донишҳои химиявӣ заминаи бунёдӣ ва таҳкурсии қатъӣ гузошт.

  Кӯшишҳои аввалин доир ба ҳал кардани ин масъала, яъне мураттаб сохтани Системаи даврии элементҳои химиявӣ асосан ба хосиятҳои физикӣ ва химиявии элементҳо асос ёфта буданд. То миёнаҳои асри XIX 63 элемент кашф шуда буд ва кӯшишҳо дар бораи ёфтани қонунияти ба тартиби муайян ҷойгиркунии онҳо ҳанӯз ҳамон солҳо ба миён омаданд. Соли 1829 Дёберейнер И. «қонуни сегона»-ро нашр кард: массаи атомии бисёр элементҳо ба ҳисоби миёнаи арифметикии ду элементи дигаре, ки хосияти химиявии ба ҳам монанд доранд (стронсий, калсий ва барий; хлор, бром ва йод ва ғайра), наздиканд. Нахустин кӯшиши ҷойгиркунии тартибноки элементҳоро бо зиёдшавии вазни атомии онҳо Шанкуртуа А.Э. (1862) оғоз намуда, «Печидаи теллурҳо»-ро сохт. Вай элементҳоро аз рӯйи хати даврие ҷойгир намуда, қисми даврӣ такроршавии хосиятҳои химиявиро ба таври амудӣ нишон дод. Вале, ин модел диққати ҷамъиятҳои илмиро ҷалб карда натавонист.

  Соли 1866 кимиёшинос ва мусиқидон Нюлендс Ҷ.А. намунаи дигари системаи давриро пешниҳод кард, ки он «қонуни октав» ном гирифт ва зоҳиран каме ба ҷадвали Менделеев шабоҳат дошт. Ҳамзамон, солҳои 60-уми асри XIX оид ба мурраттабнамоии элементҳои химиявӣ чандин кӯшишҳои дигар рӯйи кор омаданд, ки дар байнашон модели Мейер Ю.Л. (1864) комилтар ва ба намунаи ниҳоӣ хеле наздик буд. Чунки системаи пешниҳодкардаи Мейер ҷойгиршавии элементҳоро мувофиқи вазни атомашон ва инчунин, даврӣ будани хосиятҳои онҳоро нишон медод. Аммо, фарқияти асосии модели Мейер аз он иборат буд, ки валентнокӣ ҳамчун асоси даврият гирифта шуд ва он барои як элементи алоҳида ягона ва доимӣ нест. Бинобар ин, чунин система натавонист, ки физикаи элементҳоро пурра тавсиф диҳад ва қонуни давриро комилан инъикос намояд.

  Кимиёшинос, физикадон, метеоролог, технолог, геолог, иқтисоддон, омӯзгор ва муҳандиси нафту газ Менделеев Д.И. (1834-1907) нахустин нақшаи ҷадвали даврии худро соли 1869 тавассути мақолаи «Таносуби хосиятҳо бо вазни атомии элементҳо» нашр намуд. Пас аз чопи мақолаи мазкур ӯ Системаи даврии элементҳои химиявиро 17 феврали соли 1869 (1 марти соли 1869) бо номи «Таҷрибаи системаи элементҳо дар асоси вазни атомии онҳо ва мувофиқати кимиёвӣ» мураттаб сохт. Танҳо моҳи декабри ҳамон сол тадқиқоти олими олмонӣ Ю.Мейер бо тағйир додани хулосаи худ ва истифода аз ғояи Менделеев ба нашр расид.  Аз ин рӯ, дар адабиётҳои хориҷӣ бархе аз ӯ «яке аз кошифони аввалин» ва гурӯҳи дигар «новобаста аз Менделеев кашфкунандаи қонуни даврӣ» ном мебаранд. Аммо, Мейер зимни мураттабнамоӣ ҷойи элементҳоро дуруст ба эътибор нагирифт ва элементҳои дар он вақт маълумро дар як қатор, бефосила гузошт. Вале, Менделеев дар ҷадвалаш якчанд ҷойҳоро холӣ гузошта, пешбинӣ кард, ки як қатор хусусияти бунёдии элементҳои ҳанӯз кашфнашуда, худи онҳо (экабор (скандий), экаалюминий (галлий), экасилитсий (германий) ва экаманган (технетсий)) ва хосиятҳои пайвастагиашон низ мавҷуданд. Дар баробари ин, вай хосияти ҳар як элементи пешӯикардаашро дар асоси хосиятҳои чаҳор элементҳои аз боло, поён, чап ва рост иҳотакардаи он элемент муайян кард. Ҳамчунин, баъзе элементҳо, аз қабили бериллий, индий, уран, торий, серий, титан ва иттрий то ин вақт дар қонуни даврӣ бо вазни атомии нодуруст муайяншуда, ҷойгир шуда буданд ва Менделеев хатогии вазни атомии онҳоро дар асоси қонуни кашфкардааш ислоҳ кард. Яъне, то Менделеев ин амалро Деберейнер, Мейер, Нюлендс ва Шанкуртуа анҷом надоданд.

