"البزموت".. معدن غريب يطير بين المغناطيسات
تاريخ النشر: 25th, March 2024 GMT
البزموت عنصر غير عادي لا نصادفه كثيرا في الحياة اليومية. لكن هذا المعدن الجميل البرونزي اللون، والذي يوجد بالقرب من أسفل الجدول الدوري، يظهر بعض الخصائص الاستثنائية.
يعد الرفع المغناطيسي - قدرة البزموت على الطفو على ما يبدو بين مغناطيسين - من أكثر الخصائص إثارة للاهتمام. إن التنافر بين البزموت والمغناطيس قوي جدًا لدرجة أنه يتسبب في تحليق المعدن.
وفقًا لإريك ريزل، وهو كيميائي متخصص في المواد المغناطيسية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، فإن الإجابة تتعلق بنوع المغناطيسية التي يعرضها البزموت. كل مادة لها خواص مغناطيسية، يتم تحديدها من خلال خاصية كمومية لللف الإلكتروني للعنصر.
ولكن، لا يمكن لهذا اللف إلا أن يشير في اتجاهين - لأعلى أو لأسفل - ومجموع كل اللفوف في المادة يحدد نوع المغناطيسية الذي سيظهره العنصر بالضبط.
وقال ريزل لموقع Live Science: "معظم الناس على دراية بالمواد ferromaγnetic (المغناطيسات الدائمة) مثل الحديد، حيث تكون جميع اللفوف متوازية مع بعضها البعض، ولكن هناك أيضًا مواد anti-ferromagnetic (معادية للحديدية) حيث تكون اللفوف متجهة في اتجاهين متعاكسين بالنسبة لبعضها البعض".
ومع ذلك، هناك أيضًا زوجان آخران من الفئات المغناطيسية: diamagnetism (الdiamagnetic) و paramagnetism (البارamamagnetic).
وقال: "في المواد البارامغناطيسية، عندما تطبق مجالًا مغناطيسيًا، فإن اللفوف في تلك المادة ستتماشى مع المجال بما يتناسب مع قوتها. أما المواد الـdiamagnetic فتطبق قوة في الاتجاه المعاكس للمجال، ما يؤدي إلى صدها".
يعتبر البزموت مثالًا على مادة diamagnetic، ومع ذلك فهذا ليس السلوك الذي نتوقعه من التكوين الإلكتروني للعنصر.
يعتمد نوع المغناطيسية الذي تظهره المادة على ترتيب الإلكترونات واللفوف المقابلة لها. تدور الإلكترونات حول النواة في طبقات محددة تسمى قشرًا، والتي تنقسم إلى مستويات أخرى تسمى المدارات s و d و p و f.
عادةً، تحتوي المواد الـ diamagnetic على بنية قشرة مغلقة. وهذا يعني أن مجموعة معينة من المدارات ممتلئة تمامًا وقد أُجبرت الإلكترونات على الاقتران، حيث يشير أحدهما لأعلى والآخر لأسفل - مما يلغي اللفوف بشكل أساسي. وعلى العكس ، عادةً ما تحتوي المواد البارامغناطيسية على مدارات مليئة جزئيًا، ما يعني أن الإلكترونات غير مقترنة ويمكن أن تتماشى لفوفها في نفس الاتجاه.
يقع البزموت في المجموعة 15 من الجدول الدوري. المدارات s و d و f ممتلئة جميعًا ، لكن مدارات p تحتوي على ثلاثة إلكترونات من أصل ستة إلكترونات ممكنة.
لذلك يحتوي البزموت على مدارات مليئة جزئيًا وينبغي أن يتصرف كمادة بارامغناطيسية. ومع ذلك، فإن موقعه في الصف السادس من الجدول الدوري يعني أن البزموت يمتلك أيضًا بعض خصائص غير عادية للذرات الثقيلة.
وقال إيرا مارتينياك ، وهو أيضًا كيميائي متخصص في المواد المغناطيسية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "العناصر الكيميائية الموجودة بعد كتلة f في الجدول الدوري لها إلكتروناتها الخارجية التي تدور حول النواة بسرعات تمثل كسورًا كبيرة من سرعة الضوء.
يجعل التأثير النسبي المباشر مدارات 6s و 6p تنكمش وتستقر بالقرب من النواة ، ما يؤدي إلى خصائص فيزيائية وكيميائية شاذة".
المصدر: صدى البلد
كلمات دلالية: الجدول الدوری
إقرأ أيضاً:
اكتشاف علمي يثير الدهشة.. سلوك غريب من حيتان الأوركا تجاه صغار القرش الأبيض
في مشهد نادر صدم علماء الأحياء البحرية، وثق فريق بحثي للمرة الأولى سلوكا جديدا لدى حيتان الأوركا، إذ شوهدت وهي تصطاد مجموعة من أسماك القرش الأبيض اليافعة في خليج كاليفورنيا، وتقلبها على ظهورها لتلتهم أكبادها الغنية بالطاقة، في ظاهرة تشير إلى تغير محتمل في النظم البيئية البحرية وسلوكيات التغذية لدى الحيتان القاتلة.
تحول في استراتيجية الصيدكانت الدراسات السابقة تشير إلى أن حيتان الأوركا تهاجم عادة أسماك القرش الأبيض البالغة في سواحل جنوب إفريقيا، وغالباً ما تكفي سمكة واحدة لإطعام مجموعة كاملة من الحيتان.
لكن الملاحظات الجديدة كشفت عن استهداف متكرر لصغار القرش، ما أثار تساؤلات حول أسباب هذا التغيير.
وذكرت صحيفة الإندبندنت البريطانية أن باحثين رصدوا مجموعة تعرف باسم موكتيزوما تتبع أسلوبا خاصا في الصيد، إذ تقوم الحيتان بقلب صغار القرش على ظهورها، ما يدخلها في حالة من «الشلل التوتري» تجعلها عاجزة تماماً عن الحركة، ثم تُستخرج أكبادها وتُقتسم بين أفراد المجموعة.
الذكاء والتعلم الاجتماعي عند الأوركاعالم الأحياء البحرية إيريك هيغيرا ريفاس، مؤلف الدراسة المنشورة في دورية فرونتيرز إن مارين ساينس، أوضح أن هذا السلوك يعكس ذكاء الأوركا الفطري وقدرتها على التعلم الجماعي.
وقال: «تتمتع هذه الحيتان بتفكير استراتيجي وقدرة على توارث طرق الصيد من جيل إلى آخر، ما يجعلها من أكثر الكائنات ذكاءً في المحيط».
وأضاف الباحث أن ارتفاع درجات حرارة مياه خليج كاليفورنيا، نتيجة للتغير المناخي، قد يكون غير مناطق تجمع صغار القرش الأبيض، ما جعلها فريسة سهلة لهذه المجموعة من الحيتان.
مشاهد موثقة لصيد محكمالتقرير العلمي وصف عمليتي صيد وُثقتا عامي 2020 و2022، حيث تعاونت خمس حيتان أوركا في مطاردة قرش أبيض يافع، ودفعه إلى السطح ثم قلبه قبل التهامه.
وأكد الباحثون أن الحيتان تمكنت من إخضاع فريستها بمهارة تامة، واستخرجت كبدها قبل ترك الجثة تطفو.
نتائج وتداعيات بيئيةالدراسة كشفت أيضاً أن الأوركا قد تصطاد أسماك القرش الأبيض بوتيرة أعلى مما كان يعتقد سابقاً، مما يثير القلق بشأن تأثير ذلك على توازن السلسلة الغذائية في المحيط.
كما حذر العلماء من أن ظواهر مناخية مثل «إل نينيو» ساهمت في تغيير أنماط تجمع أسماك القرش، ما جعل الأجيال اليافعة أكثر عرضة للهجوم.
واختتم الباحثون دراستهم بالتأكيد على أهمية مراقبة تحركات صغار القرش الأبيض في ظل ارتفاع درجات حرارة المحيطات، مشيرين إلى أن «كل جيل جديد من اليافعين قد يصبح هدفا موسميا سهلا لحيتان الأوركا، ما لم تتخذ إجراءات لحماية توازن النظام البيئي البحري».
وفد النقابة العامة للعاملين بالنيابات والمحاكم يلتقي وزير الشئون القانونية البحريني