کاوشگر 22 !!!! 

 

حس کاوش

کاوشگر ۲۲

 

رادیو جوان
موج FM
ردیف 88.1 مگا هرتز
هر دوشنبه 22 تا 23:30
سردبیر: وحید نیکوقدم
تهیه‌کننده: فرهاد مجلسی
گوینده: شاهین شرافتی
صدابردار: عباس محمدخانی
نویسنده: وحید نیکوقدم، انوشه میرمجلسی، نسیم صباغان، ویدا بابالو
هماهنگی: حمیده قادری
ادیت و ارتباطات: فرزاد محمدی‌راد

تلفن: 22040000 - 22050952
پیام کوتاه: 30000881
صندوق پستی: 193955747

تشكر ... 

سلام !!!

فقط مي خواستم تشكر كنم ـ خيلي زياد ـ از همه ي دوستان عزيزي كه هميشه به من و وبلاگم لطف داشتن ...

اميدوارم هميشه موفق و سربلند باشين

و براي ما دعا كنيد كه به اندازه ي زحمتمون نتيجه بگيريم ...

معذرت مي خوام اگه آپ نمي كنم ، حجم درسام بيشتر از اونه كه برام وقت آزادي بده براي كاراي وبلاگ ...

از همگي ممنونم

تا زود ...

 

بعضي عوامل در رژيم غذايي كه به بروز سرطان كمك ميكنند عبارتند از:
1-دريافت بالاي كالري:
دريافت غذايي زياد به بروز سرطان كمك ميكند.يكي از دلايل آن افزايش خطر بدخيميهاي ناشي از چاقي و انباشتن توده چربي است و بنابراين ميتوان چاقي را يك فاكتور خطر مهم براي بروز سرطان شمرد.

2- قند ساده:
قندهاي ساده، كالري بالا و ارزش غذايي كم دارند..بعضي از مطالعات مورد شاهدي رابطه بين بار گلايسميك بالاي رژيم غذايي و بروز سرطان معده،اندومتر،تخمدان و كولون را تاييد كرده اند.شاخص گلايسميك يك ماده غذايي نشان دهنده ميزان پاسخ قند خون به مقدار كربوهيدرات غذا بعد از خوردن آن ماده غذايي است .

3-فيبر:
فيبرها كه به مقدار فراوان در سبزيها ،ميوه ها ،حبوبات و غلات كامل يافت ميشوند، در مقابل سرطان اثر حفاظتي دارند.فيبرهاي غير محلول همچون سلولز به كارسينوژنهاي محلول در چربي متصل شده و آنها را از دستگاه گوارش خارج مي سازند.فيبرها همچنين با توليد اسيدهاي چرب كوتاه زنجير در روده، همچون بوتيرات از رشد سلولهاي سرطاني روده ميكاهند.دو مكانيزم براي اين اثر پيشنهاد شده است : 1- هايپراستيلنه شدن هيستون ها؛2-مختل شدن پاسخ به فاكتورهاي رشد اپيدرمي.
غلات تصفيه شده و منابع حيواني عمدتا داراي فيبر بسياركم و ميوه ها و سبزي ها و غلات كامل داراي فيبرفراوان هستند. براي مثال آرد سفيد تصفيه شده فاقد سبوس است و78%فيبر كمتر، 74%ويتامينهاي گروه B و ويتامين E كمترو 69%مواد معدني كمتر دارد. مصرف روزانه 6-5 واحد ميوه و سبزي يا بيشتر در روز خطر بروز سرطان را 20% مي كاهد.

4-گوشت قرمز:
بعضي مطالعات رابطه قوي بين مصرف گوشت قرمز و بروز سرطان كولون و ركتوم ،پانكراس و پروستات را نشان داده اند.در مطالعات مورد شاهدي رابطه گوشت قرمز و آمين هاي هترو سيكليك كه در جريان پخت گوشت به وجود مي آيندبا سرطان سينه اثبات شده است.

5- چربي رژيم غذايي:
دريافت بالاي چربي به خصوص چربي حيواني كه غني از اسيدهاي چرب اشباع است خطر بروز سرطان به خصوص سرطان سينه ،كولون و پروستات را افزايش ميدهد. چربيهاي امگا 3 نشان داده شده است كه در مقابل بروز سرطان اثر حفاظتي دارد، در حالي كه مطالعات نشان ميدهند كه چربيهاي امگا6 كه در انواع روغن هاي مايع مثل ذرت،آفتابگردان و گلرنگ يافت ميشوند خطر بروز سرطان را در واقع افزايش ميدهند.

آراشيدونيك اسيد كه يك اسيد چرب امگا 6 است سوبستراي تشكيل سيكلواكسيژناز 1 و 2 بوده و بدين ترتيب پيش ساز تشكيل تعدادي از پروستاگلاندينها از جمله پروستاگلاندينهاي E2 (PGE2)است كه به نظر ميرسد در كارسينوژنز كولون موثر باشد.چربيهاي امگا 3 از طريق ممانعت از تبديل آراشيدونيك اسيد به PGE2ازبروز سرطان ميكاهد.ايكوزا پنتانوئيك اسيد و دوكوزاهگزانوئيك اسيد دو اسيد چرب مهم امگا 3 در مطالعات حيواني از بروز سرطان كولون مي كاهند.با اين حال چربيهاي امگا 3 و امگا 6 هدف خوبي براي حمله راديكالهاي آزاد و پراكسيداسيون هستند. چربيهاي امگا 9 مثل اولئيك اسيد كه در روغن زيتون يافت ميشود در بروز سرطان بي تاثيرند.

سرطان ريه  

سرطان ريه

 

سرطان ريه در مراحل اوليه هيچ نشانه اي ندارد و بيماران اغلب زماني به پزشک مراجعه مي کنند که بيماري در مراحل پيشرفته قرار دارد . شايد به همين دليل باشد که سرطان ريه کشنده ترين سرطان انسان محسوب مي شود . ۸۶   درصد بيماران مبتلا به اين سرطان در فاصله ي ۵ سال از زمان تشخيص جان خود را از دست مي دهند . سرطان ريه در سراسر دنيا شايع ترين علت مرگ بيماران مبتلا به سرطان در هر دو جنس است .

 

سرطان ريه چه نشانه هايي دارد ؟

همان طور که پيش تر نيز اشاره شد ، متأسفانه سرطان ريه در مراحل ابتدايي هيچ نشانه اي از خود بروز نمي دهد و اغلب بيماران زماني به پزشک مراجعه مي کنند که سرطان در مراحل پيشرفته قرار دارد . با اين حال آگاهي از نشانه هاي شايع اين بيماري سبب مي شود که اين سرطان مهلک در ابتدايي ترين و درمان پذيرترين مرحله ي ممکن تشخيص داده شود .

شايع ترين نشانه سرطان ريه سرفه است که در صورت تهاجم تومور به لايه ي پوشاننده ي مجاري تنفسي به وجود مي آيد ؛ با اين حال ،‌علايم زير هم مي توانند نشانه ي وجود يک توده در ريه باشند و در صورت بروز هر کدام بايد حتماً به پزشک مراجعه کنيد :

• افزايش تعداد يا شدت سرفه در فرد سيگاري

• سرفه به همراه خلط خوني ، حتي اگر ميزان خون اندک باشد

• درد مبهم يا مشخص درقفسه سينه

• تنگي نفس در اثر فعاليت

• خشونت يا تغيير صدا که بيشتر از ۲ هفته طول کشيده باشد

• عفونت هاي مکرر ريه و مجاري تنفسي

• بروز خس خس سينه به صورت حاد

سرطان ريه ممکن است با يک سري علايم غير اختصاصي مانند ضعف ، خستگي ، کاهش وزن و کاهش اشتها و علايم تهاجم به قسمت هاي ديگر بدن مانند درد استخوان و سردرد نيز همراه باشد . کشف سريع و درمان زود هنگام اين بيماري در بقا و بهبود کيفيت زندگي بيمار نقش بسيار مفيدي دارد .

 

چرا سرطان ريه ايجاد مي شود ؟

علت ايجاد سرطان در همه جاي بدن يکسان است . در سيستم کنترل تقسيم سلول هاي قسمتي از بدن اختلال ايجاد مي شود . اين اختلال ممکن است به صورت خود به خودي يا در اثر عوامل ناشناخته و يا در بيشتر موارد به علت تماس سلول با يک سري عوامل مخرب و زيان بار که به عوامل سرطان زا مشهور هستند ، ايجاد شود . مهم ترين عامل سرطان زايي که سبب تغييرات سرطاني سلولهاي ريه مي شود ترکيبات زيان بار مختلف موجود در دود سيگار هستند . مصرف سيگار هنوز هم مهم ترين عامل خطر ابتلا به سرطان ريه محسوب مي شود . خطر ابتلا به سرطان ريه با افزايش مقدار و مدت تماس با دود تنباکو افزايش مي يابد و هر چه سن شروع مصرف سيگار پايين تر باشد ، خطر ابتلا بيشتر است . دانشمندان از حاصل ضرب تعداد پاکت سيگار در روز ضرب در تعداد سالهايي که فرد سيگار کشيده است ، استفاده مي کنند . به عنوان مثال کسي که به مدت ۲۰ سال روزي ۱ پاکت سيگار کشيده است از نظر خطر ابتلا به سرطان ريه با کسي که به مدت ۱۰ سال روزي ۲ پاکت کشيده است ، برابر است . به صورت کلي برآورد مي شود که افراد سيگاري ۱۳ برابر افراد غيرسيگاري در معرض ابتلا به سرطان ريه قرار دارند . اين مقدار براي فردي که به مدت ۲۰ سال روزي ۲ پاکت سيگار مصرف کرده است ، به ۷۰ برابر مي رسد .

مطالعات متعدد هم چنين نشان داده اند که خانم هاي سيگاري بيشتر از آقاياني که همان مقدار سيگار مي کشند به سرطان ريه مبتلا مي شوند . اين افزايش ممکن است به دليل حساسيت بيشتر خانمها به مواد سرطان زاي موجود در دود سيگار باشد .

دومين علت شايع ابتلا به سرطان ريه گاز رادون است . رادون گاز بي رنگ و بي بويي است که از تجزيه ي طبيعي اورانيوم در آب ، خاک و مصالح ساختماني قديمي در زيرزمين ساختمانهاي قديمي توليد مي شود . تنفس گاز رادون با افزايش خطر ابتلا به سرطان ريه مربوط شناخته شده است .

آلودگي هواي شهرهاي صنعتي از ديگر عوامل مؤثر در بروز اين سرطان مهلک است . مطالعات انجام شده در ايران نشان داده است که ميزان بروز سرطان هاي ريه غيروابسته به سيگار در ايران بيشتر از امار ساير کشورهاست . محققين علت احتمالي اين تفاوت را آلودگي هواي شهرهاي بزرگ ايران و وجود مقدار بيشتر مواد سرطان زاي ناشي از مصرف سوخت هاي غير استاندارد مي دانند . تماس هاي شغلي با ترکيباتي مانند آزبست ، کلريد وينيل ، نيکل ، کروم و هيدروکربن هاي آروماتيک نيز از ديگر عوامل خطر ساز ابتلا به سرطان ريه به شمار مي روند .

 

چگونه مي توان اين سرطان مهلک را تشخيص داد ؟

تا کنون هيچ روش استانداردي براي بيماريابي و تشخيص سرطان ريه در مراحل اوليه معرفي نشده است . برخي از دانشمندان انجام يک تکنيک جديد تصويربرداري به نام « سي تي اسکن اسپايرال » را در سنين بالاي ۵۰ سال و يا در افراد پر خطر پيشنهاد کرده اند ؛ ولي ، هنوز اتفاق نظري در اين باره وجود ندارد . شايد انجام يک عکس ساده ي قفسه سينه در سنين بالاي ۵۰ سال و يا در افراد سيگاري و از همه مهم تر ، توجه به علايم هشدار دهنده ي سرطان ريه ، مؤثرترين روش فعلي شناسايي زودرس اين بيماري باشد .

 

سرطان ريه چگونه درمان مي شود ؟

سرطان ريه به دليل غني بودن سيستم خون رساني و لنفاوي ريه ها به راحتي مي تواند به اندام هاي مجاور يا دوردست ،‌ دست اندازي کند ( متاستاز ) . در اين موارد شانس بقاي بيمار بسيار پايين است . حتي در مواردي که هيچ متاستازي وجود ندارد ،  حدود نيمي از بيماران در فاصله ي ۵ سال از زمان تشخيص جان خود را از دست مي دهند ؛ با اين حال ، پزشک متخصص سرطان بعد از شناسايي نوع سرطان ريه و با در نظر گرفتن عوامل متعدد ديگر ، يکي از ۳ روش معمول شيمي درماني ، راديو تراپي و جراحي و يا ترکيبي از اين سه را براي درمان بيمار خود در پيش مي گيرد .

فراموش نکنيد که هيچ گاه براي ترک سيگار دير نيست .

 ترک سيگار در بيماراني که سال ها سيگاري بوده اند ، خطر ابتلا به سرطان ريه را به طرز چشمگيري کاهش ميدهد

و

هر چه مدت زمان ترک سيگار طولاني تر شود ، اين خطر بيشتر کاهش مي يابد ؛ به طوري که حدود بعد از ۲۰ سال ترک کامل سيگار ، خطر ابتلا به سرطان ريه تقريباً برابر با يک فرد غيرسيگاري مي شود .

سرطان پوست 

 

پوست بزرگترين عضو بدن و وظيفه آن ذخيره چربي، خنک نگهداشتن بدن و ساختن ويتامين D در بدن است و بدن را از عفونت، نور، از دست رفتن آب و ساير مايعات و جراحت حفاظت مي کند. سرطان پوست بيماري است که در آن سلولهاي بدخيم از بافت پوست نشات مي‌گيرند و به طور نامنظم و فزاينده‌اي تکثير و به طريقي از سيستم ايمني و دفاعي بدن عبور مي‌کنند بدون اينکه موجب عکس‌العمل

تدافعي و تهاجمي در سيستم ايمني بدن شوند. مهمترين عامل پيشتاز و مستعد سرطان پوست، جهش در DNA سلول بر اثر اشعه ماوراي بنفش است که منجر به شروع تراريختي سلول و سرطاني شدن آن مي‌شود.

با توجه به نوع سلول پوستي که دچار تراريختي و سرطان شده است اشکال مختلفي از سرطان پوست وجود دارد که هر کدام نشانه‌ها و عوارض خاص خود را دارند. شايع‌ترين اشکال سرطان پوست عبارتند از:

1 ـ سرطان سلولهاي بنياني يا پايه

2ـ سرطان سلولهاي فلسي

3ـ سرطان سلولهاي ملانوسيست ( ملانوما)

سرطان سلول‌هاي بنياني

سرطان سلولهاي بنياني شايع‌ترين نوع سرطان پوست به شمار مي آيد و نسبت به ديگر اشکال سلولهاي سرطاني پوست خطر کمتري دارد. سرطان سلولهاي بنياني که در پايه اپيدرم (لايه خارجي پوست) قرار دارند سرعت رشد کم و آرام داشته و به ندرت گسترش مي‌يابند.

سبب شناسي سرطان سلولهاي بنياني پوست عبارت است از: در معرض تابش نور شديد آفتاب قرار گرفتن بدن از جمله صورت، گوشها، گردن، سر، شانه‌ها و پشت، تماس با مواد شيميايي مانند آرسنيک و مواد راديو اکتيو، جراحتهاي باز، سوختگي، خالکوبي و واکنشهاي حساسيتي نسبت به واکسن.

افرادي که پوست و موي روشن و چشم آبي، سبز و خاکستري دارند و همچنين اشخاصي که مشاغل آنها در فضاي باز است و به طور متوالي در معرض نور آفتاب هستند نيز از خطر بالا تري براي ابتلا به سرطان سلولهاي بنياني پوست برخوردارند.

علائم هشدار دهنده سرطان بنياني پوست

زخمهاي بازي که خونريزي در آن پس از سه هفته يا بيشتر ترميم نيافته باشد.

لکه سرخ يا حساسيتي که ممکن است حالت خشکي درد و يا خارش داشته و بهبود نيابد.

بر آمدگي شفافي که به رنگ صورتي، قرمز، سفيد است و يا در افراد با پوستهاي تيره به رنگ قهوه‌اي و سياه نمايان شود و گاهي با خال اشتباه گرفته مي‌شود.

لکه صورتي که با حاشيه بر آمده و فرو رفتگي خشک در مرکز آن همراه است در اين مورد با رشد لکه، رشته‌هاي نازک رگهاي خوني ممکن است بر سطح آن ايجاد شود.

سرطان سلولهاي فلسي پوست

سرطان سلولهاي فلسي دومين شکل شايع سرطان پوست به شمار مي‌رود که مي‌تواند تمام بدن از جمله لايه‌هاي مخاطي را در بر گيرد. اکثر اشکال سرطان سلولهاي فلسي مدتها به لايه اپيدرم محدود مي‌ماند و در صورت درمان نشدن به لايه هاي زيرين پوست سرايت کرده و بافتهاي ديگر را مورد تهاجم قرار مي‌دهد. در معرض تابش نور شديد آفتاب قرار گرفتن اعضاي بدن مانند صورت، گردن، اطراف گوشها،

پوست سر بدون پوشش مو، دست، شانه، پشت بدن و لب پايين دهان از جمله علل ابتلا به اين نوع سرطان است. زخمهاي باز، تابش اشعه ايکس و تماس با مواد شيميايي مانند آرسنيک و فراورده هاي نفتي از ديگر عوامل ابتلا به سرطان سلولهاي فلسي پوست است. درمان توسط داروهاي سرکوبگر سيستم دفاعي بدن احتمال ابتلا به اين نوع سرطان پوست را افزايش مي‌دهد. نشانه هاي ابتلا به اين نوع سرطان در موارد بسيار معدودي در پوستهاي سالم ديده شده است که محققان آن را ناشي از عوامل ژنتيکي تلقي مي‌کنند.

علائم هشدار دهنده سرطان سلولهاي فلسي پوست

رشد ضايعه زگيل مانند که حالت خشکي پيدا و خونريزي کند.

لکه فلس مانند با حاشيه نامنظم که ممکن است حالت خشکي و خونريزي داشته باشد.

زخم بازي که خونريزي داشته و يا خشک شده و براي مدت طولاني بهبود نيافته باشد.

وجود توده‌اي برآمده که مرکز آن فرو رفته و خونريزي کند. چنين توده اي ممکن است سريع بزرگ تر شود.

سرطان ملانوما

سرطان ملانوما رشد بدخيم سلولهاي ملانوميسم است. اين سلولها رنگدانه تيره پوست، مو، چشم و خال‌هاي بدن را توليد مي‌کنند. از اين رو تومورهاي ملانوما اکثراً قهوه‌اي و يا سياه است. ولي در موارد معدودي نيز سرطانهاي ملانوم رنگدانه توليد نکرده و به رنگ پوست صورتي، قرمز و يا بنفش ظاهر مي‌شوند.

ملانوما از خطرناک ترين انواع اشکال سرطان پوست بشمار مي رود. اين نوع سرطان اگر زود تشخيص داده شود درمان آن 100 درصد امکان پذير است. اما چنانچه حالت تهماجمي پيدا کرده و به ساير بافتهاي بدن سرايت کند درمان آن امکان پذير نخواهد بود .

اشکال سرطانهاي ملانوم به چهار دسته تقسيم مي شوند:

ملانو م سطحي : اين نوع ملا نوم به صورت لکه اي مسطح و يا کمي بر آمده با حاشيه نامنظم ظاهر مي شود. اين لکه ممکن است به رنگها‌ي قهوه‌اي –سياه – قرمز –آبي و يا سفيد نيز ظاهر شود.

لنتيگو ماليگنا : لنتيگو ما ليگنا مانند ملانومهاي سطحي نزديک به سطح پوست رشد مي کند و همراه با سايه هاي برنزه – قهوه‌اي و يا قهوه‌اي تيره همراه است. اين سرطان که به آهستگي رشد مي کند و ممکن است به ملانوم لنتيگو ماليگنا که حالت تهاجمي دارد تبديل شود.

ملانوم اکرال لنتيجينوس : ملانوم اکرال لنتيجينوس قبل از اينکه لا يه هاي عميق تر پوست را در بر بگيرد، ابتدا به طور سطحي رشد مي‌کند. اين نوع ملانوما با ساير اشکال ملانوم متفاوت است زيرا به شکل سايه‌هاي سياه و يا قهوه‌اي زير ناخنها، کف پا و يا کف دست نمايان مي‌شود. اين نوع سرطان از شايع‌ترين اشکال ملانوما در بين سياه پوستان آمريکايي و آسيايي است و از جمله نادرترين اشکال ملانوما در بين سياهپوستان آفريقايي است.

ملانوم گره‌اي : ملانوم گره‌اي معمولاً جنبه تهاجمي داشته و زماني تشخيص داده مي‌شود که سطح آن بر آمده شده است. رنگ اين گره‌ها اکثرا سياه و بعضي اوقات آبي، خاکستري، سفيد، قهوه‌اي، برنزه، قرمز و يا همرنگ پوست است. اين نوع سرطان معمولاً در تنه، پا، دست افراد مسن و بر روي سر مردان ديده مي‌شود. اين نوع سرطان شديدترين و تهاجمي‌ترين نوع سرطان ملانوم است.

الگوهاي درماني سرطان پوست

تظاهرات باليني سرطان پوست در هر شخص متفاوت است از اين رو تعيين درمان مناسب بستگي به سن، ‌وضعيت بدن، سابقه طبي بيمار، پيشرفت بيماري، ‌سازگاري بدن بيمار با دارو و الگوهاي مختلف درماني دارد.

در مجموع الگوهاي درماني سرطان پوست عبارتند از:

جراحي: برداشتن بافت بدخيم و کمي از بافت سالم پوست که روش معمول الگوي درماني سرطان پوست است و به اشکال مختلف انجام مي‌ شود و عبارتند از:

کرايوتراپي يا استفاده درماني از سرماي شديد براي تخريب بافت. در اين روش ضايعه بدخيم با استفاده از نيتروژن مايع منجمد شده و در نتيجه آن، سلولهاي سرطاني نابود شده و از بين مي روند.

خشکاندن و تخريب بافتهاي سرطاني از طريق جريان الکتريکي پرفرکانس.

کورتاژ يا پاک کردن سطح مبتلا به بيماري با استفاده از کورت (وسيله قاشقي شکل). در اين روش جراح ضايعه بدخيم را تراشيده و به وسيله کورت پاک و تميز مي کند.

پيوند پوست که بر روي بستر پوست آسيب‌ ديده ناشي از جراحي و برداشتن توده سرطاني حاصل شده انجام مي‌گيرد. درمان ليزري که به وسيله پرتو نوري ليزر، سلولهاي سرطاني برداشته شده و از بين مي ‌روند.

جراحي ميکروگرافي مه: در اين روش ضايعه سرطاني با کمترين صدمه به بافت سالم برداشته مي‌شود و طي آن، جراح با استفاده از ميکروسکوپ مقطع بافت سرطاني را مورد بررسي قرار مي‌دهد تا به طور کامل از نابودي سلول سرطاني اطمينان حاصل کند.

راديوتراپي‌: الگوي درماني ضايعه سرطاني با استفاده از اشعه يونيزان که منجربه انهدام سلولهاي سرطاني و کوچک شدن اندازه ضايعه سرطاني مي ‌شود.

شيمي درماني:‌ استفاده از داروهاي شيميايي منجر به انهدام سلولهاي سرطاني پوست مي ‌شود. براي درمان سرطان پوست دو نوع شيمي درماني وجود دارد:

شيمي درماني موضعي که استعمال لوسيون يا کرم بر روي پوست است که منجربه انهدام سلولهاي بدخيم مي‌شود. در اين روش کرم و لوسيونهاي شيميايي که معمولا حاوي اسيد تريکلرو-استيک هستند روي پوست قرار داده مي‌شوند (نبايد روي پوست ماليده شود).

شيمي درماني باليني که داروهاي شيميايي از طريق خوراکي يا تزريق وريدي و يا داخل عضلاني تجويز مي‌شود.

شيمي‌ درماني الکتريکي: استفاده از الگوي شيمي درماني توأم با ارتعاشات الکتريکي جهت مهار کردن رشد فزاينده سرطان پوست. پرتو درماني: در اين شيوه رنگ به داخل يک وريد تزريق و سپس در تمام بدن منتشر مي‌ شود. بعد از چند روز، اين رنگ فقط در سلولهاي بدخيم باقي مي ‌ماند. سپس با تابش نور قرمز رنگ ليزري رنگ درون سلول سرطاني نور را جذب مي‌کند و منجر به عکس ‌العمل فوتوشيميايي که مخرب سلول‌ها است، مي ‌شود.

درمان بيولوژيکي يا ايمنولوژيک که مشتمل بر بازسازي، تحريک،‌ هدايت و تقويت سيستم طبيعي دفاعي بدن بيمار است و با استفاده از آنتي‌ بادي و هدايت سيستم دفاعي خود بيمار جهت مبارزه با سرطان صورت مي گيرد. استفاده از عواملي مانند اينترفرون‌ـ سلولهايي که فعاليت ضدتوموري مستقيم دارند و آنتي‌ بادي هاي مونوکلونال که اثرات تداخل بقاء سلول را دارند، رشد سرطان را کاهش مي دهد.

سرطان پوست يکي از شايع ترين و در عين حال قابل پيشگيري ترين سرطانهاست. اکثر اشکال سرطان پوست در نقاط برهنه بدن مانند صورت، دست، ساعد و گوش ايجاد ميشود از اين رو پوست بايد در برابر اشعه خورشيد محفوظ بماند و کرمهاي ضد آفتاب مناسب که فاکتور محافظت در برابر آفتاب آنها پانزده يا بيشتر است توصيه مي‌شود.

 

درمان سرطان با رژيم غذايي 

درمان سرطان با رژیم غذایی

محققان به تازگی دریافته اند که سبزیجاتی مثل کلم، گل کلم، بروکلی، خردل سبز و شلغم دارای ترکیبات ضد سرطان هستند.

اما چرا این سبزیجات برای سرطانی ها خوب هستند؟

این سبزیجات دارای ماده ای به نام ایزوتیوسیانات (isothiocyanates) هستند که این ماده با سرطان می جنگد.

اما این نظریه به این معنا نیست که افراد سیگاری می توانند با مصرف سبزیجات بالا در مقابل سرطان ریه محفوظ بمانند!

اگر شما مصرف سبزیجات برگ سبز را در برنامه غذایی هفتگی خود قرار دهید، حدود 72 درصد احتمال ابتلا به سرطان را از خود دور کرده اید.

علت وجود سرطان

بدن ما برای انجام فعالیت های خود، احتیاج به مواد مغذی دارد. این مواد مغذی برای مقابله با سرطان، بیماری های قلبی ، فشار خون ، سکته ، دیابت و ضعف استخوان ها کارهای مفیدی را انجام می دهند.

بیشتر از 30 درصد سرطان ها به علت تغذیه نادرست به وجود می آیند.

تحقیقات نشان داده اند رژیمی که شامل مقدار کافی میوه ها ، سبزیجات و غلات است، می تواند سرطان را نابود کند. به طور کلی 35 نوع از 100 نوع سرطان ها به وسیله تغذیه صحیح درمان می شوند.

تحقیقات منتشر شده در مجله پزشکی انگلیس، نشان داده است که رژیم غذایی یکی از مهم ترین عوامل برای جلوگیری 80 درصد از سرطان های روده، سینه و پروستات می باشد.

مؤسسه سرطان نیز گفته است که اگر میوه ها و سبزیجات را در سفره غذایی خود وارد کنید، از آنجایی که این غذاها دارای فیبر زیاد و چربی اشباع کم می باشند، سرطان و دیگر بیماری های مزمن و خطرناک را از بدن خود فراری داده اید.

برای مقابله با سرطان چه باید کرد؟

1- ورزش کنید.

2- چربی غذایتان را کم کنید.

3- میوه ها را در برنامه غذایی روزانه خود وارد کنید. مؤسسه سرطان گفته است که خوردن سیب تا 50 درصد خطر سرطان ریه را کم می کند.

4- غذاهایی که دارای لوتئین ( lutein ) می باشند، از قبیل بروکلی، اسفناج و آب پرتقال را مصرف کنید که موجب کاهش سرطان ریه می گردند.

5- غذاهایی که دارای لیکوپن ( lycopene ) می باشند، از قبیل گوجه فرنگی و سس گوجه فرنگی نیز موجب کاهش سرطان ریه می گردند.

6- سیگاری هایی که چای سبز می نوشند، موجب کاهش تخریب DNA می شوند و به همین دلیل سرطان را از خود دور می کنند.

عواملی که موجب به وجود آمدن سرطان می گردد

- غذاهایی از قبیل، نان سفید، شکر، برنج سفید و دیگر تولیدات آنها، بیشتر عناصر تغذیه ای لازم برای جلوگیری از سرطان را از دست می دهند. یکی از مهم ترین این عناصر، عنصر کروم می باشد. امروزه مشخص شده است که این عنصر نقش ضد سرطانی دارد. کروم در مخمر آبجو، بروکلی، آب انگور ، برنج قهوه ای، پنیر، تمام غلات، جگر گاو، ذرت، لبنیات ، تخم مرغ ، سیب زمینی و قارچ یافت می شود.

- علاوه بر آن، تمام غذاهای آماده شده ای که در آب پخته شده باشد و از آب آنها استفاده نشود، نیز بیشتر عناصر تغذیه ای لازم برای جلوگیری از سرطان را از دست می دهند. اما این قضیه فقط برای غذاهای آماده شده نیست، بلکه اگر هویج، سیب زمینی، بروکلی، اسفناج، لوبیا سبز و غیره را به این ترتیب بپزید، راه را برای ورود بیماری سرطان باز کرده اید.

- غذاهایی را که دارای مواد رنگی و نگه دارنده هستند، کم مصرف کنید.

- مصرف زیاد نمک باعث افزایش خطر سرطان معده می گردد.

- مصرف زیاد کالری باعث افزایش انواع سرطان ها، به خصوص سرطان سینه می گردد.

- دودی کردن و سوختن غذاها باعث به وجود آمدن انواع سرطان ها می شود.

"همانطور که گفته شد، بیشتر سرطان ها ناشی از تغذیه نادرست می باشد. بیایید همه با هم در رژیم گرفتن درست و صحیح کوشش کنیم."

مواد غذايي ضد سرطان 

20 ماده غذایی ضد سرطان

1- گوجه فرنگی

گوجه فرنگی غیر از ویتامین C ، محتوی مقدار زیادی "لیکوپن" می باشد. لیکوپن ماده ای است که خطر سرطان های پروستات و تخمدان را کم می کند.

محصولات گوجه فرنگی از قبیل: رب گوجه فرنگی، سس گوجه فرنگی و کچاپ نیز ضد سرطان می باشند.

2- کلم بروکلی و دیگر کلم ها

کلم ها غیر از کلسیم، منبع غنی "سولفورافان" ( sulforaphane ) هستند. این ماده خطر بروز سرطان های معده ، سینه و پوست را کم می کند.

مقدار سولفورافان در کلم بروکلی بیشتر از بقیه کلم هاست.

3- آواکادو

آواکادو، پتاسیم بیشتری نسبت به موز دارد. همچنین، منبع خوب بتاکاروتن و آنتی اکسیدان می باشد. مصرف آواکادو برای درمان سرطان کبد و بیماری های کبدی مفید است.

4- توت ها

توت ها دارای ماده ای به نام "آنتوسیانین" ( anthocyanin ) هستند. این ماده یک آنتی اکسیدان قوی می باشد و در مقابل سرطان های روده بزرگ و مری از بدن محافظت می کند.

5- دانه سویا

سویا داری "ایزوفلاون" می باشد. محصولات به دست آمده از سویا مانند توفو، شیر سویا و آجیل سویا نیز دارای این ماده می باشند.

این ماده خطر سرطان های سینه، تخمدان و پروستات را کاهش می دهد که این کار را به وسیله محافظت سلول های بدن از اثرات زیان آور استروژن ها انجام می دهد.

6- چای

چای سبز و چای سیاه دارای منبع طبیعی  ""catechin می باشند. این ماده یک آنتی اکسیدان قوی می باشد و از رشد سرطان جلوگیری می کند. همچنین سرطان های کبد، پوست و معده را کاهش می دهد.

7- کدو تنبل

کدو تنبل ، هویج، نارنج، فلفل قرمز و زرد و سیب زمینی شیرین منبع غنی "بتا کاروتن" هستند. این مواد به عنوان آنتی اکسیدان های قوی شناخته شده اند و مصرف مداوم آنها منجر به کاهش انواع مختلف سرطان ها می شود.

8- اسفناج

اسفناج دارای "لوتئین" ( lutein )، ویتامین های A ، C و E می باشد. همه این مواد به عنوان آنتی اکسیدان شناخته شده اند. اسفناج سرطان های کبد، ریه، سینه، تخمدان، روده بزرگ و پروستات را از بدن دور می کند.

9- چغندر قرمز

چغندر دارای "فلاوونوئید" می باشد. این ماده به عنوان یک ضد سرطان شناخته شده است. ادرار اشخاص مصرف کننده این چغندر، قرمز رنگ می باشد.

10- هویج

هویج دارای "بتاکاروتن" زیادی می باشد و برای جلوگیری از سرطان های ریه، دهان، حلق، معده، روده، کیسه صفرا ، پروستات و سینه بسیار مفید می باشد. البته نباید در مصرف آن زیاده روی کرد.

11- سیر

مطالعات نشان داده که خانواده پیازها، از قبیل، سیر، موسیر و تره فرنگی، در افراد سالم سلول های سرطان زا را از بین می برند و در بیماران سرطانی، رشد این سلول ها را کُند می کنند. در این رابطه، اثر سیر از همه بیشتر می باشد. به طور کلی، سیر خطر سرطان های معده، روده بزرگ، مری و سینه را کم می کند.

سیر ریز ریز شده را 10 دقیقه قبل از آماده شدن غذا، در غذای خود بریزید تا قدرت مبارزه با سرطان را در بدن خود افزایش دهید.

12- آناناس

آناناس دارای آنتی اکسیدان و ویتامین C می باشد. این میوه، بدن را در برابر سرطان های ریه و سینه حفظ می کند.

13- سیب

همانطور که می دانید سیب یک آنتی اکسیدان می باشد. علاوه بر آن، دارای ماده ای به نام  "quercetin" می باشد. این ماده خطر سرطان ریه و رشد سلول های سرطان پروستات را کم می کند. 

14- پرتقال

همانطور که می دانید، پرتقال منبع غنی ویتامین C است. تحقیقات نشان داده است که، این میوه اثر ضد سرطانی نیز دارد. پرتقال، از سرطان معده و ریه جلوگیری می کند.

15- انگور قرمز

انگور قرمز ماده ای دارد که از فعالیت  آنزیمی که مسئول ساخت و رشد سلول های سرطانی است، جلوگیری می کند.

16- ریشه شیرین بیان

ریشه شیرین بیان از رشد سلول های سرطان پروستات جلوگیری می کند. ولی در مصرف آن زیاده روی نکنید، زیرا مصرف بیش از اندازه آن، موجب افزایش فشار خون می گردد.

17- قارچ

قارچ، سطح ایمنی بدن را بالا می برد و با سلول های سرطانی می جنگد.

18- غذاهای دریایی و روغن ماهی

از آنجایی که غذاهای دریایی دارای اسیدهای چرب امگا 3 می باشند، روی سوخت و ساز سلول ها اثر دارند و مصرف اسیدهای چرب اشباع را کم می کنند.

مصرف روزانه ی این غذاها، قوی ترین و موثرترین اسلحه برای مبارزه با سرطان ها می باشد و سرطان هایی از قبیل، روده بزرگ، پروستات و سینه را از بین می برند.

 

19- مویز

دارای اسیدهای چرب امگا 3 و امگا 6 و ویتامین E می باشد.

مویز ضد سرطان، درمان کننده سرطان، درمان کننده بیماری های قلبی و پایین آورنده ی فشار خون است و برای نرمی و انعطاف پذیری رگ ها بسیار مفید می باشد.

20- زردچوبه

زردچوبه از سرطان های معده و روده بزرگ جلوگیری می کند. همچنین تعداد سلول های سرطانی را کم می کند.

سرطان 

رژيم غذايي درسرطان ها

پایگاه اطلاع رسانی پزشکان ایران

 

زماني تصور مي‌شد كه رژيم‌هاي غذايي نقشي در مرگ‌هاي ناشي از سرطان ندارند. امروزه محققان ثابت كرده‌اند كه رژيم غذايي روزانه افراد نقش مهمي‌‌ در پيشگيري، بروز و درمان انواع سرطان‌ها ايفا مي‌كند. با پذيرش اين حقيقت كه انسان هر روزه ملزم به مصرف غذا مي‌باشد و به دليل تعداد و تنوع سرطان‌هايي كه بطور بالقوه با رژيم غذايي در ارتباط هستند، مي‌توان گفت كه در حدود يك سوم سرطانهايي كه در نهايت منجر به مرگ مي‌شوند با آنچه كه مي‌خوريم در ارتباط هستند. تاثير تحولاتي كه امروزه در نوع زندگي و عادات غذايي مردم صورت گرفته است را نمي‌توان در ايجاد چنين بيماري‌هايي ناديده گرفت.

بدون شك استعداد ابتلا به سرطان در افراد مختلف به دليل تفاوت‌هاي زمينه‌اي و ذاتي با يكديگر متفاوت است و علاوه بر ويژگي‌هاي وراثتي، ‌عوامل بيروني نيز در ايجاد سرطان‌ها تاثير بسزايي دارند. با وجود شيوع روزافزون سرطان در سراسر دنيا هر روزه خبرهاي اميدوار كننده‌اي درباره اين بيماري‌ها مي‌شنويم. اگر نمي‌توانيم در عوامل محيطي خود تغييري ايجاد كرده و يا اگر نمي‌توانيم بر محيط زيست و عوامل تهديدكننده موجود در آن غلبه كنيم، اما مي‌توانيم با اصلاح و متعادل ساختن الگوهاي غذايي خود در طول زندگي احتمال ابتلا به سرطان را در خود به ميزان قابل ملاحظه‌اي كاهش دهيم.

مطالعه جمعيت‌هايي كه از يك منطقه به منطقه ديگر مهاجرت مي‌كنند و در نتيجه مهاجرت، فرهنگ غذايي خود را نيز تغيير مي‌دهند، ‌نشان داده است كه اين مردم در اثر تغيير الگوي غذايي و پذيرش الگوي جديد، در معرض ابتلا به سرطان‌هاي شايع در منطقه قرار مي‌گيرند.

بين تغذيه و رژيم غذايي با سرطان ارتباطي پيچيده وجود دارد. غذايي كه مي‌خوريم به طور بالقوه مي‌تواند حاوي مواد سرطان‌زا و پيش‌ساز سرطان و يا بالعكس داراي مواد ضدسرطاني باشد.

ماهيت سرطان و ارتباط آن با رژيم غذايي در مناطق مختلف متفاوت است. از اين رو نمي‌توان دستورالعمل‌هاي يكسان را براي تمام مردم پيشنهاد كرد. به طور مثال در كشورهاي صنعتي شمال آمريكا و اروپا مشكل بيش‌بود تغذيه‌اي (over nutrition)  در بروز سرطان‌ها مطرح مي‌باشد و بنظر مي‌رسد كه رژيم‌هاي پرچربي و پركالري رايج در اين كشورها با شيوع روزافزون انواع مختلف سرطانها در ارتباط باشد. در مقابل، ماهيت مشكل در كشورهاي در حال توسعه اساساً متفاوت است. آنچه كه در اين كشورها مساله‌ساز مي‌باشد كمبودهاي تغذيه‌اي (Under Nutrition) و محدوديت تنوع در الگوي غذايي است. در چنين الگويي ميزان ويتامين‌ها و مواد مغذي كه براي سلامت افراد ضروري هستند ناكافي است. علاوه بر آن مشكلات مربوط به انبار و نگهداري غذا نيز كيفيت غذاي مصرفي اين مردم را به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌دهد.

تفاوت در ماهيت رابطه سرطان و رژيم غذايي بين ملل مختلف ايجاب مي‌كند كه دستورالعمل‌هاي اجرايي براي هر ملتي با توجه به خصوصيات آن جمعيت پيشنهاد شود. در ادامه خلاصه‌اي از دستورالعمل‌هاي توصيه شده توسط سازمان‌هاي حمايتي، ‌محققان، آژانس‌هاي دولتي و ارگان‌هاي بهداشتي كه قابل استفاده براي عموم مردم مي‌باشد، آورده شده است.

1 ـ رژيمي‌متنوع داشته باشيد. به خاطر داشته باشيد كه مواد مغذي مورد نياز شما تنها از يك يا دو منبع تامين نشود. در رژيم روزانه خود از تمام گروه‌هاي غذايي: ميوه‌ها، سبزيها، غلات، گوشت، محصولات لبني و… استفاده كنيد.

2 ـ وزن خون را همواره در حد متعادل نگه‌داريد.  چاقي عامل اصلي بوجود آورنده بسياري از بيماري‌ها از قبيل بيماري‌هاي قلبي، ‌عروقي، فشارخون، ديابت و زمينه‌ساز بعضي از سرطان‌ها است.

3 ـ مصرف چربي زياد، ‌غذاهاي حاوي چربي اشباع شده و كلسترول را محدود كنيد. رژيمي‌كه چربي آن بالاست مي‌تواند خطر ابتلا به سرطان‌هاي پستان، ‌پروستات، كولون و ركتوم را افزايش دهد.

4 ـ ميزان غذاهاي نشاسته‌اي و فيبري را در رژيم خود افزايش دهيد. به آساني مي‌توان مقدار نشاسته و فيبر رژيم را با خوردن ميوه‌ها، ‌سبزي‌ها، سيب‌زميني، دانه‌ها، نان‌ها و غلات كامل افزايش داد. يك رژيم پرفيبر احتمال ابتلا به سرطان كولون و ركتوم را كاهش مي‌دهد.

5 ـ مصرف شيريني را محدود كنيد. الگوهاي غذايي حاوي شيريني و غذاهاي شيرين، اغلب پرچرب، با كالري زياد و تهي از مواد مغذي و معدني مي‌باشند كه چنين رژيمي‌زمينه‌ساز بروز بعضي از سرطان‌ها است.

6 ـ نمك رژيم غذايي خود را تا حد ممكن كاهش دهيد.

7 ـ مصرف نوشابه‌هاي الكلي را قطع كنيد. مصرف الكل مي‌تواند منجر به سرطان دهان، حلق، مري و كبد شود. ميزان ابتلا به سرطان در الكلي‌هايي كه سيگار مي‌كشند چندين برابر است.

چه غذاهايي را انتخاب كنيم؟

با انتخاب و گنجاندن غذاهاي زير در الگوي غذايي روزانه خود مي‌توانيد احتمال ابتلا به سرطان را كاهش دهيد.

ـ  فيبر غذايي: فيبر قسمتي از ساختمان سلول گياهي است كه دستگاه گوارش انسان قادر به هضم آن نمي‌باشد. فيبر به حركت غذا در لوله گوارش و دفع ضايعات آن از بدن و در نتيجه حفظ سلامت دستگاه گوارش كمك مي‌كند. داشتن رژيمي‌كه ميزان فيبر آن بالا و چربي آن پايين باشد، احتمال ابتلا به سرطان كولون و ركتوم را مي‌كاهد. ميزان مصرف فيبر در جوامع امريكايي 11 گرم در روز مي‌باشد كه به توصيه انستيتو بين‌المللي سرطان NCI اين ميزان بايد به 30 ـ 20 گرم در روز افزايش يابد. NCI  مصرف بيش از 35 گرم فيبر در روز را توصيه نمي‌كند زيرا مصرف بيش از اين ميزان مي‌تواند اثرات نامطلوبي به وجود آورد.

براي يافتن فيبر مورد نياز، به جاي مكمل‌هاي فيبري مصنوعي، از منابع غذايي غني از فيبر استفاده كنيد. به اين منظور انواع نان ها، ماكاروني‌ها و غلات تصفيه نشده را در رژيم خود بگنجانيد. سعي كنيد مصرف محصولاتي كه از آردهاي تصفيه شده ساخته مي‌شوند را كم كنيد.

سيب درختي، هلو، گلابي و حتي سيب‌زميني را با پوست و محصولاتي كه از آردهاي تصفيه شده ساخته مي‌شوند را كم مصرف كنيد. لوبيا و نخود پخته منابع بسيار خوبي از فيبر هستند. غذاهاي پرفيبر معمولا چربي پاييني دارند.

ـ در رژيم غذايي روزانه خود تا حد امكان از گوشت‌هاي كم چرب استفاده كنيد. قبل از اين كه گوشت را بپزيد تمام چربي‌هاي قابل رويت آن را جدا كنيد و دور بريزيد و اگر چربي باقي ماند، قبل از خوردن آن را جدا كنيد. مصرف ماهي را افزايش دهيد. گوشت سفيد را به جاي گوشت قرمز استفاده كرده و قبل از پخت، پوست و چربي آن را جدا كنيد.

ـ ميوه‌ها و سبزي‌ها را جايگزين تنقلات سرخ‌شده و پرچرب كنيد.

ـ به جاي مواد لبني پرچرب (شير كامل، ‌خامه، سرشير و…) از محصولات لبني كم‌چربي استفاده كنيد. اين گروه از مواد غذايي منابع خوبي از پروتئين، ويتامين‌ها و مينرال‌ها (مواد معدني) به ويژه كلسيم هستند كه براي حفظ سلامت فرد مفيد مي‌باشند.

ـ مصرف غذاهاي حاوي ويتامينA ، بتاكاروتن و ويتامينC   احتمال ابتلا به سرطان‌ها را كاهش مي‌دهند. ميوه‌ها و سبزي‌هاي زيادي وجود دارند كه داراي مواد فوق مي‌باشند. سعي كنيد در رژيم غذايي روزانه خود از سبزي‌هاي برگي شكل سبز تيره، ‌زرد و نارنجي و ميوه‌ها بويژه مركبات استفاده كنيد.

ـ سبزي‌هاي خانواده كلم اغلب كاهش دهنده احتمال ابتلا به انواع سرطان‌ها هستند. اين سبزي‌ها منابع خوبي از فيبر، ويتامين‌ها و مينرال‌ها مي‌باشند. از اين خانواده مي‌توان به كلم چيني، كلم بروكلي، كلم بروكسل، كلم پيچ، گل‌كلم و كلم‌قمري اشاره كرد.

تغيير عادات غذايي

ـ  لزومي‌ ندارد كه شما براي حفاظت خود در مقابل حمله سرطان، غذاهايي را كه دوست داريد كنار بگذاريد. به جاي آن سعي كنيد در اغلب موارد غذاهايي را انتخاب كنيد كه احتمال ابتلا به سرطان را كاهش مي‌دهند و مصرف غذاهايي را كه احتمال بروز سرطان را افزايش مي‌دهند محدود كنيد.

ـ سعي نكنيد كه عادات غذايي خود را يك شبه تغيير دهيد. ميوه‌ها و سبزي‌ها را به تدريج و در طول يك دوره چند هفته‌اي به رژيم خود اضافه كنيد.

ـ سعي كنيد هر بار كه به خريد مي‌رويد يكي از مواد غذايي پرچرب را با مشابه كم‌چرب آن جايگزين كنيد.

 ـ به جاي مواد غذايي كه از آردهاي تصفيه شده و غلات فرآينده شده درست شده‌اند مانند نانهاي سفيد، از محصولاتي با آرد كامل و غلات كامل استفاده كنيد.

ـ از روش‌هايي براي پخت غذا استفاده كنيد كه نيازي به افزودن روغن نداشته باشد. مانند تنوري كردن، بخارپز كردن و آب‌پزكردن. 

ـ در روش‌هايي مانند كباب‌كردن و بريان‌كردن از تماس غذا با دود جلوگيري كنيد. تماس غذا با دود مي‌تواند منجر به توليد مواد سرطان‌زا در غذا شود.

ـ سعي كنيد غذا  را قبل از كباب يا بريان كردن در فويل بپيچيد و آن را از منبع حرارتي دور نگهداريد تا مدت زمان پخت طولاني‌تر شود.

ـ سعي كنيد با توجه به برچسب غذاها و ميزان چربي، كالري و فيبر در آنها، براي هر روز خود يك برنامه غذايي تنظيم كنيد

ژنتيك 

ژنتيك

ادامه مطلب

اختلالات كروموزومي 

اختلالات كروموزومي

ادامه مطلب

سرطان 

سرطان

ادامه مطلب

اصل طرد پاولی  

اصل طرد پاولی بیان می‌کند که هیچ دو الکترونی ، یا بطور کلی هیچ دو فرمیون مشابهی ، نمی‌توانند حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند؛ (مثلا بطور همزمان در یک مکان باشند). این اصل برای درک پدیده‌های مختلف ، ازذرات بنیادی گرفته تاساختار ستاره ها ، نقش اساسی ایفا می‌کند. اصلی هست که بنا به آن ، هیچ دو الکترونی در اتم وجود ندارد که مجموعه اعداد کوانتومی آنها مشابه باشد.

در سال 1924، "ادموند استونر" برای اتمها مدلی پیشنهاد کرد که با تجربیات طیف نمایی و جدول تناوبی سازگار بود و در آن ، هر الکترون اتمی سه عدد کوانتومی ، به‌ترتیب ، متناظر با اعداد کوانتومی و تکانه زاویه‌ای مداری بود. n و l و عدد کوانتومی داخلی ، J+1/2 داشت و تعداد الکترونها در هر پوسته الکترونی برابر با (2S+1) یا دو برابر عدد کوانتومی داخلی بود.

"ولفگانگ پاولی" در سال 1935 نشان داد که ساختار پوسته‌ای کامل ترازهای انرژی را می‌توان با تخصیص یک عدد کوانتومی چهارم ، به الکترون ، m_j ، که مقادیر مجاز j- و j+1- و ... و j-1 و j را اختیار می‌کند، توضیح داد؛ اما به شرطی که از اصل طرد جدید پیروی شود. هیچ دو الکترونی نمی‌توانند چهار عدد کوانتومی (m_j , j , l , n) یکسان داشته باشند. عدد کوانتومی چهارم به تکانه زاویه‌ای ذاتی (اسپین) الکترون نسبت داده می‌شود که نخستین بار توسط "ژرژ اولنبک" و "ساموئل گوداشمیت" مطرح شد.

اصل طرد پاولی و مدل اتمی بوهر

وقتی که مدل اتمی بوهر با موفقیت ارائه و پذیرفته شد، این پرسش مطرح شد که الکترونها در سیستم سنگین چگونه سازمان پیدا می‌کنند؟ معادله شرودینگر هیچگونه جواب قانع کننده ای برای این پرسش نداشت. چون مطابق این معادله اگر دمای یک سیستم را به دمای نزدیک به دمای صفر مطلق نزدیک کنیم، آنگاه انتظار می‌رود که تمام لکترونهای یک اتم به پایینترین سطح انرژی (n=1) منتقل شوند، اما نتایج تجربی طیف شناسها را نمی‌توان با این فرض توضیح داد. تا اینکه فردی به نام "ولفگانگ پاولی" توانست این معما را حل کند. وی نظریه‌ای پیشنهاد داد که امروزه این نظریه به اصل طرد پاولی معروف است.

مطابق این اصل در یک اتم در حالت پایه ، هیچ دو الکترونی را نمی‌توان یافت که هر چهار عدد کوانتمی آنها یکسان باشد. اعداد کوانتمی الکترون ها عبارتند از:

• عدد کوانتمی اصلی که با n نشان داده می‌شود.
• عدد کوانتمی مداری که با L نشان داده می‌شود.
• عدد کوانتمی مغناطیسی که با m نشان داده می‌شود.
• عدد کوانتمی اسپین که با s نشان داده می‌شود.
  
  

بین هر جفت الکترون ، حداقل یکی از این اعداد متفاوت از دیگری هست، این بیان اصل طرد پاولی در مدل اتمی بوهر است.

شرط برقراری اصل طرد پاولی

در پی ظهور مکانیک موجی در 1926 ، "پاول ویراک" و مستقل از او ، "ورنر هایزنبرگ" نشان دادند که اگر تابع موج سیستمهای الکترونی پاد متقارن باشد، یعنی اگر بر اثر تعویض تمام مختصات هر زوج الکترونی از جمله اسپین آنها تابع موج تغییر علامت بدهد، اصل طرد پاولی خود به خود برقرار خواهد شد. به عبارت کلّی‌تر ، تابع موج هر سیستمی از ذرات یکسان باید براثر تعویض تمام مختصات هر دو ذره‌ای یا بدون تغییر بماند که در این صورت ذرات بوزن نامیده می‌شوند.

اسپین بوزون مضرب درستی از ħ/2 است. در صورتی که اسپین فرمیونها مضرب فردی از (ħ/2 و1/2 ħ/2 , 3/2 ħ/2 …) است. فقط فریونها از اصل طرد پاولی پیروی می‌کنند، در نظریه ، این وابستگی بین اسپین و آمار ذرات را یک واقعیت تجربی تلقی می‌کنند، در صورتی که در نظریه میدان الکتریکی کوانتومی نیستند، همانطور که پاولی در سال 1940 در اثر معروف قضیه اسپین - آمار خود نشان داد و این وابستگی یک پیامد کلی علیتی به‌حساب می‌آید.

ویژگی اصل طرد پاولی

اصل طرد برخی از بنیادی‌ترین ویژگی‌های ماده را در تمامی اشکالش توصیف می‌کند. اگر به خاطر اصل طرد پاولی نبود، تمام اتمها در اصل ساختار الکترونی یکسانی می‌داشتند و این ساختار به‌صورت پوسته‌ای از الکترونها در اطراف هسته در می‌آمد. هیدروژن و هلیوم در واقع یک پوسته دارند، اما برای لیتیوم که سه الکترون دارد، وضعیت فرق می‌کند. دو الکترون اول ، اوربیتال (یا حالت انرژی) یکسانی را با اسپینهای متقابل اشغال می‌کنند. اما به‌علت اصل طرد پاولی ، الکترون سوم باید به اوربیتال جدیدی برود که به‌طور متوسط از هسته دورتر است. به این ترتیب ، بر خلاف هلیوم ، لیتیم براحتی یونیده می‌شود و در واکنش های شیمیایی شرکت می‌کند.

اصل طرد پاولی در هسته‌ها

در ساختار پوسته‌ای هسته‌ها هم با وضعیت مشابهی رو برو می‌شویم. چون پروتون و نوترون می‌توانند از طریق برهمکنش ضعیف به یکدیگر تبدیل شوند و در همان حال هر دو تحت تأثیر نیروهای هسته‌ای مشابهی قرار دارند به بقیه است که آنها را به عنوان دو حالت از یک نوکلئون که از لحاظ مختصه ذاتی یا عدد کوانتومی دیگری به نام اسپین ایزوتوپی (ایزوسپین) با یکدیگر تفاوت دارند، در نظر بگیریم.

در این صورت اصل طرد پاولی ایجاب می‌کند که هیچ دو نوکلئونی در یک حالت که با اعداد کوانتومی فضایی و اسپینی و ایزوسپینی یکسان مشخص می‌شود، نباشند. از اصل پاولی می‌توان حتی پیامدهای بنیادی‌تری در سطح زیر هسته‌ای بدست آورد.

یک مثال عملی برای اصل طرد پاولی

به عنوان مثال ، باریونها متشکل از سه کوارک هستند و نتایج آزمایشی حاکی از آن است که ترازهای آنها تابع موجهایی دارند که نسبت به تعویض اعداد کوانتومی فضایی اسپینی و طعم دو کوارک متقارن‌اند. این امر ظاهرا به دلیل آنکه کوارکها فرمیون هستند، با اصل پاولی در تناقض است. اعتقاد راسخ فیزیکدانان به اعتبار عام اصل طرد پاولی ، به فرض و متعاقبا به تأیید یک عدد کوانتومی کوارکی جدید ، به نام رنگ انجامیده است. به این ترتیب ، هیچ دو کوارکی نمی‌توانند حالتهایی را که از نظر فضای اسپینی ، طعم و رنگ یکسان باشند، اشغال کنند.

اصل طرد پاولی در تراز فرعی

مجموعه‌ تمام حالتهای اشغال شده در هر سیستم بس الکترونی را دریای فرمی و بالاترین تراز اشغال شده در دمای صفر مطلق را انرژی فرمی می‌نامند. در نظریه فلزات که انرژیهای فرمی نوعا از مرتبه چند الکترون ولت ، یعنی خیلی بیشتر از انرژی میانگین KT = 0.02 ev برای گاز ایده‌ال در دمای معمولی هستند، از همین تصویر استفاده می‌شود.

چون اصل طرد مانع می‌شود که تمام الکترونها در پایینترین حالت انرژی تجمع کنند، بعضی از آنها حتی در دماهای بسیار پایین انرژهایی نزدیک به انرژی فرمی ، یعنی انرژیهای متناظر با دماهای چند هزار درجه دارند. بنابراین گرم کردن فلز از T = 0 تا دمای معمولی تأثیر کمی روی توزیع انرژی الکترونها ، تأثیر ناچیزی روی گرمای ویژه فلزات دارند و همچنین چرا فلزات نوعا باید تا حد گداختگی داغ باشند تا الکترونها بتوانند از آنها خارج شوند.

مشخص کردن تراز نوار رسانش توسط اصل طرد پاولی

اصل طرد ، همراه با این نکته که ترازهای انرژی الکترونی جامدات در نوارهای انرژی مشخصی توزیع شده‌اند، مبنای نظریه رسانندگی الکتریکی و بسیاری از جنبه‌های فن‌آوری جدید است. جامدی که بالاترین نوار اشغال شده آن ، طبق اصل طرد ، کاملا پر شده باشد، یک عابق الکتریکی است. الکترونهای آن بر اثر میدان الکتریکی نمی‌توانند آزادانه جریان پیدا کنند. به زبان ساده ، به‌علت اصل پاولی جایی برای رفتن ندارند.

از طرف دیگر ، اگر فقط قسمتی از بالاترین نوار اشغال شده پر باشد، جسم جامد رسانای خوبی برای الکتریسیته است. در نیم رساناها گاز بین نوار کاملا پر شده و نوار رسانش مجاز بعدی کوچک ، نوعا در حدود 2ev یا کمتر است. در دمای صفر است که در دمای معمولی بعضی از الکترونها می‌توانند از آن عبور کنند و بخشی از نوار رسانش را پر کنند در نتیجه رسانندگی الکتریکی با افزایش دما افزایش می‌یابد.

اثر فوتوالکتریک

الکترونها می‌توانند با جذب تابش به نوار رسانش نیم رسانا صعود کنند. البته با این شرط که انرژی فوتون فرودی از گاف انرژی بیشتر باشد. این اثر فوتوالکتریک ، مبنای خیلی از کاربردها از قبیل در بازکنهای خودکار است که در آنها جریان الکتریکی با تابش نور کنترل می‌شوند. وقتی که یک الکترون وارد نوار رسانش می‌شود، در دریای فرمی یک جای خالی یا حفره ، باقی می‌ماند که اشغال آن از نظر اصل پاولی مجاز است.

یک الکترون نوار رسانش می‌تواند به چنین حفره‌ای منتقل شود و با این کار ، طی فرآیندی که مشابه گسیل فوتون به هنگام پرش الکترون اتمی به حالتی با انرژی پایینتر است، نور تابش می‌شود. این فرآیند تابشی الکترون و حفره اساس کار دیود نور گسیل (LED) است. و در این فرآیند وقتی که بجای خود به خودی بودن از نوع تحریکی باشد، اساس کار لیزرهای نیم رسانا است. طرز کار ترانزیستورها ، پیوندگاههای دیویدی را هم می‌توان با ملاحظات مشابهی ، بر مبنای تولید الکترونهای رسانش در پی آلاییدگی نیم رساناها توضیح داد.

ابزار آزمایشگاه شیمی(2) 

بوته چيني

بوته چيني (كروزه چيني): بوته آزمايشگاهي ظرف مخروطي (مخروط ناقص) شبيه انگشتانه است كه ليه هاي آن كاملاً صاف و جداره هاي داخلي و خارجي آن صاف و صيقلي است. اگرچه بوته آزمايشگاهي را از جنس فلز (بويژه از نيكل). گرافيت و سفال (بوته گلي يا سفالي) نيز مي سازند اما اين بوته ها عمدتاً از جنس چيني تهيه مي شود و معمولاً داراي سرپوش است.

كاربرد: از بوته در آزمايشـگاه معمولي براي اندازه گيري آب تبلور كات كـبود يا سولفات مس Пبه فرمول H2O 5 CuSO4 .، زاج سبز يا سولفات آهن П به فرمول H2O7 . FeSO4 و نمك قليا يا كربنات سديم به فرمول H2O10 . Na2CO3 و همچنين براي ذوب قند، پارافين جامد و… استفاده مي شود. چون بوته چيني در برابر گرما (تا حدودْ1200C) مقاوم است، از آن در آزمايشگاه هاي شيمي تجزيه براي خشك كردن رسوب كردن رسوب و پختن رسوب در كوره الكتريكي استفاده مي شود.

طرز كار: هنگام گرم كردن بوته بايد آن را با گيره ويژه اي (گيره بوته) برداشت و در حفره مثلث نسوز مناسب، قرار داد. مثلث نسوز طبق شكل، به شكل مثلث است كه از يك مثلث فلزي با سه قطعه روكش چيني نسوز ساخته شده است و از آن عمدتاً براي نگهداشتن بوته، به هنگام گرما دادن آن استفاده مي شود. يك مثلث نسوز هنگامي براي يك بوته مناسب است كه⅔ بوته در حفره آن قرار گيرد، در غير اين صورت حالت نامتعادلي پيدا مي كند و در اثر ضربه كوچكي ممكن است بشكند.

چند نکته درباره بوته چيني

- اسيدها بر بوته اثر ندارند اما بازها سبب خوردگي بوته مي شوند. براي پاك كردن بوته تا حد امكان نبايد از اسيدها هم استفاده كرد.

- بوته هاي شكسـته را نبايد دور ريخـت زيرا از خرده هاي آنها براي آب گيري الكل و تهيه اتيلن مي توان استفاده كرد. (بوته شكسته را مي توان خرد كرده، به عنوان ماده آبگير مورد استفاده قرار داد)

- هنگامي كه از بوته براي سنجش هاي وزني استفاده مي شود نخست بايد بوته خالي را چندين بار در كوره الكتريكي در دماي معين (دماي لازم براي پختن رسوب) قرار داد و پس از سرد كردن، وزن كرد تا به وزن ثابت رسيد. اين كارها، يعني: گرم كردن، سرد كردن و وزن كردن بوته تا رسيدن به وزن ثابت پيش از پختن هر رسوب الزامي است.

شيشه ساعت

شيشه ساعت: شيشه ساعت ابزاري است و همان طور كه از نامش پيداست شبيه شيشه ساعت است و در اندازه هاي مختلف ساخته مي شود.

كاربرد: از شيشه ساعت براي تبخير سريع مايع ها و محلول ها استفاده مي شود.

طرز استفاده: شيشه ساعت را مانند ابزار شيشه اي ديگر، بايد شست و شو داد و در صورت لزوم آن را با دستمال خشك كرد.

