حراج بيع المعادن النادرة

احجار كريمة معادن نادرة
 
الرئيسيةالرئيسية  اليوميةاليومية  س .و .جس .و .ج  بحـثبحـث  الأعضاءالأعضاء  المجموعاتالمجموعات  التسجيلالتسجيل  دخولدخول  

شاطر | 
 

 الكيمياء العامه (كيميا النواه)

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
alkati
المدير العام
المدير العام
avatar

عدد المساهمات : 241
تاريخ التسجيل : 23/12/2009

مُساهمةموضوع: الكيمياء العامه (كيميا النواه)   الأربعاء نوفمبر 21, 2012 3:42 am

تمهيد Preface
يهتم الكيميائيون كثيراً بالتفاعلات الكيميائية Chemical reactions والتي تشمل في الغالب انتقال الإلكترونات من مادة

لأخرى أو من عنصر لآخر ، ويولون اهتماماً أقل بالتفاعلات النووية Nuclear reactions والتي تشرك فيها الذرة نواتها في التفاعل.



إلا أن الآونه الأخيره شهدت اهتماماً أكبر من قبلهم بالتفاعلات النووية نظراً لاستخدامها في كثير من المجالات كاستخدام

الطاقة الهائلة الناتجة عن التفاعلات النووية في توليد الطاقة الكهربائية ، وفي تسيير الغواصات والسفن والمركبات الفضائية، واستخدام العناصر المشعة في وخصوصاً في علاج مرض السرطان ، واستخدام النظائر المشعة في تقدير أعمار الصخور والأحافير ، واستخدامها أيضا ً في تحديد آلية التفاعلات الكيميائية ، وغيرها الكثير من المجالات.



وعلى الرغم من تلك الاستخدامات الرائعة للتفاعلات النووية ، إلا أن لها وجهاً آخر أسود ، يسيء به دائما ً لسمعة التفاعلات النووية وهي بالتأكيد الأسلحة النووية والتي راح ضحيتها الآف الضحايا في هيروشيما وناغازاكي ، ولا يزال للآن يعاني أهلها جراء ذلك .



تعال معي الآن لنتعرف على كيفية حدوث التفاعل النووي ، ومصدر الطاقة الهائل فيه ، وكيف يمكن استغلالها في الوجهين السلمي والعسكري وغيرها من الموضوعات .



التفاعل النووي Nuclear reaction
تعودنا في دروس الكيمياء أن نتعامل مع التفاعل الكيميائي.
ولكن ماذا عن التفاعل النووي وبماذا يختلف عن التفاعل الكيميائي ؟


التفاعل الكيميائي هو إعادة ترتيب للذرات دون المساس بصفاتها ، ويتضمن تكسير روابط كيميائية وتكوين أخرى جديدة ، كما ويتضمن التفاعل الكيميائي في الغالب انتقال إلكترونات بين المواد المتفاعلة دون أن يحدث تغير على النواة ، ودون أن تتكون ذرات جديدة .




لاحظ ذلك من خلال تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء :
لاحظ أن التفاعل الكيميائي السابق لم ينتج عناصر جديدة ، فعنصري الهيدروجين والأكسجين الموجودين على يسار التفاعل بقيا موجودين على يمين التفاعل ولكن الاختلاف بين المتفاعلات والنواتج هو تكسر الرابطة بين ذرتي الهيدروجين وتكسر الرابطة بين ذرتي الأكسجين ، وتكونت روابط جديدة بين ذرات الهيدروجين والأكسجين ، ويتضمن التفاعل الكيميائي طاقة قليلة.



أما التفاعل النووي فيتضمن تغيراً في نواة الذرة ، وينتج عنه تكون عناصر جديدة ، كما تنتج عنه كمية عالية جدا ً من الطاقة.



لاحظ ذلك من خلال التفاعل النووي التالي :
لاحظ أن التفاعل السابق قد تضمن تحول عنصر الراديوم ( Ra ) إلى عنصر جديد هو الرادون ( Rn ) ، وظهر مع النواتج عنصر ثان هو الهيليوم ( He ) .



النظائر Isotopes
تختلف العناصر فيما بينها في العدد الذري ( عدد البروتونات ) إلا أن هنالك عناصر تتشابه في العدد الذري وتختلف فيما بينها في العدد الكتلي وتعرف هذه العناصر بالنظائر.

وتعني كلمة نظير ( المكان نفسه ) أي أن لها نفس المكان في الجدول الدوري ، إذ أنها لا تختلف فيما بينها في العدد الذري.
وعادة ً ما يتم التعبيرعن النظائر بدلالة كتلها الذرية ، لأن أعدادها الذرية ثابتة .



مثال 1 :

للهيدروجين ( العدد الذري للهيدروجين = 1 ) ثلاثة نظائر مشهورة ، تشترك جميعها في احتوائها على نفس العدد من البروتونات (العدد الذري) . وتختلف فيما بينها في عدد النيوترونات (العدد الكتلي) .

يسمى كل نظير نسبة إلى عدده الكتلي :

ـ يسمى النظير الأول للهيدروجين ( هيدروجين - 1 ) .

ـ يسمى النظير الثاني للهيدروجين ( هيدروجين - 2 ) أو الديوتيريوم .

ـ يسمى النظير الثالث للهيدروجين ( هيدروجين - 3 ) أو التريتيوم .







ظاهرة النشاط الإشعاعي Radioactivity


هنري بيكريل
1852 - 1908 م

اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي
في الأول من مارس (آذار) عام 1896 كان العالم الفرنسي هنري بيكريل يدرس خصائص بعض المعادن ، وكان مهتماً بالتحديد بدراسة قابليتها على عكس الضوء المرئي عند تعرضها لضوء الشمس ، ومن بين تلك المعادن عينة من خام اليورانيوم .