  Хушбахтона, саҳеҳии қонуни даврии Менделеев Д.И. тасдиқи илмии худро зуд (дар вақти зинда будани олим) пайдо намуд: соли 1875 галлий (экаалюминий), соли 1879 скандий (экабор) ва соли 1886 германий (экаслитсий) кашф шуданд ва як қатор хусусиятҳои физикӣ ва химиявии онҳо бо дақиқии баланд муайян карда шуданд.

  Тибқи ривоятҳо, ғояи мураттабнамоии системаи даврии элементҳои химиявиро Менделеев дар хоб дидааст, аммо худи олим ба хабарнигори «Ҷаридаи петербургӣ» («Петербургского листка»), ки дар бораи чи тавр пайдо шудани ғояи системаи даврӣ суол карда буд, чунин посух медиҳад: «… Ҳеҷ гоҳ чунин нест! Ман дар ин бора беш аз бисту панҷ сол фикр кардам, аммо шумо бовар мекунед: нишастам ва ногаҳон, барои як саҳифа як миқдор пул - барои як саҳифа як миқдор пул пайдо шуд». Илова бар ин, қайд кардан зарур аст, ки Менделеев дар вақти мураттабнамоии нақшаи қисми дуюми китоби дарсии «Асосҳои химия» (1868) ба хусусияти элементҳо диққати махсус дода, ба ғояи қонуни даврӣ омад. Ҳангоми ҷо ба ҷо кардани гурӯҳҳои элементҳои аз ҷиҳати химиявӣ ба ҳам монанд олим қонунияти зеринро дарёфт: агар ҳамаи элементҳои маълум аз рӯи тартиби зиёдшавии массаи атомҳояшон дар як қатор навишта шаванд ва ин қатор бидуни тағйири тартиби ҷобаҷогузорӣ ба даврҳо тақсим карда шавад, он гоҳ гурӯҳҳои аз рӯи хосиятҳои химиявӣ мушобеҳ аз ҳам фарқ карда мешаванд.

  Дар замони муосир бошад, қонуни даврӣ чунин таъриф дода мешавад: «Хосиятҳои элементҳо ва моддаҳои содаю мураккаби аз онҳо ҳосилшаванда аз заряди ҳастаи атомҳояшон дар вобастагии даврӣ қарор доранд». Дар ибтидои асри XX бо кашфи сохтори атом маълум шуд, ки ба таври даврӣ тағйирёбии хосияти элементҳо на бо вазни атом, балки бо заряди ҳастаи онҳо, ки ба рақами атомӣ ва шумораи электронҳои дар қабатҳои электронии атом тақсимшуда, баробар аст, муайян мегардад. Заряди ҳаста, ки ба рақами элемент дар системаи даврӣ мувофиқат мекунад, ба шарафи кашшофи ҷадвали даврӣ рақами Менделеев номгузорӣ карда шудааст. Ҳамчунин, ҳангоми ҷобаҷогузории газҳои инертӣ (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) ва элементҳои радиоактив (ҳамаи элементҳо пас аз сурб (Pb)) дар ҷадвали даврӣ баъзе ихтилофотҳо ба миён омад, ки системаи мазкур дар шарҳи онҳо оҷиз монд. Сабаби асосии ба вуҷуд омадани чунин ихтилофот дар набудани назарияи сохти атом буд. Бо кашфи модели сайёравии сохти атом аз тарафи физики англис Резерфорд Э. (1911) ва тадқиқоти физикии минбаъда бо мурури замон аксари чунин ихтилофҳо аз байн рафтанд.

  Асоси сохти Системаи даврии элементҳои химиявиро ба гурӯҳ ва даврҳо тақсим кардани ҳамаи элементҳо ташкил медиҳад. Дар навбати худ ҳар як гурӯҳ ба зергурӯҳҳои асосӣ ва иловагӣ тақсим мешавад. Ҳар зергурӯҳ элементҳои аз рӯи хосиятҳои химиявӣ ба ҳам монандро дар бар мегирад. Қаторе, ки аз металли ишқорӣ сар шуда бо гази инертӣ ба итмом мерасад, давр номида мешавад ва он низ миқдори муайяни элементро дорост. Системаи даврии элементҳои химиявӣ аз 18 гурӯҳ ва 8 давр иборат аст. Асоси назариявии системаро бошад, тасаввурот оид ба қонунияти ташаккули қабатҳои электронии атомҳо ташкил медиҳад. Қабатҳои электронии атом, махсусан қабатҳои берунӣ хусусияти химиявии элементро муайян мекунанд. Дар ҳар гурӯҳ элементҳое ҷойгиранд, ки новобаста ба қабати болотарини электронӣ, дар қишри болотарини электрониашон миқдори якхелаи электронҳо доранд. Барои мисол, дар гурӯҳи якум элементҳое (Li, Na, К, Rb, Cs ва Fr) ҷойгир шудаанд, ки дар қишри болотаринашон як электрон ва дар гурӯҳи дуюм элементҳое (Be, Mg, Ca, Sr, Ba ва Ra) ҷойгир шудаанд, ки дар қишри болотаринашон ду электрон доранд.

  Инчунин, дар системаи даврӣ массаи элементҳои гуногун, ки бо усулҳои химиявӣ муайян карда шудаанд, на ба ададҳои бутун, балки ба ададҳои касрӣ баробаранд. Масалан, массаи атомии алюминий ба 26,98, массаи атомии сурфур ба 32,06, массаи атомии оҳан ба 55,84, массаи атомии нуқра ба 107,86, массаи атомии тилло ба 194,96 баробар аст… Сабаб дар он аст, ки атоми ҳар як элемент аз якчанд атомҳои дорои хусусияти физикию химиявии якхела иборат буда, дорои массаи атомии гуногун аст. Изотопҳо ҳамон элементҳое мебошанд, ки дар системаи даврӣ як ҷойро ишғол мекунанд, вале массаҳои атомии гуногун доранд. Усулҳои химиявӣ массаи атомии ҳар як элементро бо қимати миёнаи ҳамаи изотопҳои ба атоми омӯхташавандаи дахлдор муайян мекунанд. Бинобар ин, массаи атомии элементҳо на адади бутун, балки адади касрӣ аст. Масъалаи муайян кардани массаи ҳақиқии атомҳо маҳз аз ин ҷо ба миён омадааст. Барои муайян кардани массаи ҳақиқӣ усулҳое истифода мешаванд, ки ба майлкунии ионҳои мусбати газҳои гуногун дар майдонҳои электрикӣ ва магнитӣ асос карда шудаанд. Ин усулро бори аввал физики англис Томсон Ҷ.Ҷ. (1910) пешниҳод кард, ки усули мазкур аз камбудӣ орӣ набуда, норасоии усули Томсонро физики англис Астон Ф.У. (1919) ва физики амрикоӣ Бейнбриҷ К.Т. (1932) ислоҳ намуданд.

   Айни замон ҳудуди охирини Системаи даврии элементҳои химиявӣ маълум нест, зеро миқдори элементҳое, ки онро бояд ҷадвали даврӣ дар бар гирад ноаниқ аст. Масъалаи васънамоии системаи давриро ҳанӯз соли 1970 кимиёшиноси амрикоӣ Сиборг Т.Г. пешниҳод карда, зимни ин тадқиқотҳояш мавҷудияти суперактиноидҳоро низ ба таври назариявӣ пешгӯӣ намуд. Инчунин, Сиборг соли 1945 ҷойгиршавии актиноидҳоро, ки дар ҷадвали даврӣ аз поёни лантаноидҳо истодаанд, пешниҳод карда буд. Суперактиноидҳо бошад, дар системаи даврӣ аз поёни лантаноидҳо ва актиноидҳо ҷойгир буда, элементҳои аз 121 то 168-ро дар бар мегиранд. Ёдовар шудан ба маврид аст, ки аввалин исботи мавҷудияти суперактиноидҳо ба тадқиқотҳои муштараки гурӯҳи олимон (Маринов А., Родушкин И., Клоб Д., Папе А., Кашив Ю., Брандт Р. ва Гентри Р.) аз Донишгоҳи Исроил (2008) алоқаманд аст. Ин гурӯҳи олимон дар натиҷаи тадқиқоташон элементеро кашф карданд, ки дорои массаи атомии 292 ва рақами атомии 122 мебошад. Ҳангоми ба роҳи сунъӣ синтез кардани суперактиноидҳо элементи 124 (унбиквадий) кашф гардид, ки он ба элементи 126 (унбигексий) шабоҳати зиёд дорад.

  Хеле пештар аз Сиборг физики даниягӣ Бор Н. атомҳои гидрогенро дар асоси модели Резерфорд ба таври назариявӣ омӯхта, дурустии формулаи Балмерро нишон дод ва се постулати худро оид ба сохти атом, қабатҳои электронӣ ва нурфурӯбарию нурхориҷкунии атомҳо пешниҳод кард. Бор дар натиҷаи ин тадқиқотҳояш шакли зинавии (аҳромшаклии) системаи давриро коркард намуд. Монанд ба ҳамин, айни замон якчанд намунаҳои дигар системаи даврӣ коркард шуда, пешниҳод гардидаанд.

  Имсол, ки аз кашфи Системаи даврии элементҳои химиявӣ 150 сол пур мешавад, бинобар ин, якчанд сол қабл аз ҷониби Академияи илмҳои Россия, Вазорати маориф ва илми Россия ва Ҷамъияти кимиёшиносони Россия ба номи Д.И. Менделеев ташаббус дар бораи Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ эълон шудани соли 2019 пешниҳод гардида, он бо ҷонибдории беш аз 80 академияҳои миллӣ ва ҷамъиятҳои илмӣ, аз ҷумла, Иттифоқи байналхалқӣ оид ба химияи назариявӣ ва татбиқӣ (IUPAC), Иттифоқи байналхалқии физикаи назариявӣ ва татбиқӣ (IUPAP), Ассотсиатсияи аврупоии илмҳои химиявӣ ва молекулӣ (EuCheMS) ва Иттифоқи байналхалқии астрономӣ (IAU) ба Маҷмааи умумии Созмони Милали Муттаҳид пешниҳод карда шуд.

  Ташаббуси мазкур аз ҷониби СММ хуш пазируфта шуда, бо қарори СММ аз 21 декабри соли 2017, соли 2019 Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ (International Year of the Periodic Table of Chemical Elements) эълон гардид. Санаи 29 январи соли 2019 дар Идораи СММ оид ба масъалҳои маориф, илм ва фарҳанг (UNESCO) дар шаҳри Париж кушодашавии Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ расман ифтитоҳ гардид ва дар доираи он дар як қатор шаҳрҳои ҷаҳон, аз ҷумла, Париж, Мадрид, Москва, Дубна, Стокголм, Дармштадт ва ғайра конфронс, симпозиум ва конгрессҳои минтақавию байналхалқӣ доир гардиданд ва идома доранд. Шарики расмии баргузории чунин чорабиниҳо дар доираи Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ, дар дохили Россия Фестивали умумироссиягии илм (NAUKA 0+) буда, дар давоми сол, дар тамоми манотиқи Россия беш аз 500 чорабиниҳои илмӣ-оммавӣ ва таълимӣ ба нақша гирифта шудаанд. Ҳамчунин, тибқи нақша-чорабиниҳои барои Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ таҳиянамудаи UNESCO бошад, ҷаласаи ҷамъбастии он моҳи декабри соли 2019 дар шаҳри Токио баргузор мешавад.

  Яке аз чорабиниҳои пуршукӯҳ, муҳим ва таърихии дар доираи Соли байналхалқии Системаи даврии элементҳои химиявӣ баргузоргардида, Конфронси VI-уми байналхалқии оид ба химия ва физикаи элементҳои трансактинӣ TAN 19 мебошад, ки бо ташаббуси Маркази омӯзиши ионҳои вазнин ба номи Гелмголтс ва Донишгоҳи Майн ба номи Иоганн Гуттенберг 25-30 августи соли 2019 дар шаҳри Вилгелмсхафени Олмон баргузор гардид. Дар рафти конфронси (TAN 19) вохӯрии таърихӣ ба вуқӯъ пайваст, яъне нахустин бор чаҳор аввалин кашшофони элементҳои трансактинӣ ба ҳам вохӯрданд. Олимон аз давлатҳои Олмон, Ҷопон ва Россия, ки солҳои охир дар кашфи элементҳои нави ҷадвали даврӣ нақши пешбаранда доранд, дар ҷараёни конфронси TAN 19 ба ҳам вохӯрданд.

  Профессорон Армбрустер П. ва Мюнтенберг Г. аз Маркази омӯзиши ионҳои вазнин ба номи Гелмголтси шаҳри Дармштадти Олмон дар давраи фаъолияти илмии худ, дар тадқиқотҳо оид ба синтези элементҳои 107-112 (борий, ҳассий, мейтнерий, дармштадтий, рентгений ва копернитсий) саҳми арзанда гузоштаанд. Доктор Моримото К. аз Маркази илмии суръатфизои RIKEN Nishina-и Ҷопон, роҳбари гурӯҳ оид ба синтези элементи 113-ум (нихоний) буд. Профессор Оганесян Ю. аз Озмоишгоҳи рекасияҳои ҳаставии ба номи Г.Н. Флерови ИМТҲ-и шаҳри Дубнаи Россия дар синтези элементҳои 114-118 (флеровий, московий, ливерморий, теннессин ва оганесон) саҳми арзанда дорад. Хушбахтона, айни замон, Оганесян ягона шахси дар қайди ҳаётбудаест, ки ба шарафи исми ӯ унсури кимиёвӣ - оганесон (Og) номгузорӣ шудааст.

  Ҳамзамон, дар конфронси TAN 19 роҳбарони ин марказҳои илмии бонуфузи ҷаҳонӣ - GSI, ОРҲ ИМТҲ ва RIKEN Nishina, ки элементҳои дар боло зикргардида дар марказҳои фавқузикр синтез карда шуданд, иштирок ва маърӯза намуданд. Аз ҷумла, директори Озмоишгоҳи рекасияҳои ҳаставии ба номи Г.Н. Флерови ИМТҲ, профессор Дмитриев С. зимни суханронии худ қайд намуд: «Таҷрибаҳое, ки оид ба синтези элементҳои фавқулвазнин - флеровий (114), московий (115), ливерморий (116), теннессин (117) ва оганесон (118) аввалин ҳастанд, дар ОРҲ ИМТҲ, дар суръатфизои U-400 гузаронида шудаанд…». Дар умум, дар конфронси TAN 19 аз 19 давлати ҷаҳон 120 нафар олим иштирок намуда, давоми як ҳафта натиҷаҳо ва имкониятҳои рушди тадқиқотҳоро таҳти мафҳуми трансактинидҳо, ки элементҳои 104-120-ро (унсурҳои 119 ва 120 номи расмӣ надоранд ва дақиқан омӯхта нашудаанд) дар бар мегиранд, баррасӣ намуданд.

  Ҳамин тавр, кашфи қонуни даврӣ ва сохтани системаи даврӣ на танҳо барои химия, физика ва дигар илмҳои табиатшиносӣ, балки барои фалсафа ва умуман барои дарки олам низ аҳамияти бағоят бузург дошт. Зеро дар асоси қонуни даврӣ як қатор элементҳои нав кашф гардиданд ва раванди мазкур ҳанӯз идома дорад. Имрӯз ҳам қонуни даврӣ дар кашф ва ё бо роҳи сунъӣ ҳосил намудани элементҳои нав раҳнамоӣ мекунад. Системаи даврӣ, ки хулосаи муҳимтарини таълимоти атому молекула аст, ба мафҳуми «элементи химиявӣ» таърифи нав дода, мафҳумҳои модда ва пайвастаҳои химиявиро аз ҳам фарқ мекунонад. Қонуниятҳое, ки дар Системаи даврии элементҳои химиявӣ ошкор шудаанд, дар ташаккули назарияи сохти атомҳо ва маънидоди ҳодисаи изотопия нақши бузург доранд. Имрӯз дар асоси қонун ва системаи даврӣ барои синтез ва истеҳсоли масолеҳи нав ба нави полимерӣ, нимноқилӣ, хӯлаҳои гармитобовар ва моддаҳои дорои хусусияти муайян тадқиқот бурда мешаванд.

 Номвар ҚУРБОНОВ,

Раиси Шӯрои олимони ҷавони

Донишгоҳи миллии Тоҷикистон

Бознашр аз маҷаллаҳои "Илм ва ҳаёт" (№3) ва "Маърифати омӯзгор" (№11), соли 2019

Хондан 233 маротиба
Маводҳои дигар дар ин бахш: « Ҷашни касбӣ муборак!