הטבלה המחזורית תעבור בקרוב שינוי מהפכני

האיחוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית החליט שינוי במשקלם האטומי של עשרה יסודות נפוצים – במקום מספר אחד יהיו ערכים שונים בתנאים שונים

לראשונה בהיסטוריה, יתבצעו שינויים במשקלם האטומי של חלק מהיסודות המנויים בטבלה המחזורית של היסודות הכימיים, הטבלה המוכרת המוצגת על קירותיהם של חדרי-לימוד לכימיה ועל הכריכות של ספרי כימיה בכל רחבי העולם.

בטבלה החדשה, המופיעה בהודעה שפורסמה החודש, יופיעו המשקלים האטומיים של עשרה יסודות – מימן, ליתיום, בור, פחמן, חנקן, חמצן, סיליקון, גופרית, כלור ותליום – בתבנית חדשה אשר תשקף באופן מדויק יותר את הופעתם של היסודות בטבע.

“מזה למעלה ממאה וחמישים שנים רבים למדו להשתמש במשקלים האטומיים הרגילים – ערכים בודדים – המצויים בכריכה הפנימית של ספרים ללימוד כימיה וע”ג הטבלה המחזורית של היסודות. עם התקדמות הטכנולוגיה גילינו שהמספרים המופיעים בטבלה אינם כה סטטיים כפי שחשבנו בעבר,” אומר ד”ר Michael Wieser, פרופסור באוניברסיטת קלגרי, קנדה, אשר משמש גם כמזכיר של הוועדה על תפוצת איזוטופים ומשקלים אטומיים באיחוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC). ארגון זה מפקח על ההערכה והפצת המידע אודות ערכי המשקלים האטומיים.

שיטות אנליטיות מתקדמות מסוגלות למדוד את המשקל האטומי של רבים מהיסודות באופן מדויק, וסטיות קטנות אלו במשקל האטומי של היסודות חשובות במחקר ובתעשייה. לדוגמא, מדידות מדויקות של תפוצת האיזוטופים של פחמן תוכלנה לשמש בקביעת רמת הניקיון והמקור של מזון, כגון וניל ודבש. מדידות איזוטופיות של חנקן, כלור ויסודות אחרים משמשות למעקב אחר מזהמים בנחלים ובמי-תהום. בבדיקות של סמים בספורט, הורמונים משפרי-ביצועים, כגון טסטוסטרון, ניתנים לזיהוי בגוף האדם מאחר והמשקל האטומי של טסטוסטרון טבעי באדם מעט גבוה יותר מזה הסינתטי.

המשקלים האטומיים של עשרה יסודות אלו יבוטאו מעתה ואילך כמרווחים בעלי גבול עליון וגבול תחתון, דבר המשקף ביתר דיוק את הסטיות הקטנות הללו במשקל האטומי. השינויים הללו פורסמו בהודעה רשמית של הארגון.

לדוגמא, מקובל כי לאטום הגופרית יש משקל אטומי של 32.065. אולם, משקלו האטומי המעשי עשוי להיות כל משקל בין הערך 32.059 לבין הערך 32.076, בהתאם למקור הימצאותו של היסוד. “במילים אחרות, ידיעת המשקל האטומי המדוייק תוכל לשמש לפענוח המקורות וההיסטוריה של יסוד מסוים בטבע,” אומר החוקר.

יסודות בעלי איזוטופ יציב יחיד אינם מפגינים סטיות במשקלים האטומיים שלהם. לדוגמא, המשקלים האטומיים הרגילים של פלואור, אלומיניום, נתרן וזהב הינם קבועים, והערכים שלהם ידועים בדיוק של יותר משש ספרות לאחר הנקודה העשרונית.

“למרות ששינוי זה מספק יתרונות רבים בהבנת הכימיה, ניתן לדמיין את האתגר העומד כעת בפניהם של מורים וסטודנטים שיצטרכו לבחור ערך יחיד מתוך רשימת ערכים בבואם לבצע חישוביי כימייה,” אומר אחד מהשותפים לוועדה. “אנו מקוויים כי כימאים ומורים לכימיה יתייחסו לאתגר זה כהזדמנות ייחודית לעידוד העניין של תלמידים צעירים בכימיה ולייצר התלהבות עבור העתיד היצירתי של הכימיה.”

אוניברסיטת קלגרי תרמה, וממשיכה לתרום רבות במחקר של סטיות במשקל האטומי. פרופסור H. Roy Krouse ייסד את המעבדה לאיזוטופים יציבים במחלקה לפיסיקה ולאסטרונומיה בשנת 1971. מחקר קודם שלו ביסס את הטווח הטבעי הנרחב של משקלם האטומי של יסודות חשובים, ביניהם פחמן וגופרית. כיום, חוקרים באוניברסיטה בתחומי הפיסיקה, מדעי-הסביבה, הכימיה והגיאולוגיה משתמשים בסטיות של ערכי המשקלים האטומיים בכדי להתחקות אחר המקורות של מטאוריטים, בכדי לקבוע את המקורות למזהמים המצויים באוויר ובמים, ובכדי לחקור את מסלולו של הגז פחמן דו-חמצני בתווך גיאולוגי. שינוי משמעותי זה בהצגה של המשקלים האטומים מבוסס על עבודה שנערכה בין השנים 2010-1985 אשר מומנה ע”י IUPAC, אוניברסיטת קלגרי וחברים ומוסדות אחרים המיוצגים בוועדה.

נקבע כי שנת 2011 תהיה שנת הכימיה הבינלאומית, ובה יוצגו השינויים בטבלת המשקלים האטומיים של היסודות, כחלק מהפעילויות המוקדשות לשנה זו.

הידיעה הרשמית מהארגון

עוד בנושא באתר הידען:

• רגע האמת הגיע – האם השבוע נתבשר על פיזיקה חדשה?
• מוצאם של היסודות הכבדים – בהתמזגות כוכבי ניוטרון
• ‫בקיעים בטבלה המחזורית / אריק שרי‬
• הגרעין ואנחנו – שאלות ותשובות בעקבות ההסכם עם איראן
• לחץ גבוה מייצר גבישי בור טהורים