ترجمه و تألیف: حمید وثیق زاده انصاری
منبع:راسخون
منبع:راسخون
در دماى بالا و تحت فشار بسیار زیاد، مولکول‌هاى نمک به شیوه‌هاى غیر منتظره‌اى تغیر ساختار مى‌دهند.
توضیح تصویر: نمک مى‌تواند تحت فشار زیاد و در دماى بسیار بالا، ساختارهاى غیر معمولى تشکیل دهد. در این تصویر نقاط بنفش رنگ نمایانگر اتم‌هاى سدیم و نقاط سبز رنگ نمایانگر اتم‌هاى کلر مى‌باشند. منطقه‌ى آبى رنگ نیز نمایانگر ابرهاى الکترونى است.
آه نمک، ما تصور مى‌کردیم تو از قوانین تبعیت کنى. حالا ما در مى‌یابیم که تو گاهى اوقات قوانین را به صورت چشم گیرى زیر پا مى‌گذارى. در واقع، دانشمندان اخیراً از این کشف، که نتیجه‌ی آن منحرف کردن قوانین شیمى است، پرده برداری کرده‌اند.
آرتم اوگانوف به اخبار علمى این‌گونه گفت: "این کشف، بخش تازه‌اى در علم شیمى به حساب مى‌آید". آرتم اوگانوف یک شیمی دان در دانشگاه استونى بروک واقع در نیو‌یورک مى‌باشد که، در حالى که بر روى نمک در حال تحقیق و مطالعه بود متوجه شد که برخى از قوانین شیمى، انعطاف پذیر است. تیم او این کشف را در مجله علم در تاریخ ٢٠ ماه دسامبر منتشر کردند.
اصولاً ساختار مولکولى نمک طعام، منظم و شسته رفته است. مولکول‌هاى نمک شامل اتم‌هاى دو عنصر مى‌باشد: سدیم و کلر. این اتم‌ها خودشان را به صورت مکعب‌هاى منظمى، مرتب مى‌کنند که در آن هر اتم سدیم یک پیوند شیمیایى با یک اتم کلر ایجاد مى‌کند. دانشمندان تصور مى‌کردند که این ساختار، یک قانون بنیادى بوده است؛ یک قانون بنیادى به این معنا است که هیچ استثنایى در آن وجود ندارد.
اما دانشمندان اکنون متوجه شدند که این قانون منتظر نقض شدن بوده است. تیم اوگنوف شیوه‌اى را کشف کردند که ساختار اتمى را با استفاده از لیزر و الماس باز سازى کنند.
نمک را ما بین دو قطعه الماس قرار داده و آن را تحت فشار قرار دادند. سپس با استفاده از پرتو نور لیزر متمرکز و بسیار قوى، نمک را مورد هدف قرار دادند تا دماى آن را به شدت بالا ببرند. تحت این شرایط، اتم‌هاى نمک به شیوه‌هاى دیگرى تشکیل ساختار دادند. به صورت ناگهانى، یک اتم سدیم، ممکن است با سه اتم کلر، یا با هفت اتم کلر، پیوند برقرار کند. یا دو اتم سدیم ممکن است با سه اتم کلر با هم پیوند برقرار کنند. این پیوندهاى عجیب، ساختار مولکولى نمک را تغییر مىدهد. حالا اتم‌ها مى‌توانند به اشکال هشت ضلعى در بیایند که تا به حال در ساختار نمک طعام مشاهده نشده است. آن‌ها با این کار، حتى قوانین شیمى، راجع به چگونگى شکل‌گیرى مولکول‌ها، توسط اتم‌ها که در کلاس‌هاى شیمى یاد گرفته بودند را تغییر دادند.
اگانوف مى‌گوید این دما و فشار بالا که توسط تیم او بر نمک وارد شده بود، نمونه‌ی بسیار کوچک‌تر از شرایطى است که در عمق سیارات و ستاره‌ها وجود دارد. در نتیجه، نتایج بسیار غیر منتظره و عجیبى که در این آزمایش به صورت ناگهانى بروز کرد، احتمالاً اتفاقى است که به صورت روزمره در دنیا در حال اتفاق افتادن است.
دانشمندان مدت‌ها به این موضوع که اتم‌ها در دماى بالا و تحت فشار بسیار زیاد مى‌توانند قوانین عمومى شیمى در مورد چگونگى پیوند اتم‌ها را نقض کنند، مشکوک بودند. براى مثال در مورد نمک، اتم‌هاى سدیم یک الکترون (کوچک‌ترین ذره با بار منفى) را با اتم هاى کلر به اشتراک مى‌گذارند. این به این دلیل است که سدیم و کلر هر دو به صورت یون هستند یا به زبان دیگر اتم‌هایى هستند که یا الکترون اضافى دارند و یا کم بود الکترون دارند. سدیم یک الکترون اضافى دارد و این، آن چیزى است که کلر به آن نیاز دارد. این به اشتراک گذاشتن الکترون چیزى است که شیمی‌دان‌ها به آن پیوند یونى مى‌گویند.
در گذشته دانشمندان پیش بینى مى‌کردند که این اشتراک الکترونى در دماى بالا و تحت فشار بسیار زیاد، کمى شل خواهد شد. الکترون‌ها به جاى ثابت ماندن در مدار یک اتم، ممکن است از اتمى به اتم دیگر بروند که شیمی‌دانان به این پیوند، پیوند فلزى مى‌گویند. این همان اتفاقى است که در این آزمایش رخ داد. این پیوند فلزى به اتم‌هاى سدیم و کلر این اجازه را مىدهد که به شیوه‌ى جدیدى الکترون به اشتراک بگذارند. اتم‌هاى کلر و سدیم دیگر به صورت یک به یک با یک دیگر در ارتباط نیستند.
با این وجود که دانشمندان انتظار داشتند که پیوندها مى‌توانند تغییر کنند، آن‌ها مطمئن نبودند. جوردى ایبانز به اخبار علمى این گونه گفت: تحقیقات جدید نشان مىدهد که پیوند هاى شیمیایى عجیب و غریب مى‌توانند وجود داشته باشند، حتى بر روى زمین. جوردى ایبانز یک فیزیک‌دان در انستیتوى علوم زمینى ژومه آلمرا، واقع در بارسلون مى‌باشد که در این تحقیقات اخیر سهیم نبوده است.
ایگونه گرگوریانز به اخبار علمى این گونه مى‌گوید: زمانى که نمک به دما و فشار پایین باز گردد، این پیوندهاى جدید، ناپدید مى‌شوند. ایگونه گرگوریانز یک فیزیک دان در دانشگاه ادینبورگ اسکاتلند مى‌باشد، او نیز در این تحقیقات سهیم نبوده است. او مى‌گوید با این وجود که این کشفیات وجود دارند، بیشتر تحت تأثیر قرار مى‌گرفتم اگر این پیوندهاى فلزى در نمک طعام، تحت شرایط آسان‌ترى به دست مى‌آمد.
در اصل نظر او این است که اگر نمک مى‌توانست این پیوندهاى عجیب و غریب را در شرایط معتدل‌ترى حفظ کند، این کشف واقعاً یک کشف بسیار منحصر به فرد و خاص تلقى مى‌شد.
آه نمک، ما تصور مى‌کردیم تو از قوانین تبعیت کنى. حالا ما در مى‌یابیم که تو گاهى اوقات قوانین را به صورت چشم گیرى زیر پا مى‌گذارى. در واقع، دانشمندان اخیراً از این کشف، که نتیجه‌ی آن منحرف کردن قوانین شیمى است، پرده برداری کرده‌اند.
آرتم اوگانوف به اخبار علمى این‌گونه گفت: "این کشف، بخش تازه‌اى در علم شیمى به حساب مى‌آید". آرتم اوگانوف یک شیمی دان در دانشگاه استونى بروک واقع در نیو‌یورک مى‌باشد که، در حالى که بر روى نمک در حال تحقیق و مطالعه بود متوجه شد که برخى از قوانین شیمى، انعطاف پذیر است. تیم او این کشف را در مجله علم در تاریخ ٢٠ ماه دسامبر منتشر کردند.
اصولاً ساختار مولکولى نمک طعام، منظم و شسته رفته است. مولکول‌هاى نمک شامل اتم‌هاى دو عنصر مى‌باشد: سدیم و کلر. این اتم‌ها خودشان را به صورت مکعب‌هاى منظمى، مرتب مى‌کنند که در آن هر اتم سدیم یک پیوند شیمیایى با یک اتم کلر ایجاد مى‌کند. دانشمندان تصور مى‌کردند که این ساختار، یک قانون بنیادى بوده است؛ یک قانون بنیادى به این معنا است که هیچ استثنایى در آن وجود ندارد.
اما دانشمندان اکنون متوجه شدند که این قانون منتظر نقض شدن بوده است. تیم اوگنوف شیوه‌اى را کشف کردند که ساختار اتمى را با استفاده از لیزر و الماس باز سازى کنند.
نمک را ما بین دو قطعه الماس قرار داده و آن را تحت فشار قرار دادند. سپس با استفاده از پرتو نور لیزر متمرکز و بسیار قوى، نمک را مورد هدف قرار دادند تا دماى آن را به شدت بالا ببرند. تحت این شرایط، اتم‌هاى نمک به شیوه‌هاى دیگرى تشکیل ساختار دادند. به صورت ناگهانى، یک اتم سدیم، ممکن است با سه اتم کلر، یا با هفت اتم کلر، پیوند برقرار کند. یا دو اتم سدیم ممکن است با سه اتم کلر با هم پیوند برقرار کنند. این پیوندهاى عجیب، ساختار مولکولى نمک را تغییر مىدهد. حالا اتم‌ها مى‌توانند به اشکال هشت ضلعى در بیایند که تا به حال در ساختار نمک طعام مشاهده نشده است. آن‌ها با این کار، حتى قوانین شیمى، راجع به چگونگى شکل‌گیرى مولکول‌ها، توسط اتم‌ها که در کلاس‌هاى شیمى یاد گرفته بودند را تغییر دادند.
اگانوف مى‌گوید این دما و فشار بالا که توسط تیم او بر نمک وارد شده بود، نمونه‌ی بسیار کوچک‌تر از شرایطى است که در عمق سیارات و ستاره‌ها وجود دارد. در نتیجه، نتایج بسیار غیر منتظره و عجیبى که در این آزمایش به صورت ناگهانى بروز کرد، احتمالاً اتفاقى است که به صورت روزمره در دنیا در حال اتفاق افتادن است.
دانشمندان مدت‌ها به این موضوع که اتم‌ها در دماى بالا و تحت فشار بسیار زیاد مى‌توانند قوانین عمومى شیمى در مورد چگونگى پیوند اتم‌ها را نقض کنند، مشکوک بودند. براى مثال در مورد نمک، اتم‌هاى سدیم یک الکترون (کوچک‌ترین ذره با بار منفى) را با اتم هاى کلر به اشتراک مى‌گذارند. این به این دلیل است که سدیم و کلر هر دو به صورت یون هستند یا به زبان دیگر اتم‌هایى هستند که یا الکترون اضافى دارند و یا کم بود الکترون دارند. سدیم یک الکترون اضافى دارد و این، آن چیزى است که کلر به آن نیاز دارد. این به اشتراک گذاشتن الکترون چیزى است که شیمی‌دان‌ها به آن پیوند یونى مى‌گویند.
در گذشته دانشمندان پیش بینى مى‌کردند که این اشتراک الکترونى در دماى بالا و تحت فشار بسیار زیاد، کمى شل خواهد شد. الکترون‌ها به جاى ثابت ماندن در مدار یک اتم، ممکن است از اتمى به اتم دیگر بروند که شیمی‌دانان به این پیوند، پیوند فلزى مى‌گویند. این همان اتفاقى است که در این آزمایش رخ داد. این پیوند فلزى به اتم‌هاى سدیم و کلر این اجازه را مىدهد که به شیوه‌ى جدیدى الکترون به اشتراک بگذارند. اتم‌هاى کلر و سدیم دیگر به صورت یک به یک با یک دیگر در ارتباط نیستند.
با این وجود که دانشمندان انتظار داشتند که پیوندها مى‌توانند تغییر کنند، آن‌ها مطمئن نبودند. جوردى ایبانز به اخبار علمى این گونه گفت: تحقیقات جدید نشان مىدهد که پیوند هاى شیمیایى عجیب و غریب مى‌توانند وجود داشته باشند، حتى بر روى زمین. جوردى ایبانز یک فیزیک‌دان در انستیتوى علوم زمینى ژومه آلمرا، واقع در بارسلون مى‌باشد که در این تحقیقات اخیر سهیم نبوده است.
ایگونه گرگوریانز به اخبار علمى این گونه مى‌گوید: زمانى که نمک به دما و فشار پایین باز گردد، این پیوندهاى جدید، ناپدید مى‌شوند. ایگونه گرگوریانز یک فیزیک دان در دانشگاه ادینبورگ اسکاتلند مى‌باشد، او نیز در این تحقیقات سهیم نبوده است. او مى‌گوید با این وجود که این کشفیات وجود دارند، بیشتر تحت تأثیر قرار مى‌گرفتم اگر این پیوندهاى فلزى در نمک طعام، تحت شرایط آسان‌ترى به دست مى‌آمد.
در اصل نظر او این است که اگر نمک مى‌توانست این پیوندهاى عجیب و غریب را در شرایط معتدل‌ترى حفظ کند، این کشف واقعاً یک کشف بسیار منحصر به فرد و خاص تلقى مى‌شد.
/ج