الكيمياء النووية من أحد أهم فروع علم الكيمياء و أيضاً العلوم الخديثة فاتجاه العالم الآن الى الطاقة النووية يعطي للكيمياء النووية مزيداً من الأهمية و من المعروف أن التفاعل النووي يحدث بطريقتين إما أن تكون بانقسام النواة أو باندماج نواتين مع بعضهما و كلا الطريقتين تنتج طاقة هائلة جداً
و لكن طريقة انقسام النواة تنتج طاقة أكبر من الطريقة الثانية إن معنى التفاعل النووي ببساطة : هو تحول جزء صغير من المادة الى طاقة هائلة جدا فلو حولنا 7 جرامات من اليورانيوم الى طاقة لاستطاعت هذه الطاقة أن تسير أكبر ناقلة نفط في العالم حول سبع مرات , كما أن تحول جرام واحد من أي عنصر الى طاقة لعادلت هذا الطاقة ما ينتجه حرق 1000 كليو جرام من الفحم من طاقة و لذلك لا عجب أن تستخدم الصواريخ المنطلقة الى الفضاء الوقود النووي .
يهتم الكيميائيون كثيراً بالتفاعلات الكيمائيه Chemical reactions و التي تشمل في الغالب انتقال الإلكترونات من مادة لأخرى او من عنصر اخر و يولون اهتماما أقل بالتفاعلات النووية Nuclear reactionsو التي تشارك فيها الذرة نواتها في التفاعل
إلأ أن الآونه الاخيرة شهدت اهتماماً أكبر من قبلهم بالتفاعلات النووية نظراً لاستخدامها في كثير من المجالات كاستخدام الطاقة الهائلة الناتجة عن التفاعلات النووية في توليد الطاقة الكهربائية , و في تسيير الغواصات و السفن و المركبات الفضائية
و استخدام العناصر المشعة في و خصوصاً في علاج مرض السرطان , و استخدام النظائر المشعة في تقدير أعمار الصخور و الاحافير , و استخدامها أيضاً في تحديد آلية التفاعلات الكيميائية , و غيرها الكثير من المجالات .
و على الرغم من تلك الاستخدامات الرائعة للتفاعلات النووية إلا أن لها وجها اخر اسود يسيء به دائما لسمعة التفاعلات النووية و هي بالتاكيد الاسلحة النووية و التي ضحيتها الآف الضحايا في هيروشما و ناغاراكي ولا يزال للآن يعاني أهلها من ذك
تعال معي الآن لنتعرف على كيفية حدوث التفاعل النووي , و مصدر الطاقة الهائل فيه وكيف يمكن استغلالها في الوجهين السلمي و العسكري و غيرها من الموضوعات .
التفاعل النووي Nuclear reaction تعودنا في دروس الكيمياء أن نتعامل مع التفاعل الكيميائي , ولكن ماذا عن التفاعل النووي و بماذا يختلغ عن التفاعل الكيميائي ؟
التفاعل الكيميائي : هو اعادة ترتيب للذرات دون المساس بصفاتها , و يتضمن تكسير روابط كيميائية و تكوين اخرى جديد و كما يتضمن التفاعل الكيميائي في الغالب انتقال الكترونات بين المواد المتفاعله دون أن يحدث تغير على النواة و دون أن تتكون ذرات جديد .
لاحظ ذلك من خلال تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء : لاحظ أن التفاعل السابق لم ينتج عناصر جديده
فعنصري الاكسجين والهيدروجين الموجودين على يسار التفاعل بقيا موجودين على يمين التفاعل و لكن الاختلاف بين المتفاعلات و النواتج هو تكسر الرابطة بين ذرتي الهيدروجين و تكسر الرابطة بين ذرتي الاكسجين و تكونت روابط جديده بين ذرات الهيدروجين والاكجسين و يتضمن التفاعل الكيميائي طاقة قليلة .
اما التفاعل النووي فيتضمن تغيرا في نواة الذرة و ينتج عنه تكون عناصر جديده كما تنتج عنه كمية عالية جداً من الطاقة .
لاحظ ذلك من خلال التفاعل النووي التالي:
لاحظ أن التفاعل السابق قد تضمن تحول الراديوم (Ra ) الى عنصر جديد وهو الرادون (Rn) و ظهر مع النواتج عنصر ثان وهو الهيليوم (H)
النظائر isotopes
تختلف العناصر فيما بينهما في العدد الذري ( عدد البروتونات ) إلا أن هنالك عناصر تتشابه في العدد الذري و تختلف فيما بينهما في العدد الكتلي و تعرف هذه بالنظائر .
و تعني كلمة نظير ( المكان نفسه ) أي أن لها نفس المكان في الجدول الدوري , إذ أنها لا تختلف فيما بينها في العدد الذري .
و عادةً ما يتم التعبير عن النظائر بدلالة كتلتها الذرية لأن أعدادها الذرية ثابته.
مثال 1 :
للهيدروجين ( العدد الذري للهيدرزجين = 1) ثلاثة نظائر مشهورة تشترك جميعها في احتوائها على نفس العدد من البروتونات (العدد الذري ) و تختلف فيما بينهما في عدد النيوترونات (العدد الكتلي ) يسمى كل نظير نسية إلى عدده الكتلي :
- يسمى النظير الأول للهيدروجين ( هيدروجين -1 )
- يسمى النظير الثاني للهيروجين ( هيدروجين -2) أو الديوتيريوم
- يسمى النظير الثالث للهيدروجين ( هيدروجين -3) او التريتيوم .
و لكن طريقة انقسام النواة تنتج طاقة أكبر من الطريقة الثانية إن معنى التفاعل النووي ببساطة : هو تحول جزء صغير من المادة الى طاقة هائلة جدا فلو حولنا 7 جرامات من اليورانيوم الى طاقة لاستطاعت هذه الطاقة أن تسير أكبر ناقلة نفط في العالم حول سبع مرات , كما أن تحول جرام واحد من أي عنصر الى طاقة لعادلت هذا الطاقة ما ينتجه حرق 1000 كليو جرام من الفحم من طاقة و لذلك لا عجب أن تستخدم الصواريخ المنطلقة الى الفضاء الوقود النووي .
يهتم الكيميائيون كثيراً بالتفاعلات الكيمائيه Chemical reactions و التي تشمل في الغالب انتقال الإلكترونات من مادة لأخرى او من عنصر اخر و يولون اهتماما أقل بالتفاعلات النووية Nuclear reactionsو التي تشارك فيها الذرة نواتها في التفاعل
إلأ أن الآونه الاخيرة شهدت اهتماماً أكبر من قبلهم بالتفاعلات النووية نظراً لاستخدامها في كثير من المجالات كاستخدام الطاقة الهائلة الناتجة عن التفاعلات النووية في توليد الطاقة الكهربائية , و في تسيير الغواصات و السفن و المركبات الفضائية
و استخدام العناصر المشعة في و خصوصاً في علاج مرض السرطان , و استخدام النظائر المشعة في تقدير أعمار الصخور و الاحافير , و استخدامها أيضاً في تحديد آلية التفاعلات الكيميائية , و غيرها الكثير من المجالات .
و على الرغم من تلك الاستخدامات الرائعة للتفاعلات النووية إلا أن لها وجها اخر اسود يسيء به دائما لسمعة التفاعلات النووية و هي بالتاكيد الاسلحة النووية و التي ضحيتها الآف الضحايا في هيروشما و ناغاراكي ولا يزال للآن يعاني أهلها من ذك
تعال معي الآن لنتعرف على كيفية حدوث التفاعل النووي , و مصدر الطاقة الهائل فيه وكيف يمكن استغلالها في الوجهين السلمي و العسكري و غيرها من الموضوعات .
التفاعل النووي Nuclear reaction تعودنا في دروس الكيمياء أن نتعامل مع التفاعل الكيميائي , ولكن ماذا عن التفاعل النووي و بماذا يختلغ عن التفاعل الكيميائي ؟
التفاعل الكيميائي : هو اعادة ترتيب للذرات دون المساس بصفاتها , و يتضمن تكسير روابط كيميائية و تكوين اخرى جديد و كما يتضمن التفاعل الكيميائي في الغالب انتقال الكترونات بين المواد المتفاعله دون أن يحدث تغير على النواة و دون أن تتكون ذرات جديد .
لاحظ ذلك من خلال تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء : لاحظ أن التفاعل السابق لم ينتج عناصر جديده
فعنصري الاكسجين والهيدروجين الموجودين على يسار التفاعل بقيا موجودين على يمين التفاعل و لكن الاختلاف بين المتفاعلات و النواتج هو تكسر الرابطة بين ذرتي الهيدروجين و تكسر الرابطة بين ذرتي الاكسجين و تكونت روابط جديده بين ذرات الهيدروجين والاكجسين و يتضمن التفاعل الكيميائي طاقة قليلة .
اما التفاعل النووي فيتضمن تغيرا في نواة الذرة و ينتج عنه تكون عناصر جديده كما تنتج عنه كمية عالية جداً من الطاقة .
لاحظ ذلك من خلال التفاعل النووي التالي:
لاحظ أن التفاعل السابق قد تضمن تحول الراديوم (Ra ) الى عنصر جديد وهو الرادون (Rn) و ظهر مع النواتج عنصر ثان وهو الهيليوم (H)
النظائر isotopes
تختلف العناصر فيما بينهما في العدد الذري ( عدد البروتونات ) إلا أن هنالك عناصر تتشابه في العدد الذري و تختلف فيما بينهما في العدد الكتلي و تعرف هذه بالنظائر .
و تعني كلمة نظير ( المكان نفسه ) أي أن لها نفس المكان في الجدول الدوري , إذ أنها لا تختلف فيما بينها في العدد الذري .
و عادةً ما يتم التعبير عن النظائر بدلالة كتلتها الذرية لأن أعدادها الذرية ثابته.
مثال 1 :
للهيدروجين ( العدد الذري للهيدرزجين = 1) ثلاثة نظائر مشهورة تشترك جميعها في احتوائها على نفس العدد من البروتونات (العدد الذري ) و تختلف فيما بينهما في عدد النيوترونات (العدد الكتلي ) يسمى كل نظير نسية إلى عدده الكتلي :
- يسمى النظير الأول للهيدروجين ( هيدروجين -1 )
- يسمى النظير الثاني للهيروجين ( هيدروجين -2) أو الديوتيريوم
- يسمى النظير الثالث للهيدروجين ( هيدروجين -3) او التريتيوم .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق