مكونات الكون ٤ كيف وزنت الذرة الجدول الدوري

لو ربنا كرمك وسبتك بقى من حوار العلم ومن الحلقات بتاعتي وفتحت سوبر ماركت وجبت فيه بضاعة فول حاجة هتعملها انك هترتب البضاعة دى الشوكولاتات لوحدها والمشروبات لوحدها والبقوليات لوحدها عشان تسهل على الزباين الوصول للمنتج اللي هم عايزينه. والا هتبقى مأساة اثناء عملية التسوق. نفس الفكرة حصلت مع بداية الثورة العلمية واكتشاف العناصر اللي بيتكون منها العالم بتاعنا كان لازم ان العناصر دي تترتب بحيث ان العناصر اللي شبهبعض تكون موجودة مع بعض. العناصر النشطة مع بعض. والخاملة مع بعض. اللي بتوصل كهربا واللي ما بتوصلش واللي بتوصل حرارة واللي مابتوصلش وده طبعا عشان يسهل على الكميائين شغلهم ويديهم اكتر من خيار وهم بيختاروا العناصر. يقدر ان هو يقوم بنفس الوظيفة. بس عشان اقسم العناصر لازم الاقي خاصية مميزة اقدر اقسمهم بناء عليها لكن للاسف انا كان عندي شوية مشاكل صغيرة قد كده. وهو اني ما اعرفش عن العناصر دي اصلا اي حاجة. بلس اني ما اعرفهاش كلها. ده غير اني لسه مش متأكد اصلا من وجود حاجة اسمها الذرة. ومن الاخر كده احنا كنا ملط يا بسيوني. فكيف لناس ملط يا بسيوني? في خلال مية سنة يقدروا يعملوا تقسيمة بمجرد ما تبصلها تقدر تعرف كل صفات العنصر اللي هو اساسا احتمال ما يكونش موجود وانت لسة هتكتشفه. سلام عليكم. وقفنا الحلقة اللي فاتت لما رازرفورد اكتشف ان الذرة جواها نواة صغيرة بتتركز فيها كتلة الذرة وشحنتها الموجبة والنواة دي بيدور حواليها الكترونات سالبة وبتعادل شحنتها ومن ملاحظة رازرفورد للعناصر مشعة. كان دايما عنده شك ان النواة دي مش حتة واحدة كده على بعضها. دي مجموعة من الحتت متجمعة ومكونة النواة. وقلت لك ان رازر فورد ما قدرش يحسم الشكل ده بشكل نهائي الا بعد ما العناصر اتوزنت. وعلى الرغم من عملية وزن مرحلة سبقت بكتير جدا رزفورد الا انها كانت تخص الكيميا اكتر من الفيزياء عشان كده سبتها وعملت لها حلقة لوحدها بس هنضطر في الحلقة دي نرجع مع بعض في الزمن قبل حتى بداية سلسلتنا. تحديدا في منتصف القرن ال ١٨. الموضوع بدأ لما الكيميائيين لاحظوا ان الكون بتاعنا بيتكون من مقادير والمقادير دي هي العناصر. والعنصر بالنسبة لهم كان المادة اللي ما فيش اي وسيلة كيميائية. اقدر اقلل بها من وزنه. المية مثلا لو جيت عملت لها تحليل كهربي انها اتفصلت لاكسجين وهيدروجين واللي وزن كل واحد فيهم اقل من المية اللي هم بيكونوها لكن الهيدروجين والاكسجين اللي طالعين دول لو قعدت اعمل لهم تحليل كهربي من هنا للسنة الجاية وزنهم مش هينقص لان دول وحدات اساسية هم اللي بيكونوا المركبات. وبالتالى اطلقوا على الوحدات الاساسية دول العناصر. طبعا العلماء كانوا كل يوم بيكتشفوا عناصر جديدة. واللى كان فيه منهم عناصر بتشبه بعضها في الخواص بتاعتها. فكان لازم نرتب العناصر دي ونحط العناصر اللي شبه بعضها مع بعضها. عشان يعني لو اشتغل على عنصر وما لقيتهوش ما اتزنقش فيه. واقدر اشوف عنصر تاني غيره بيقوم بنفس وظايفه والفكرة دي يعني ما هياش فكرة عبقرية. دي بتحصل في اي سوبر ماركت. هتلاقي مثلا ان كل الشوكولاتات موجودة مع بعضها. عشان يعني لو حد عايز الجالاكسي وما لقاش جلاكسي ياخد الكابوري. ما لقاش الكابوري ياخد الكيندر. وبالتالي الدنيا تبقى سهلة وماتبقاش ضيقة. اول واحد جه وفكر ان هو يقسم العناصر. كان الكيميائي الفرنسي انطوان لافوازى في القرن ١٨. لافوازي قسم العناصر لمعادن او ميتالز ومش معادن او نون ميتالز وقسم سماه الموايع المرنة. وقال ان المعادن هي المواد الصلبة اللي بتلمع وبتتشكل زي الدهب مثلا. والمش معادن هي المواد اللي ما بتلمعش وما بتتشكلش زي الكربون. والموايع المرنة زي الضوء والحرارة والاكسجين اللي هو اكتشفه. وطبعا الكلام ده مش مظبوط لان الضوء والحرارة ما هماش عناصر اصلا. بخلاف ان الصوديوم والرصاص اتحطوا في نفس الكاتيجوري انهم معادن. على رغم ان الخواص بتاعتهم كانت مختلفة تماما. ده غير ان فيه عناصر تانية وقفنا قصادها وما بقناش عارفين نصنفها. هي معادن ولا مش معادن ولا موائع مرنة وبالتالي كانت التقسيمة دي مش ناجحة قوي. وطبعا تصنيف الشوكولاتة كان اسهل بكثير من تصنيف العناصر. لان في النهاية عارف انها شيكولاتة او كاكاو مسكر باللبن ومكتوب عليها انها شيكولاتة. لكن العناصر ده انا لسه مكتشفها جديد. وما عرفش عنها اي حاجة. انا هبقى محتاج اجيب العنصر ادرس خواصه الكيميائية والفيزيائية. واقارنه ببقية العناصر. واشوف هو شبه مين? واحطه معه. او الاسهل علي ان انا اعرف الخاصية اللي بتخلي العناصر اصلا شبه بعض. وزي موجود الكاكاو بيعرفني ان دي شيكولاتة. اشوف حاجة اللي موجودة في العنصر وبتخلي العناصر شبه بعض. بحيث اني اول ما اشوف الخاصية دي اقدر اعرف صفات العنصر ده ايه? وبيشبه مين? واقدر احطه مع مين? بس في اي تفاعل لافوازى لاحظ ان الكتلة مش بتختفي او بتظهر من عدم. كتلة المواد اللي بتدخل في التفاعل بتساوي نفس الكتلة اللي بتخرج منه. على سبيل المثال لو جيت دوبت كيلو سكر في كيلو مية وداب فيه. فالناتج مش هيكون كيلو مية بسكر. ده كيلو زائد كيلو هيطلع اتنين كيلو وما فيش جرام واحد هيختفي. نفس الفكرة لو جبت قطعة خشب وحرقتها واتفحمت واتحولت لكربون وجيت اوزنها بعد كده ولقيت ان وزنها نقص. فالنقص في الوزن ده مش وزن اختفى. ده وزن الغازات اللي طلعت من عملية الاحتراق. اللي هم اول وثاني اكسيد الكربون وبخار المية. وبالتالي ما فيش وزن بيختفي او بيروح للعدم. ودي كانت اول ملاحظة مهمة في الموضوع بتاعنا. سنة ١٧٧٩. جه العالم الفرنسي جوزيف لويس بروست. ولاحظ ان نسب اوزان العناصر اللي بتدخل في تركيب مركب معين دي نسب ثابتة وما بتتغيرش. ايا كان مصدر المركب ده. على سبيل المثال هات المية ايا كان مصدرها حنفية نهر بحر واعمل لها تحليل كهربي هتلاقي ان نسبة وزن الاكسجين فيها للهيدروجين دي نسبة ثابتة وما بتتغيرش. تحديدا تسع وزن المية هيكون هيدروجين والتمن اتساع الباقيين هيكونوا اكسجين. والنسبة دي دايما ثابتة وما بتتغيرش. في نفس الفترة جه العالم جون دالتون وايد كلام بروست. بس اضاف له ملاحظة تانية لا تقل عنها في الاهمية. ان لو في عنصر معين بيرتبط بعنصر تاني. فالنسبة اللي بيرتبط بها العنصر ده بتكون نسبة ثابتة او بمضاعفات. النسبة دي. على سبيل المثال. الاكسجين اللي بيرتبط ب ١٢ جرام كربون ممكن يبقى ١٦ جرام او ضعف الرقم ده. يعني ٣٢ جرام. لكن من المستحيل يكون ١٠ جرام مثلا او ٢٠. يا ١٦ يا ضعف ١٦. وطبعا انت عارف ان الاكسجين بيرتبط بالكربون بذرة واحدة عشان يكون اول اكسيد الكربون او بذرتين عشان يكون ثاني اكسيد الكربون. لكن مش بيرتبط بذرة ونص او بذرة وربع. لكن دالتون في الفترة دي ما كانش يعرف اللي انت تعرفه. ما كانش يعرف ان فيه حاجة اسمها ذرة اساسا. هو كان بيجيب اتناشر جرام كربون ويحرقهم فيتحولوا لغاز. ياخد الغاز ده يوزنه مرة يلاقي ان وزنه بقى ٢٨ جرام. بما يعني انه اتفاعل مع ١٦ جرام اكسجين. ومرة تانية ياخده يلاقي ان وزنه بقى٤٤ جرام. بما يعني انه اتفاعل مع ٣٢ جرام اكسجين. ونفس الكلام كان بيحصل مع اكاسيد النيتروجين. الاكسجين اللي كان بيرتبط ب ١٤ نيتروجين كان ممكن يبقى ١٦ جرام او ٣٢ جرام او٤٨ جرام. لكن مش ممكن اي حاجة في النص. وده لان النيتروجين برضو ممكن يرتبط بذرة او ذرتين او تلات ذرات اكسجين. لكن دالتون برضوا ما كانش يعرف المعلومة دي. والموضوع بالنسبة له ما كانش اكتر من ملاحظات بيلاحظها على الوزن. مرة يشوف ان العنصر ارتبط بالتاني بوزنه او بمضاعفات الوزن دا. فدالتون قال يا جماعة الكلام دا ما لوش غير معنى واحد. ان العنصر بيتكون من وحدات وزنها ثابت اسمها الذرات. والذرات ما بتتقسمش او بتتكسر لحتت اصغر. عشان كده العنصر يا اما بيرتبط بوزنه او مضاعفات الوزن ده. وبدأ دالتون يقتنع بفكرة الذرة اللي ما بتتقسمش. وحط النظرية الزرية الحديثة سنة ١٨٠٥. اللي بدأنا بها اول حلقة من السلسلة بتاعتنا. بس دالتون قال ما دام الذرة لها وزن سابت ومحدد. طب ما نحاول نعرف وزن ذرة كل عنصر هتكون قد ايه? طبعا لو قلت لك ان كيلو التفاح في خمس تفاحات فانت تقدر تتوقع ان وزن التفاحة الواحدة ٢٠٠ جرام. بس دا التون ما كنش يعرف الكيلو من اي مادة فيه كم ذرة عشان يقدر يحسب وزن الذرة الواحدة. ففكر فى طريقة اسهل لحساب الوزن وهو انه يوزن الذرات ببعضها. على سبيل المثال. لو قلت لك ان وزن التفاحة الواحدة قد خمس ليمونات. والبطيخة قد عشر تفاحات. فانت كدا عارف ان وزن البطيخة الواحدة قد وزن خمسين ليمونة. طب لو جيت وقلت لك ان وزن قرع العسل قد بطيختين. فانت كدا عرفت ان وزن قرع العسل قد ١٠٠ ليمونة. انت بقى لا تعرف الوزن الفعلي للتفاح ولا للبطيخ ولا حتى الليمون. انت قارنت كل حاجة بوزن الليمون لان هو اصغر حاجة موجودة معك. واعتبرت ان الليمون ده هو وحدة القياس بتاعتك. تمام? تمام. اهو هو ده اللي عمله دالتون بالظبط. قال لك ناخد اخف وزن عنصر بيطلع معنا. وننسب باقي وزن العناصر له. طب ايه هو اخف عنصر يا عم دالتون? قال لك الهيدروجين. احنا بقى هننسب وزن كل حاجة للهيدروجين. جاب المية عمل لها تحليل كهربي بعد كده قسم وزن الاكسجين على الهيدروجين اللي طالع له. لقى ان وزن الاكسجين قد الهيدروجين سبع مرات. فقال كده الوزن الذري للاكسجين بسبعة والهيدروجين بواحد. يبقى الوزن الجزيئي للمية بتمانية. بس طبعا الكلام ده كان غلط. لان الاكسجين فعليا قد الهيدروجين ١٦ مرة. بس دالتون كان معتقد ان نسبة الاكسجين للهيدروجين في المية واحد لواحد. او يعني ذرة اكسجين واحدة مرتبطة بذرة هيدروجين واحدة. وما كنش يعرف ان في المية ذرة الاكسجين بتكون مرتبطة بزرتين هيدروجين. ويبقى كده المفروض ان وزن الاكسجين اللي طالع له قد وزن اتنين هيدروجين مش قد ذرة واحدة. يعني وزن الاكسجين اللي طالع معه سبع مرات قد وزن الاتنين هيدروجين. يعني اربعتاشر مرة قد الهيدروجين. لكن برضو عشان كان فيه خطأ في القياسات بتاعة دالتون. فحتى لو كان عارف ان فيه ذرتين هيدروجين بيرتبطوا بذرة اكسجين. فالنتيجة كانت هتطلع ب ١٤ مش ب ١٦. دالتون نسب اوزان عناصر كتير للهيدروجين. الا ان اوزانهم كلهم كانت غلط. لان ما بني على باطل فهو باطل. لكن برغم كدا العالم ويليام براوت اخد بال من ملاحظة مهمة في الاوزان بتاعة دالتون. براوت لاحظ ان كل اوزان العناصر اللي طالعة مع دالتون عبارة عن مضاعفات صحيحة لوزن الهيدروجين من غير كسور. يعني الاكسجين كان قد الهيدروجين بسبع مرات مش بسبعة ونص. والفسفور كان قد الهيدروجين بتسع مرات مش بتسعة وربع. واوزان العشرين عنصر اللي كانوا معروفين وقتها. كانوا عبارة عن مضاعفات صحيحة لوزن الهيدروجين من غير كسور. وبالتالي براوت قال ان الهيدروجين عبارة عن الوحدة البنائية اللي بيتكون منها كل العناصر. يعني عنصر من عناصر الكون عبارة عن عدد مختلف من ذرات الهيدروجين ومتحدين مع بعض. والفرضية دي اتسمت بفرضية براوت وخليك فاكرها كويس لان هنحتاجها في الحلقة الجاية. في الفترة دي وهم شغالين العالم جاى لوساك لاحظ ان ضغط اي غاز بيتناسب بصورة عكسية مع حجمه بمعنى ان لو قللت حجم الغاز ضغطه هيزيد. ولو زودت الحجم الضغط هيقل. والكلام ده معناه ان حاصل ضرب ضغط الغاز في حجمه بيديني دايما قيمة ثابتة. وبالتالي قال ان كل الغازات عند ضغط ودرجة حرارة سابتين حجمهم بيساوي قيمة ثابتة بمعنى تاني ان حجمهم بيكون متساوي. ولنفترض مثلا ان الاكسجين عند خمسة وعشرين درجة و واحد بار كان حجمه لتر. فثاني اكسيد الكربون عند نفس الظروف حجمه برضو هيطلع بيساوي لتر. والنيتروجين في نفس الظروف هيساوي لتر. وكل الغازات اللي خلقها ربنا لو اتحطت في نفس الظروف حجمها هيساوي لتر. ودا خلى العالم لورينزو رومانو اميدو كارلو وافوجادرو يفترض ان الاحجام المتساوية من الغازات المختلفة عند نفس قيمة الضغط ودرجة الحرارة بتحتوي نفس العدد من الذرات. ايوة. طب يعني ايه الكلام ده يعني احنا يا سيدي لما لقينا ان كل الغازات عند نفس قيمة الضغط ودرجة الحرارة حجمهم بيكون متساوي. ده راجع لان عدد ذراتهم في الظروف اللي زي دي بيكون متساوي. يعني لو لقيت غازين مختلفين درجة حرارتهم واحدة وضغطهم واحد وحجمهم واحد. فده معناه ان الغازين دول بيحتووا على نفس العدد من الذرات. جاى لوساك رجع لاحظ ملاحظة تانية. اشد من الاولى ان العناصر مش بتتفاعل بنسب وزنية ثابتة بس زي ما قال دالتون. دي لو كانت غازات فهي كمان بتتفاعل بنسب احجام ثابتة. هات اي ماية موجودة على سطح الكوكب وحللها تحليل كهربي لاكسجين وهيدروجين. وشوف نسبة حجم الهيدروجين للاكسجين في نفس الظروف من الضغط ودرجة الحرارة هتلاقي انها اتنين لواحد. واي مركب تاني غير الماية هتلاقي انه بيخضع لنفس القاعدة. نسب احجام العناصر اللي داخلة في تركيبه بتكون سابتة. بشرط انهم يكونوا في الحالة الغازية وفي نفس الظروف من الضغط ودرجة الحرارة. طب الكلام دا كله بقى بيؤدي لايه هاقول لك ان افوجادو قال ان الاحجام المتساوية من الغازات المختلفة فيها نفس عدد الذرات. والماية فيها حجم الهيدروجين ضعف حجم الاكسجين يعني عدد زرات الهيدروجين ضعف عدد زرات الاكسجين. ونفس الكلام ده بيحصل مع حمض الهيدروكلوريك. لو عملت له تحليل كهربي هتلاقي ان حجم غاز الهيدروجين قد حجم غاز الكلور. يعني عدد زرات الهيدروجين عند عدد ذرات الكلور اللي داخلين في تركيب حمض الهيدروكلوريك. ومن اللحظة دي بقى العناصر بدأت تتوزن بشكل دقيق. لان خلاص عرفت ذرات العناصر اللي داخلة في تكوين المركب وبالتالي مش هقع في نفس الخطأ اللي وقع فيه دالتون وهو بيحلل المية. لما كان فاكر ان عدد ذرات الهيدروجين هو نفسه عدد ذرات الاكسجين في جزيء المية. وبالفعل بدأوا من وقتها يعيدوا وزن العناصر بصورة ادق. في الفترة دي تحديدا العالم فولفجانج دوبيراينر كان بيحاول يعرف ايه هي الصفة اللي من خلالها اقدر اعرف خواص العنصر بالكامل. وبالتالي اقدر اقسم العناصر بناء عليها. دوبيراينر بدأ يحط العناصر اللي شبه بعض تحت بعض. ويحاول يعرف ايه الربط ما بينهم. لاحظ ان معظم العناصر اللي بيبقوا شبه بعض بيبقوا موجودين في ثلاثيات او تلات عناصر. وان لو رتب العناصر دي تصاعديا حسب الزيادة في وزنها الذري. فمتوسط مجموع وزن العنصر الاول ووزن العنصر التالت هيديني وزن العنصر التاني. لكن للاسف في الفترة دي ما كنش موجود غير تلاتين عنصر فقط. والقاعدة بتاعته ما مشتش غير مع تلات ثلاثيات او تسع عناصر. وباقى الثلاثين عنصر ما قدرش انه يجمعهم في ثلاثيات. الا انه كان شامم ان الوزن الذري له علاقة بطريقة ما او باخرى بتشابه العناصر. بس عايز اقول لك برضو ان لما حلوا مشكلة وزن العناصر ما حلوهاش لكل العناصر. لان مش كل العناصر موجودين في الحالة الغازية. ومش كل المركبات ينفع يتعمل لها تحليل كهربي. وبالتالي كان لازم وجود طرق مبتكرة عشان نقدر نوزن بها كل العناصر. ومن ضمن الطرق دي ملاحظة لاحظها العالميين بيير ديلونج واليكسيس بيتى. واللي استغلها العالمكانيزارو عشان يقدر يحسب بيها الاوزان الذرية. والملاحظة اللي لاحظها ديولنج وبيتى ان الوزن الذري للعناصر بيتناسب بشكل عكسي مع حرارتها النوعية. مبدئيا الحرارة النوعية هي كمية الحرارة اللازمة لرفع جرام واحد من المادة درجة واحدة. ودي خاصية مميزة للعنصر. وما فيش عنصرين موجودين لهم نفس الحرارة النوعية ديولونج وبيتى بقى لاحظوا ان الحرارة النوعية دي بتتناسب بشكل عكسي مع الوزن الذري. يعني الرصاص التقيل بيحتاج كمية حرارة قليلة عشان ارفع درجة حرارته درجة واحدة. والليثيوم الخفيف بيحتاج درجة كبيرة عشان ارفع درجة حرارته درجة واحدة. يعني كل ما زاد وزن العنصر قلت كمية الحرارة اللي محتاجها عشان ارفع درجة حرارته. وده معناه برضو ان حاصل ضرب الوزن الذري في الحرارة النوعية بيديني قيمة ثابتة دايما. كانيزارو بقى جه واستغل النقطة دي عشان يقدر يحسب بها الاوزان الذرية للعناصر. كان يجيب العنصر وينقيه ويقيس حرارته النوعية قد ايه? وهو عارف قيمة الثابت وبالتالي يقدر يستنتج الوزن الذري بتاع العنصر. وبرغم ان القانون ده بيكون دقيق تحت ظروف معينة وبشروط معينة الا ان كانيزارو باستخدام القانون ده قدر يحسب الاوزان الذرية للعناصر بصورة قريبة جدا من اوزانها الحقيقية. ومن ضمن الاوزان الذرية اللي حسبها كانيزارو كان الوزن الذري للكلور اللي اكتشف انه خمسة وتلاتين ونص مرة قد وزن ذرة الهيدروجين. والنص ده طبعا كان مشكلة لانه بينسف فرضية براوت اللي قال فيها ان الاوزان الذرية للعناصر مضاعفات ذرة الهيدروجين. وبالتالي كانيزارو قال ان كلام يراوت اللي هنحتاجه الحلقة الجاية مش مظبوط. كانيزارو جه وعرض اوزان العناصر في مؤتمر في كالسرواه ف المانيا سنة ١٨٦٠. المؤتمر ده اللي كان موجود فيه العالم ايميل بيجواييه ديشان كورتوا. دبشانكورتوا لقى عناصر كتير باوزانها الذرية قال لك ده كنز. اما جرب اعمل نفس اللي عمله دوبيراينر. قرر يرتب العناصر تصاعدي حسب اوزانها الذرية. لكن في نفس الوقت يحط العناصر اللي شبه بعض تحت بعض. لكنه حط الاولوية دايما في الترتيب للوزن الذري اللي كان شاكك فيه دوبيراينر ديشان كورتوا لاحظ ان بعد كل سبع عناصر الخواص بترجع تتكرر من جديد. بس عشان كان حاطط الاولوية للوزن الذري فما جتش كل العناصر اللي تحت بعض شبه بعض. الا انه هو كمان زي دوبيراينر كان مقتنع ان خواص العناصر بتتكرر بشكل دوري حسب اوزانها الذرية. وعمل دياجرام على شكل خيط حلزوني ملفوف حوالين اسطوانة. وكل لفة في الخيط ده فيها سبع عناصر مترتبين تصاعدي حسب اوزانهم الذرية. الا انه ما خدش شهرة كبيرة. لان شرح الفكرة بتاعته كان معقد. ولما نشر فكرته ما نشرهاش بالرسم التوضيحي. فما حدش عمل له حساب تاريخي. الا ان بعده بسنتين سنة١٨٦٥ جه العالم جون نيولاندس وعمل نفس اللي عمله ديشانكورتوا عمله بس حظ العناصر المرة دي جوة جدول. طبعا كان تم اكتشاف عناصر اكتر وده دعم فكرة ديشكانكورتوا بشكل اكبر. واكد ان الموضوع مش صدفة. وان العناصر لو اترتبت تصاعديا حسب اوزانها الذرية. فخواصها بتتكرر كل سبع عناصر. يعني العنصر الاول هيبقى شبه العنصر التامن في الخواص بتاعته. والعنصر التاني هيبقى شبه التاسع. والتالت هيبقى شبه العاشر. وهكذا. نيولاندس كان موسيقار قبل ما يكون كيميائي ولاحظ ان اللي بيحصل في الموسيقى هو نفسه اللي بيحصل مع العناصر السلم الموسيقي او الاوكتاف بيتكون من سبع حركات. والسبع حركات دول بيرجعوا يتكرروا من جديد لكن بتردد اعلى. فسمى القاعدة بتاعته بقاعدة الاوكتاف او السلم الموسيقي. بس نيولاندس كان اشطر من ديشانكورتوا بكتير في تسويق الفكرة بتاعته. وقدر انه يعرضها بشكل افضل عشان كده هو اللي اشتهر بيها. وطبعا المفروض يعني انت عارف ليه خواص العناصر بتتكرر كل سبع عناصر. وابتداء من العنصر التامن. لانك عارف برضو ان الكيميا هو العلم اللي بيهتم بدراسة الالكترونات. ازاي بتتنقل? وازاي بترتبط? وازاي الروابط ما بينها بتتكسر? هي دي الكيميا. والمفروض انك عارف برضو ان الالكترونات دي موجودة في مدارات. وكل مدار من المدارات دي بيتملى ب ٨ الكترونات. وبعد كده بيبدأ يتملى المدار اللي بعديه. انشط الالكترونات واللي تهمنا في الكيميا هي الالكترونات اللي موجودة في المدار الخارجي. هي دي اللي بتدي العنصر كل صفاته وخواصه الكيميائية. والعناصر اللي لها نفس عدد الالكترونات الموجودة في المدار الخارجي. هي دي اللي بتكون شبه بعضها. الصوديوم مثلا اللي فيه ١١ الكترون فيه الكترون واحد في مداره الخارجي. عشان كده بيكون شبه البوتاسيوم اللي فيه برضو الكترون واحد في مداره الخارجي لكنه بيزيد عن الصوديوم ب٨ الكترونات او بمدار كامل. عشان كده البوتاسيوم بييجي بعد الصوديوم ب ٨ عناصر وبيكرر نفس خواصه الكيميائية. لكن في وقت نيولاندس ما كانش لسه اكتشف الالكترون اساسا. الا ان نيولاندس لما رتب العناصر لقى ان صفاتها بتتكرر كل سبع عناصر بدون ما يعرف ليه. بس لحظة واحدة. انت عمال تقول ٨ الكترونات وهو عمال يقول ٧ عناصر. هم سبعة ولا تمانية ولا ايه بالظبط? اوبس. فقستنى. الفكرة ان رامسي اللي اتكلمنا عنه الحلقة اللي فاتت في الفترة دي ما كانش لسه اكتشف الغازات الخاملة. الغازات اللي بيتملى مدارها بالالكترون التامن. وبالتالي توقع ان الخواص بتتكرر كل سبع عناصر. وبالرغم ان الفكرة علميا سليمة. الا انه اكتشف ان الفكرة ما بتظبطش مع العناصر اللي وزنها الذري اكبر من الكالسيوم. هو برضو ما كانش يعرف ليه? بس المفروض انك عارف. عارف ان مش كل المدارات بتتملى ب ٨ الكترونات فيه اللي بيتملى بتمانية وفيه اللي بيتملى ب ١٨ وفيه اللي بيتملى باتنين وتلاتين. وبالتالي الخواص مش بتتكرر كل تمن عناصر بس. الا ان هو زي ما قلنا ما كانش يعرف الحاجات اللي انت شاطر وعارفها دي. سنة ١٨٦٩. جه العالم الروسي ديمترى مندليف. وقال قشطة انا موافق ان خواص العناصر بتتكرر بشكل دوري حسب اوزانها الذرية. لكن معلش يعني احنا كل يوم بنكتشف عنصر جديد. فمش معقول يعني كل ما نكتشف عنصر هنرجع نرتب من تاني. ده بخلاف ان العناصر اوزانها الذرية فيها كسور ومش بتقدر تتنبأ باوزانها الزرية. فقرر انه يرتب العناصر حسب اوزانها الذرية. لكن المرة دي الاولوية هتكون لخواص العنصر. مش لوزنه. على سبيل المثال الكوبلت اللي وزنه الزري تمانية وخمسين وتسعة اكبر من النيكل اللي وزنه الذري تمانية وخمسين وستة. والمفروض ان ترتيبه يكون بعده في الجدول الدوري. لكن مندليف لما شاف خواص الكوبلت. لقى انه المفروض يتحط قبل النيكل في الجدول. لانه شبه العناصر اللي في المجموعة دي اكتر. مندليف كمان لاحظ ان العنصر اللي بعد الكالسيوم مكانش شبه العناصر اللي موجودين في مجموعة الكالسيوم ولا شبه العناصر اللي موجودين في المجموعة اللي بعدها. فقرر يعمل له مجموعة لوحده ما بينهم ويحطه فيها. وعمل نفس الكلام مع الزنك ومع اي عنصر كان وزنه الذري بيبقى محصور ما بين مجموعتين. ومش بيشبه اي مجموعة فيهم. وقال ان بعد كده اكيد هنكتشف عناصر ينفع تتحط معاهم في المجموعات دي. ونتيجة لترتيب منديليف ده. ظهر له اماكن كتيرة فاضية في الجدول بتاعه. فتوقع ان دي اماكن لعناصر لسة ما تمش اكتشافها. على سبيل المثال كان موجود تحت الالومنيوم مكان لعنصر فاضي سماه مندليف الايكا المنيوم او العنصر تحت الالومنيوم. وتوقع ان العنصر ده لما هيتحد مع الكلور هيتحد مع تلات ذرات. ولما هيتحد مع الاكسجين ذرتين منه هيتحدوا مع تلات ذرات اكسجين. زي بالظبط ما الالومنيوم بيتصرف لانه موجود معه في نفس المجموعة. وبعدها بالفعل تم اكتشاف العنصر ده. ولقوا انه بنفس الخواص واتسمى بالجاليوم نفس الكلام حصل مع العنصر اللي تحت السيليكون. واللي ماندليف سماه الايكا سليكون. واللي فيما بعد اكتشفنا انه عنصرالجيرمانيوم وخد بالك احنا لحد هذه اللحظة ما نعرفش ايه هو الالكترون اساسا. ومع ذلك قدرنا نتوقع وجود عنصر لسه ما حدش اكتشفه وقدرنا كمان نتوقع الخواص بتاعته. جدول ماندليف صحيح كانت معظم العناصر فيه مترتبة على حسب الزيادة في الوزن الذري. الا ان الخواص ما كانتش بتتكرر بعد رقم ثابت من العناصر. وبالتالي ضرب قاعدة الاكتاف بتاعة جون نيولاندس. وبرغم نجاح جدول منديل الباهر. الا ان برضو كان عنده شوية مشاكل. اولا ما كانش عارف ليه خواص العناصر بتتكرر بشكل دوري حسب الزيادة في اوزانها الذرية. ثانيا ما كانش عارف ليه بعض العناصر ما كانتش بتتبع القاعدة دي. زي الكوبلت والنيكل. الا ان المشاكل دي كانت لا تقارن بالنجاحات بتاعة الجدول فما اثرتش على كفاءته. لكن بعد تلاتين سنة من اعلان مندليف لجدوله. تحديدا ١٨٩٧. جه عمنا جوزيف طومسون واكتشف الالكترون. زي ما عرفنا في الحلقة الاولى من السلسلة ودي كانت بداية المفكات الحقيقية اللي اتضربت في جدول مندليف بس خليني الاول قبل ما اقول لك ايه اللي حصل. ارجع معاك بالزمن لشوية تفاصيل من الحلقة الاولى عشان هتخدمنا في الحلقة بتاعتنا. طومسون لما طبق مجال مغناطيسي على اشعة الكاثود او الالكترونات وخلاها تنحرف قدر يحسب نسبة شحنة لكتلة الالكترون. لانه كان حاسب سرعة الالكترونات دي قبل كده. وقدر يحسب نصف قطر المدار اللي انحرفت فيه الالكترونات. وقدر انه يلاحظ ان النسبة دي اكبر من بتاعة ذرة الهيدروجين ب ١٨٠٠ مرة. وبالتالي استنتج ان كتلة الالكترون اصغر ب١٨٠٠ مرة من كتلة ذرة الهيدروجين. وطبعا مش محتاج اقول لك انك عشان تفهم اللي انا باقوله لازم ترجع للحلقة الاولى. لكن كل اللي انا عايز اقوله ان العلماء لقوا ان اللعبة دي حلوة واقدر اقارن بها كتلة اي عنصر بكتلة ذرة الهيدروجين عن طريق اني اجيب اي عنصر وأأينه واطير منه الكترون واخليه مشحون بشحنة موجبة واطبق عليه المجال المغناطيسي واشوف هينحرف على مسافة قد ايه. واقارن ساعتها كتلته بكتلة ذرة الهيدروجين زي ما عملت مع الالكترونات بالظبط. وطبعا كل ما كان العنصر اتقل كل ما انحرف على مسافة اطول. لان ساعتها المجال المغناطيسي بياخد وقت اطول عشان يحرفه عن مساره. لانه تقيل. وهي دى الفكرة اللي بعد كده طالب عند رازرفورد اسمه فرانسيس استون طورها وعمل منها جهاز الماس سبيكتروميتر واللي خد عليها نوبل في الكيميا سنة ١٩٢٢ المهم اننا بعد طومسون بقى معنا طريقة نموذجية عشان نقدر نقيسبها وزن العناصر. رازر فورد لما كان شغال مع سودي على العناصر المشعة. وطلعوا بنظرية التحلل الاشعاعي اللي اتكلمنا عنها الحلقة اللي فاتت. كان كل شوية عمال يظهر لهم عناصر جديدة زي انبعاثات الثوريوم والثوريوم اكس وبما ان عملية الوزن بقت عملية سهلة فاي عنصر جديد هيطلع سهل ان احنا نوزنه عادي. ما فيش مشكلة، بس للاسف وقتها عملية الوزن طلعت مشاكل مش مشكلة واحدة. رزرفورد وسودي اكتشفوا وجود ٤٠ عنصر اوزانهم الذرية تخليهم محصورين ما بيناليورانيوم والرصاص. على الرغم ان مندليف كان سايب ما بين اليورانيوم والرصاص اماكن لعشر عناصر فقط. ده غير انهم كانوا بيلاقوا عناصر اوزانها الذرية مختلفة لكن خواصها الكيميائية مش شبه بعض دى متطابقة. عناصر مستحيل تقدر تفرقهم او تفصلهم باي طريقة كيميائية. وكانهم عنصر واحد مش عنصرين. على سبيل المثال اليورانيوم٢٣٥ بيفقد جسيم الفا وبيتحول لعنصر وزنه الزري٢٣١ والاكتنيوم ٢٣٠ بيفقد جسيم بيتا وبيتحول لعنصر وزنه الزري ٢٣٠. الغريب بقى ان العنصرين اللي نتجوا من عمليتين التحلل دول واللي وزنهم ٢٣٠ و ٢٣١. ما كانش فيه اي طريقة كيميائية اقدر افصلهم بيها عن بعض. خواصهم الكيميائية متطابقة وكانهم عنصر واحد. سودي لاحظ كمان ان العنصر المشع اللي بيفقد جسيم الفا بعديه اتنين جسيم بيتا بيتحول لعنصر تاني متطابق بنسبة مية في المية مع العنصر الاول. وما فيش اي طريقة كيميائية تقدر انك تفصلهم بها عن بعض. وكأنهم بردو عنصر واحد. واحنا هنا مش بنتكلم عن تشابه في الخواص زي العناصر اللي موجودة في مجموعة واحدة العناصر اللي موجودة في مجموعة واحدة دي خواصهم متشابهة. لكن عندي طرق .كيميائية اقدر افصلهم بها عن بعض. ده غير انهم اينعم بيقوموا بنفس التفاعلات. لكن مش بيقوموا بنفس التفاعلات بنفس النشاط. لكن العناصر اللي احنا بنتكلم عنها هنا متطابقة في كل حاجة. في الخواص وفي النشاط. وما فيش اي طريقة اقدر افصلهم عن بعض. فسودي قال ان مندليف في الجدول بتاعه سبق الخواص بتاعة العنصر عن الوزن الذري. وما دام العناصر اللي معنا دي متطابقة في الخواص بالشكل ده. فاحنا نحط العناصر دي في نفس المكان في الجدول الدوري. وبقى المكان الواحد في الجدول الدوري مسموح له انه يشيل اكتر من عنصر. سودي سمى العناصر دي ايزوتوبس ودي كلمة يونانية معناها او في نفس المكان. وبالعربي احنا سميناهم النظاير. طبعا انت عارف حاليا ان النظاير دي مش عناصر مختلفة. ده هي هي نفس العنصر لكن بوزن مختلف. وعارف طبعا الفرق في الوزن ده جاي منين. لكن هو لسه قدامه تلاتين سنة كمان على ما يعرف السبب. بس كده فكرة ترتيب العناصر في الجدول الدوري حسب الوزن الذري. اصبحت فكرة في منتهى البلح. ومندليف وجدوله ما عدوش مستوعبين العناصر الجديدة اللي كل يوم بتكتشف. ورجعنا تاني لنقطة الصفر. ومحتاجين نعرف ايه هي الخاصية اللي بتخلي العناصر شبه بعض. عشان نقدر نقسم العناصر من جديد بناء عليها. لان فكرة تقسيم العناصر حسب الوزن الذري. ما عدتش خلاص الفكرة الناجحة. الا ان مندليف وجدوله ما كانش فاضل لهم غير ضربة قضية واحدة بس، اتوجهت لهم لما رازرفورد قال لطالب عنده اسمه هنري موزلي ابعد عن براج وما تشتغلش الشغل بتاعه فهنري مزلي اشتغل عكسه. عشان يطلع بالفكرة اللي قضى بها على هيمنة مندليف وجدوله. الفكرة اللي لولا الحرب العالمية الاولى اللي اتقتل فيها موزلي كان زمانه اصغر عالم يحصل على جايزة نوبل. بس مين براج ومين موزلي وايه هي الفكرة? هذا ما سنعرفه ولكن في الحلقة القادمة. انا عارف ان في اسئلة كتيرة اطرحت ابتداء من الحلقة الاولى ولسه لحد الان ما جاوبتهاش. لكن احنا خلاص من بداية السلسلة واحنا متفقين مع بعض اننا ماشيين بترتيب زمني ومنطقي. فده للاسف يعني بيحتم علي اني اقولها في وقتها. لكن كل اللي اقدر اوعدك به ان ما فيش سؤال واحد من الاسئلة اللي اتطرحت مش هنجاوب عليه. فيعني اتك على الصبر. واهم من ده كله طبعا انك ما تنساش تعمل لايك وشير وكومنت تشترك في القناة وتفعل اشارة الجرس عشان تعرف اول ما الحلقات الجديدة تنزل. سلام.