وبمحض الصدفة لاحظ بيكريل انبعاث أشعة غير مرئية من خام اليورانيوم دون أن يتعرض لأشعة الشمس ، وقد أثرت هذه الأشعة بشكل غير متوقع على فلم فوتوغرافي بنفس الطريقة

التي يؤثر فيها الضوء المرئي على الفلم الفوتوغرافي .


أما الصدفة التي أدت إلى هذا الكشف فقد كانت عندما تعرض فلم فوتوغرافي موضوع في أحد أدراج مكتب بيكريل للأشعة غير المرئية الناتجة عن أحد أملاح اليورانيوم الموضوع صدفة في الدرج نفسه ، وعند تظهير الفلم بعد أربعة أيام لاحظ ظهور صورة مفتاح على الفلم ، وقد كان المفتاح موضوع أصلاً على صفيحة الفلم الفوتوغرافي .


الفلم بعد أن قام بيكريل بتظهيره

سميت ظاهرة إطلاق العناصر لأشعة غير مرئية
بظاهرة النشاط الإشعاعي .
تعرف اليوم ظاهرة النشاط الشعاعي بأنها ظاهرة الانبعاث التلقائي للدقائق أو الطاقة من أنوية الذرات المشعة.

العناصر المشعة Radioactive Element
اكتشاف الراديوم



ماري كوري
1867- 1934

اهتم كل من بيير كوري Pierre Curie وزوجته ماري كوري Marie Curie بدراسة خصائص اليورانيوم وخاماته ، وقد تبين لهما أن جميع خامات اليورانيوم تظهر نشاطاً إشعاعياً متوسطاً باستثناء أحد الخامات والمعروف بإسم خام البتشبلند المستخرج من بوهيميا ، وقد أظهر هذا الخام نشاطاً إشعاعياً يفوق الخامات الأخرى بأربع مرات .


بيير كوري
1859- 1906

في عام 1898 اكتشف الزوجين كوري عنصرين مشعين جديدين في خام البتشبلند أسموهما البلوتونيوم والراديوم ، ووجودهما في الخام هو سبب زيادة النشاط الإشعاعي للخام .
عزل الزوجين مليغرامات قليلة من كلوريد الراديوم RaCl2 ، وقد تطلبت عملية عزل تلك الكمية الضئيلة أكثر من 10.000 عملية بلورة وإعادة بلورة .

وللراديوم نشاط إشعاعي يزيد عن النشاط الإشعاعي لليورانيوم بنحو 1.000.000 مرة ، ولم يتسنى لمدام كوري عزل عنصر الراديوم بشكل نقي إلا عام 1910 . استحق الزوجين كوري جائزة نوبل في الفيزياء بالمشاركة مع بيكريل عام 1903 لدورهما في النشاط الإشعاعي .

مصدر الراديوم
يوجد الراديوم في خامات اليورانيوم بنسبة لا تزيد عن جزء إلى 3.000.000 جزء من اليورانيوم ، وتتطلب عملية استخلاصه جهداً مضنياً ، وتستخرج خاماته من أوروبا وأفريقيا وشمال كندا .

يوجد الراديوم في خاماته على شكل كلوريد وبروميد وكربونات الراديوم ، وهو مشع بشكله الحر أو على شكل مركبات .

سلاسل النشاط الإشعاعي Radioactive Series
جميع العناصر المشعة تنتمي إلى واحدة من ثلاث سلاسل تسمى كل واحدة منها سلسلة النشاط الإشعاعي ، تبدأ السلسلة الأولى بنظير اليورانيوم (238) ، والثانية بنظير اليورانيوم (235) ، بينما تبدأ الثالثة بنظير الثوريوم (232) ، وتوضح هذه السلاسل مراحل تحلل العنصر المشع.

الشكل الآتي يوضح سلسلة تحلل اليورانيوم (238) إلى رصاص (206) :




العدد الكتلي

سرعة التحلل الإشعاعي Rate of Radioactive Decay
تتحلل أنوية العناصر غير المستقرة بسرعات مختلفة ، فبعضها يحتاج لملايين السنين لكي يتحلل ، والبعض الآخر بحاجة لثوان لفعل ذلك.

تسمى الفترة الزمنية اللازمة لتحويل كتلة معينة من العنصر غير المستقر إلى نصف تلك الكتلة بعمر النصف
(half life )
ويرمز لها بالرمز ( t1/2 ) .
ولكل نظير غير مستقر عمر نصف محدد خاص به ، فعلى سبيل المثال يبلغ عمر النصف للبزموث (214) (20) دقيقة
(
t 1/2 = 20 mi ) ، وهذا يعني أنه لو بدأنا بـ (10) غرام من البزموث ، سيبقى (5) غرام منه بعد مرور (20) دقيقة ، ونحتاج لـ (20) دقيقة أخرى لتحويل الـ (5) غرام من البزموث إلى (2.5) غرام ... وهكذا .


ولملاحظة سرعة كل خطوة والدقائق والأشعة التي تنتج من كل خطوة من خطوات سلسلة النشاط الإشعاعي ، انظر للمخطط التالي :



<TABLE id=table43 border=0 cellSpacing=1 width="50%">

<TR>
<td width="100%">
</TD></TR></TABLE>


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://gemstones.ahlamontada.com
 
الكيمياء العامه (كيميا النواه)
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
حراج بيع المعادن النادرة :: الفئه السادسه :: علوم وتقنيات-
انتقل الى: