Neil Bartlett and the Reactive Noble Gases نيل بارتلت و گاز های نجيب فعال مترجم: فريبا ملک احمدی دبير شيمي. آموزش و پرورش استان اصفهان منبع: Canadian Society for Chemistry 23 May 2006 دانشمندان هميشه بر اين باور بوده اند که گاز های نجيب که با نام های بی اثر و کمياب نيز شناخته می شوند از نظر شيميايی قادر به انجام واکنش نيستند. هليم، نئون، آرگون، کريپتون، زنون و رادون که همگی در دمای اتاق گازند به عنوان تک اتمی در جدول تناوبی شناخته می شوند. بی اثر بودن آنها به عنوان يک باور اساسی در دنيای شيمی پذيرفته شده بود، در کتاب های شيمی منتشر می شد و در کلاس های درس آموزش داده می شد. ديدگاه عرفی دانشمندان اين بود که گاز های نجيب نمی توانند ترکيب شيميايی تشکيل دهند زيرا ساختار الکترونی آنها کاملا پايدار است . برای همه آنها به جز هليم، الکترون های لايه آخر هشت و برای هليم دو عدد می باشد. اين ترتيب الکترونی پايدار، باعث شده گاز های نجيب تمايلی به بدست آوردن يا از دست دادن الکترون نداشته باشند و اين مساله شيمی دان ها را به سمت تفکٌر بی اثری و کاملاً واکنش ناپذير بودن آنها هدايت کرد. تعداد کمی از شيمی دان ها بی اثری مطلق اين گاز ها را مورد سوال قرار می دادند. در اين ميان می توان به والتر کوسل ) Walter Kossel (در سال 1916 و لينوس پائولينگ[Linus Pauling] برنده جايزه نوبل در سال 1933 اشاره نمود. آنها پيشگويی کردند که اتم هايی با فعٌاليٌت شيميايی زياد مانند فلوئور ممکن است ترکيباتی با زنون(سنگين ترين عنصر گاز های بی اثر که الکترون هايش به محکمی گازهای سبکتر آن نيست ) تشکيل دهد. ترکيب اسرارآميز در سال1962 , بارتلت در دانشگاه بريتيش کلمبيای ونکوور کانادا (UBC) به تدريس شيمی اشتغال داشت. چند سال قبل از آن او در حالی که مشغول آزمايش با فلوئور و پلاتين بود به طور اتٌفاقی ترکيب جامد قرمز رنگی[قرمز پررنگ] تهيه نمود که به عنوان يک ترکيب شيميايی مبهم و اسرارآميز باقی ماند. او با همکاری يکی از دانشجويانش به نام درک لوهمن[Derek Lohmann] با جدٌيت به تشخيص ماده ی جامد قرمز رنگ همٌت گماشت. آنها بعد از تحقيقات زياد سرانجام اعلام کردند که ترکيب فلوئوريد گازی( پلاتونيم هگزا فلوئورايد PtF6) با اکسيژن ناخالص واکنش داده و ماده جامد قرمز رنگ را توليد کرده است. ماده ی جامدی که سرانجام بارتلت و لوهمن به صورت O2+PtF6- تشخيص دادند به راحتی از مخلوط کردن دو گاز بدست می آمد. آنچه که به طور غير معمول در اين ترکيب وجود داشت وجود اکسيژن با بار مثبت بود. زيرا اکسيژن معمولاً دارای بار منفی می باشد. اکسيژن به طور طبيعی الکترون را از اتم های ديگر جذب میکند از اين رو بعنوان عامل اکسيد کننده شناخته می شود. امٌا بارتلت معتقد بود که در اين مورد، ترکيب PtF6 عامل اکسيد کننده ی قويتری از اکسيژن است و میتواند الکترون را از اکسيژن کشيده و آن را به صورت مثبت درآورد. اگر چه ترکيب PtF6 چند سال قبل توسٌط محقٌقان آزمايشگاه ملٌی آرگون[Argonne National Lab] تهيه شده بود امٌا قدرت اکسيد کنندگی آن تا زمان تحقيق بارتلت شناخته نشده بود. اين توسعه ی علمی بود که بارتلت را به سوی اين تئوری سوق داد که " اگر PtF6 میتواند اکسيژن را اکسيد کند پس همچنين بايد قادر باشد که کار غير ممکن اکسيد کردن زنون را که انرزی پتانسيل مشابهی با اکسيژن دارد نيز انجام دهد." آزمايش ساده در ماه مارس1962 ، بارتلت برای آزمايش فرضيه خود، آزمايش ساده ای را طراحی کرد. او دستگاه شيشه ای را تنظيم نمود که )PtF6گاز قرمز رنگ( در يک طرف و گاز زنون)بی رنگ( در طرف ديگر قرار داشت و آن دو با يک مانع از هم جدا شده بودند. در اينجا قسمتی از خاطرات و تفکٌرات او را در مورد آزمايش دنباله دارش که به تنهايی در آزمايشگاه هدايت می کرد مرور می کنيم. "به دليل آنکه همکاران من در آن زمان(23 مارچ 1962 ) هنوز تجربه کافی برای کمک به من در شيشه گری، تهيه و خالص سازی PtF6 نداشتند من تا قبل از ساعت 7 بعد از ظهر جمعه آماده ی انجام آزمايش نبودم. امٌا وقتی سرانجام مانع بين PtF6 قرمز رنگ و گاز زنون بی رنگ را برداشتم بلافاصله واکنش انجام شد و رسوب زرد- نارنجی رنگی تشکيل شد. در آن موقع من سعی کردم کسی را پيدا کنم و يافته ی هيجان انگيز خود را به او نشان دهم امٌا همه برای صرف شام رفته بودند" (نيل بارتلت) واکنش در دمای اتاق در يک چشم به هم زدن اتٌفاق افتاد و به طور استثنايی هيجان انگيز بود. بارتلت مطمئن بود که ماده جامد زرد- نارنجی رنگ اوٌلين ترکيب گاز نوبل در جهان بود. امٌا متقاعد کردن ديگران کار مشکلی بود. روش غالب آن روز اين بود که هيچ دانشمندی نمی توانست يکی از اصول اساسی شيمی را نقض کند)مثلاً بی اثر بودن گاز نجيب( . ولی بارتلت با وجود ناباوری بعضی همکارانش اصرار داشت که ادعايش مستند است. شاهد همان ماده ی جديدی بود که ساخته بود. ماده ی جامد نارنجی رنگ نهايتاً به عنوان زنون هگزا فلوئورو پلاتينات( XePtF6 ) اوٌلين ترکيب گاز های نجيب تشخيص داده شد. در ماه های بعد شيميدان های ديگری به طور موفٌقيٌت آميز آزمايش را تکرار کردند. با اين که آشکارسازی جزئيات پيچيده شيميايی اين واکنش سال ها طول کشيد و فرمول ماده رنگی بعدها به صورت [XeF]+[PtF5]- تشخيص داده شد ولی اهمٌيت آزمايش به وضوح باقی ماند. به دنبال موفٌقيٌت بارتلت بقيه دانشمندان به زودی شروع به ساختن ترکيباتی از زنون و بعداً رادون و کريپتون کردند. با آزمايش ساده بارتلت قانون قديمی غير واکنش پذير بودن گازهای نجيب در هم شکست و زمينه جديدی از شيمی گازهای نجيب با احتمالات هيجان انگيزش آغاز شد. ابزار قدرتمند تجربه بارتلت درها را به روی فهم بهتر حالت اکسيداسيون اتم ها و واکنش های آنها باز کرد. امروزه شيمی گازهای نجيب به وسيله ای قدرتمند برای توسعه محصولات جديد با خواصٌ مفيد تبديل شده است.بارتلت می گويد:"جنبه ی مهمٌ کشف من اين بود که نظرها را به مفاهيم اساسی شيمی جلب کنم، به خصوص اينکه اختلاف در انرژی بر شيمی عناصر در جدول تناوبی مهم است. بارتلت تخمين می زند امروزه بيش از صد ترکيب گاز نوبل شناخته شده است و هر ساله تعداد بيشتری نيز کشف می شود. اين ترکيبات شکننده و پرانرژی هستند. آنها شديداً نا پايدارند و بنابراين فعٌاليٌت بالايی دارند. در سال 2002، محقٌقان دانشگاه هلسينٌکی در فنلاند(Helsinki) آرايش اوٌلين و تنها ترکيب شناخته شده آرگون ) در دمای خيلی پائين( را گزارش دادند. از 6 گاز نجيب شناخته شده فقط هليم و نئون تاکنون ترکيبی تشکيل نداده اند. ترکيبات گاز نجيب هم اکنون در زندگی روزانه ما اثر گذاشته اند. ترکيب XeF2 برای تبديل اوراسيل به 5– فلوئورو اوراسيل که يکی از اوٌلين عوامل ضدٌ تومور است به کار می رود. واکنش پذيری رادون به اين معناست که می تواند از هوا در معادن اورانيم يا معادن ديگر زدوده شود. ليزر اگزايمر از ترکيبات آرگون، کريپتون يا زنون برای تهيٌه پرتو نافدی از نور فرابنفش که در جرٌاحی چشم برای بهبود بينايی به کار می رود، استفاده می شود. ترکيبات گازهای نجيب حتٌی در آينده نقش بزرگ تری را خواهند داشت. اخيراً محقٌقان توانسته اند ترکيباتی از گازهای نجيب با هيدروکربن ها را بسازند، پيشرفتی که می تواند به سنتز مواد آلی بهتر و جديدتر منتهی شود. همچنين ترکيبات گازهای نجيب می تواند به عنوان عامل شيمی سبز در فراهم آوردن فرآيندهای ساخت محيط سبز ما را ياری کند. بارتلت معتقد است حتٌی ترکيبات شکننده ساخته شده در دانشگاه هلسينکی دارای فوايد شناخته نشده ای می باشند. ريشه تمامی اينها به لحظه ای برمی گردد که دانشمند زيرک و جوانی در آزمايشگاه شيمی دانشگاه UBC با کمک يک آزمايش به ياد ماندنی و با واژگون کردن يک دانش قراردادی برای هميشه چهره شيمی را عوض کرد. خلاصه زندگينامه نيل بارتلت ( Neil Bartlett)، کاشف اوٌلين ترکيب گاز نجيب نيل بارتلت در 15 سپتامبر 1932 در نيو کاسل ( Newcastle-upon-Tyne ) انگلستان متولد شد. يکی از اوٌلين خاطرات او تجربه آزمايشگاهی اش در سن دوازده سالگی در يکی از کلاس های مدرسه گرامر است. در اين آزمايش او محلول آمونياک در آب( بدون رنگ) را با محلول سولفات مس در آب( آبی رنگ) مخلوط کرد، اين مخلوط سبب تشکيل کريستال های بسيار زيبا و خوش فرم شد. بارتلت که مشتاق بود بداند چرا اين اتٌفاق افتاده است می گويد: "از آن لحظه من مصمٌم شدم بدانم که چرا اين فرآيند انجام شده است" . او خبر نداشت که آن واقعه پيش زمينه ای برای آزمايش مشهور او در دهه های بعد خواهد بود که در آن آزمايش او با انجام يک واکنش حيرت آور شيميايی اوٌلين ترکيب گاز نجيب را ساخت. او خود را در شيمی غوطه ور ساخت تا آنجا که آزمايشگاه خود را با فلاسک ها، بشرها و مواد شيميايی که از مغازه های محلٌی تهيٌه کرده بود در منزل پدر و مادرش بنا کرد. کنجکاوی او، او را به سمت موفٌقيت آکادميک و سپس گرفتن بورس برای تحصيلات دانشگاهی هدايت کرد. بارتلت موفٌق به دريافت ليسانس علوم در سال 1954 و دکتری در سال 1958 در کينگ کالج(King’s College ) در دورهام [ (U.K) Durham] انگلستان شد. سپس در آن سال به عنوان سخنران شيمی در دانشگاه بريتيش کلمبيا (UBC) کانادا برگزيده شد. و بعد از آن در آن دانشگاه مشغول فعٌاليت شد. نتيجتاً در سال 1966 به مقام پروفسوری (Full Professor) در اين دانشگاه رسيد. او همچنين در دانشگاه پرينستون (Princeton Univ) نيز به مقام پروفسوری شيمی رسيد و در همان حال يکی از محقٌقان آزمايشگاه های بل (Bell) بود. در سال 1969 او به دانشگاه برکلی کاليفرنيا(California, Berkeley) پيوست و در سال 1993 باز نشسته شد. از سال 99-1969 او در آزمايشگاه ملٌی لورنس برکلی [Lawrence Berkeley National Lab.] به عنوان دانشمند مشغول به کار بود و در سال 2000 شهروند آمريکا شد. شهرت بارتلت از تحقيق او بر روی گازهای بی اثر و زمينه عمومی شيمی فلوئور فراتر می رود. زمينه بسيار مورد علاقه او در پايدار کردن حالت های اکسيداسيون بالا و غير معمول عناصر و پياده کردن آنها در شيمی پيشرفته بود. بارتلت همچنين به خاطر کمک شايانش در فهم ترموديناميک، ساختار و پيوندهای واکنش های شيميايی شناخته می شود. او روش های سنتزی بديعی را توسعه داد که منجر به توليد ترکيبات ناپايدارتر ترموديناميکی مثل NiF3 و AgF3 می شود. او بسياری از محصولات جديد فلوئور را کشف کرد و خواصٌ آنها را معين نمود.همچنين بسياری از ترکيبات گرافيت فلزی شامل آنهايی که به عنوان موادٌ پيلی قدرتمند شناخته می شوند را توليد و فراهم نمود.
نوشته شده توسط فرشته علی بیک -نسرین رئوف در دوشنبه بیست و یکم اسفند 1385 ساعت 9:59 | لينک ثابت |
نگاهی به ششمین کنفرانس آموزش شیمی ایران – اهواز دیماه 85
ششمین کنفرانس آموزش شیمی ایران توسط سازمان آموزش و پرورش استان خوزستان با همکاری دانشگاه شهیدچمران به مدت سه روز از 26-28 دیماه در اهواز برگزار گردید. اهداف اصلی کنفرانس دستیابی به تازه های علم شیمی بررسی کتب درسی و نتایج اثرگذاری آن در ارتباط با دانش آموزان و تبادل تجربیات اساتید دانشگاه و دبیران شیمی مخصوصا دبیران شیمی خوزستانی در این همایش پی گیری شد.هم چنین بررسی روشهای مختلف آموزش شیمی گسترش فرهنگ و پژوهش در آموزش شیمی و ارتقای سطح دانش شیمی از دیگر اهداف کنفرانس شیمی بود 400 مقاله از سراسر کشور به دبیرخانه رسید که 142 تااز آن پذیرفته شد.البته از 1450 درخواست شرکت در سمینار 800 نفر از سراسر کشور برای این سمینار دعوت شده بودند.24 مقاله به صورت سخنرانی 10 مقاله در کارگاه و 108 مقاله بصورت پوستر ارائه شدند.قابل ذکراست که از استان اصفهان 70 نفر برای شرکت در کنفرانس پذیرفته شده بودند که از این تعداد 2 نفر مقاله برای سخنرانی 11 نفر برای ارائه پوستر و 1 نفرمقاله در کارگاه داشتند.بیشتر موضوعات آموزشی کتب درسی شیمی نانوتکنولوژی و مسائل متفرقه علمی شیمی در مقالات بررسی شده است.در بخش مقالات برتر سه مقاله از بخش سخنرانی ها سه مقاله از پوسترها و یک مقاله از بخش کارگاه انتخاب شدند.در روز اول برنامه افتتاحیه و سخنرانی مسئولان استانی و کشوری و معرفی اهداف سمینار و ارائه مقالات برگزیده توسط اساتیدآغاز گردید.هم چنین مولفان کتب شیمی به ارائه دیدگاههای خود در مورد کتابها پرداختند. در روزهای بعدی نیز کارگاههای آموزشی و آزمایشگاهی بصورت میزگرد برگزار شدو نمایشگاههایی در حاشیه محل اجلاس برپا گردید.در نهایت بازدیدهایی ازمراکز تاریخی و صنعتی مختلف استان خوزستان برای میهمانان پیش بینی شده بود. بازدیدها در بعدازظهر چهارشنبه 27/10/85 انجام گرفت که عبارت بودند از: بازدید از مشهدشهدا(شلمچه)و خرمشهر بازدید از آثار باستانی شوش و چغازنبیل و دانیال نبی(ع) بازدید از تاسیسات بندر امام و کشتیرانی بازدید از صنایع شیمیایی و نفتی اطراف اهواز
نوشته شده توسط فرشته علی بیک -نسرین رئوف در دوشنبه بیست و یکم اسفند 1385 ساعت 9:53 | لينک ثابت |
