دراسة: النسبية تغيّر توقعات الروابط الكيميائية لعنصر فائق الثقل

نتيجة غير متوقعة في الجدول الدوري

أفادت الجزيرة نت، استناداً إلى دراسة منشورة في دورية “نيتشر”، بأن تجربة على عنصر السيبورغيوم فائق الثقل أظهرت أن تأثيرات نظرية النسبية لأينشتاين قد تغيّر التوقعات المعتادة بشأن قوة الروابط الكيميائية داخل بعض مجموعات الجدول الدوري.

ويحمل السيبورغيوم الرقم الذري 106، ولا يوجد عملياً في الطبيعة، بل يُنتج داخل مسرعات الجسيمات بكميات بالغة الضآلة. وتشير الوقائع الواردة في المصدر إلى أن إنتاجه قد لا يتجاوز بضع ذرات يومياً، وأن ذراته قد تتحلل إشعاعياً في أقل من ثانية في بعض الحالات.

تجربة على 75 ذرة

بحسب الدراسة، تمكن باحثون من مركز أبحاث الأيونات الثقيلة “جي إس آي” ومنشأة “فاير” في ألمانيا من رصد 75 ذرة من السيبورغيوم، بهدف اختبار قدرتها على تكوين رابطة كيميائية مع جزيئات أول أكسيد الكربون.

بدأت التجارب بإنتاج ذرات السيبورغيوم داخل مسرع جسيمات، ثم تعريضها لغاز أول أكسيد الكربون لمعرفة ما إذا كانت كل ذرة ستتحد مع ستة جزيئات من الغاز لتكوين مركب يعرف باسم “سداسي كربونيل السيبورغيوم”.

وتتبّع الباحثون نواتج التفاعل عبر كاشفين؛ إذ إن المركب المطلوب يمكنه الوصول إلى الكاشف الثاني، بينما تترسب نواتج أخرى على الكاشف الأول. ومن بين 75 ذرة سيبورغيوم رُصدت، وصلت ثلاث ذرات إلى الكاشف الثاني في صورة المركب المستهدف.

مقارنة مع التنغستن

قارن الباحثون النتائج بعنصر التنغستن، ووجدوا أن المركب المماثل تكوّن لدى 17% من الذرات المرصودة في تجربة التنغستن. وبناء على ذلك، خلص العلماء إلى أن الرابطة المعنية في مركب السيبورغيوم أضعف بنحو أربعة كيلوجولات لكل مول من نظيرتها في مركب التنغستن.

وتُعد هذه النتيجة مخالفة للاتجاه المتوقع داخل المجموعة الكيميائية نفسها، حيث كان يُفترض أن تزداد قوة الرابطة عند الانتقال إلى العنصر الأثقل، وفق النمط المعتاد.

دور تأثيرات النسبية

وفقاً للباحثين، فسّرت الحسابات التي أخذت تأثيرات النسبية لأينشتاين في الاعتبار ضعف الرابطة في السيبورغيوم، بينما لم تنجح الحسابات التي تجاهلت هذه التأثيرات وتوقعت استمرار ازدياد قوة الرابطة.

وتشير الدراسة إلى أن العناصر الفائقة الثقل قد لا تتصرف دائماً كما يوحي موقعها في الجدول الدوري، لأن التأثيرات النسبية يمكن أن تغيّر حركة الإلكترونات وتوزيعها داخل الذرة، بما ينعكس على طريقة ارتباطها بعناصر أو جزيئات أخرى.

المصدر: الجزيرة نت