گاهي براي سرعت بخشيدن به عمل تبخير، شيشه ساعت را در دهانه بشر قرار مي دهند تا با جوشاندن آب درون بشر و گرم شدن شيشه ساعت با بخار آب جوش، عمل تبخير و تبلور سريعتر انجام گيرد.

قيف شيشه اي

قيف شيشه اي: ابزار مخروطي شكل است كه در قسمت پايين آن لوله باريك و بلندي قرار دارد. نوك اين لوله مورب است. شيشه بدنه قيف معمولاً 60 درجه است.

كاربرد: از قيف براي انتقال محلول از ظرفي به ظرف ديگر استفاده مي شود (به عنوان مثال براي انتقال محلول از ظرفي به بورت، استوانه مدرج، بالن پيمانه اي، قيف شيردار، ارلن و… از قيف استفاده مي شود) براي اين كار، محلول موردنظر را نخست در بشـر ريخته سپس به كمك قيف تمـيز به ظرف دلخواه منتقل مي شود.

- از قيف براي جدا كردن مايع از جامد نيز مي توان استفاده كرد. اين كار در شيمي تجزيه وزني براي صاف كردن رسوبها از اهميت ويژه اي برخوردار است.

طرزكار: براي اين كار نخست بايد قيف راشست و خشك كرد (دراتو) سپس كاغذ صافي متناسب با قيف و با ذره هاي رسوب برگزيد (كاغذ صافي با قيف مناسب است كه پس از قرار دادن در قيف حدود 5/0 تا 5/1 سانتي متر از لبه قيف پايينتر باشد ـ و زماني متناسب با ذره هاي رسوب است كه آب زير صافي كاملاً زلال باشد.

براي گذاشتن كاغذ صافي در قيف ابتدا بايد آن را چندين با تا كرد، به شكل قيف درآورد و در آن گذاشت. براي اين كه كاغذ به قيف بچسبد بايد آن را خيس كرد و با انگشت تميز كاغذ صافي را كاملاً به جداره قيف چسباند. اگر كاغذ صافي كاملاً به قيف نچسبد و حبابهاي هوا بين كاغذ و جداره داخلي قيف بماند عمل صاف كردن كند مي شود.

قطره چگان

قطره چكان: وسيله اي شيشه اي يا پلاستيكي است كه يك طرف آن داراي حباب لاستيكي قابل ارتجاع و طرف ديگر آن يك ميله شيشه اي (يا پلاستيكي) با نوك بسيار باريك است طول لوله قطره چكان با ارتفاع دهانه ظرف محتواي مايع مورد استفاده متناسب مي باشد و از چند سانتي متر تجاوز نمي كند.

كاربرد: معمولاً از قطره چكان براي ريختن معرفها (فنل فتالئين، تورنسل، هليانتين) و يا برداشتن محلول هايي كه بخار سـمي توليد مي كنند (مانند: اسيد كلريدريك غليظ، آب برم، آمونياك و…) و يا محلول هايي كه احتمال خطر آنها هنگام ريختن به دست و لباس زياد است (مانند: محلول اسيد سولفوريك غليظ يا اسيد نيتريك غليظ) استفاده مي كنند.

* در ظرف هاي قطره چكاني تيره رنگ، معمولاً بايد موادي را ريخت كه در اثر جذب نور تجزيه و يا تغيير مي كنند (مانند: پرمنگنات پتاسيم، پراكسيدهيدروژن، اسيد نيتريك غليظ و…)

* در ظرف هاي قطره چكاني يا ظرف هاي درپوش ديگر، هيچ گاه نبايد محلول سود يا پتاس ريخت، زيرا از نوع مواد، هنگام تبخير و خشك شدن درِ ظروف را مسدود مي كنند و جدا كردن آنها بسيار دشوار خواهد بود.

طرز كار: هنگام كار كردن با قطره چكان ابتدا با فشار دادن به لاستيك، هواي درون ميله شيشه اي را بايد خالي كرد و آن را به داخل مايع قرار داد. سپس با برداشتن فشار از روي لاستيك، مايع را به طرف ميله شيشه اي كشيد. پس از بالا كشيدن مايع، از مايع داخل آن، براي آزمايش استفاده كرد.

«بالن حجمي»

بالن حجمي: ظرفي شيشه اي با گردن باريك و دراز است كه بر روي آن خطّ نشانه حلقوي وجود دارد. گنجايش بالن حجمي با عددي كه بر روي آن نوشته شده است مشخص مي شود كه حدّ آن همان خط نشانه است.

كاربرد: بالن حجمي براي 2 منظور به كار مي رود: يكي براي رقيق كردن محلول با غلظت معين، ديگري براي تهيه محلول هاي سنجيده يا استاندارد.

طرز استفاده: بالن حجمـي را معمولاً با قيفـي كه در دهانه آن قـرار مي گيرد، بايد پر كرد. نخست مي توان مايع يا محلول را با سرعت تا رسيدن سطح آن به نزديك خط نشانه در بالن حجمي ريخت براي پر كردن بالن تا خط نشانه، بهتر است از قطره چكان كمك گرفت و با ريختن قطره قطره‌ محلول موردنظر آن را به طور دقيق به خط نشانه رسانيد (اين عمل را اصطلاحاً به حجم رسانيدن مي نامند). براي دقت بيشتر بايد انحناي سـطح مايع يا محلول بر خطِ نشانه مماس باشـد. در اين حالت بايد چشم را طوري نگاهداشت كه نيم دايره خط نشانه سمت آزمايش كننده، نيمه ديگر خط نشانه پشتي را كاملاً بپوشاند (ديده نشود). چون از بالن حجمي براي سنجش هاي دقيق استفاده مي شود، رعايت اين نكته بسيار ضروري است.

استوانه مدرج

استوانه مدرج: لوله شيشه اي استوانه اي شكل، مشابه لوله آزمايش است كه در پايه اي از جنس پلاستيك جاي مي گيرد و يا عموماً داراي پايه پهن شيشه اي است كه مي تواند آن را روي ميز به طور قائم نگهدارد. لبه آن مانند بشر، برگشتگي شيارمانندي براي خالي كردن محلول دارد. تفاوت درجه بندي آن با بورت و پيپت در اين است كه درجه هاي كوچكتر آن در پايين قرار دارد.

كاربرد: ابزاري است كه در اندازه گيري حجم مايع ها به كار مي رود.

طرز استفاده: استوانه مدرج را بايد در جاي كاملاً صاف و مسطح قرار داد و هنگام ريختن يا برداشتن محلول، پايه آن را با دو انگشت محكم نگهداشت تا از افتادن و شكستن آن جلوگيري شود.

چند نكته: چون استوانه مدرج، برخلاف لوله آزمايش جاي خاصي ندارد. از اين رو بايد بي درنگ پس از انجام كار، آن را دور از دسترس، در جاي امني قرار داد. اگر لبه استوانه مدرج پريده باشد، نبايد آن را دور انداخت. زيرا با استفاده از لوله هاي پلاستيكي شفاف و مناسب مي توان از آنها دوباره استفاده كرد. براي اين منظور مي توان قسمت شكسته آن را با سوهان صاف كرد و حلقه اي از لوله پلاستيكي مناسب به لبه آن وصل و با باريك كردن يك گوشه لوله پلاستيكي از آن استفاده كرد. از استوانه مدرجي كه ارتفاع آنها در اثر شكسته شدن، خيلي كوتاه شده باشد، براي اندازه گيري چگالي مايع ها (آب، نفت، جيوه…) مي توان استفاده كرد.

بشر

بشر: بشر يا ليوان آزمايشگاهي وسيله استوانه اي شكل است كه در اندازه هاي مختلف از شيشه و يا پلاستيك ساخته مي شود.

كاربرد: بشـر ممكن است ساده يا مدرج باشـد. از بشر مدرج اغلب براي برداشتن حجم معيني از مايع ها هم استفاده مي شود. از بشر مدرج يا ساده، براي برداشتن مايع ها، گرم كردن محلول ها (از جنس شيشه اي) تهيه‌ محلول، حل كردن مواد، انتقال محلول، رسوب گيري، تهيه مواد و غيره استفاده مي شود.

طرز كار: پيش از هر كاري بايد بشر را شست. براي شستن بشر بايد با لوله شوي جداره داخلي و خارجي بشـر را ساييد تا مواد چسبنده به آن جدا شود، سپس آن را با آب معمولي شست. بسته به نوع كار مي توان بشر را مانند بورت يا پيپت شست و شو داد (يعني شستن، آب كشيدن با آب معمولي، كُر دادن با آب مقطر، كر دادن با محلول موردنظر كه بايد در بشر ريخته شود)

بيرون بشـر را پس از شست و شـو بايد با دسـتمال تميز خشك كرد، براي خشك كردن داخل آن مي توان از اين روش استفاده كرد:

- بشر را روي سه پايه و توري نسوز گذاشت و شعله چراغ گاز را دور تا دور گرداند. (شعله را نبايد داخل بشر برد زيرا اين عمل سبب شكستگي آن مي شود) تا كاملاً داخل آن خشك شود. بشر را تا مدتي به همان حال بايد باقي گذاشت تا سرد شود.

اسپاتول

اسپاتول: ابزار چيني يا فلزي است كه داراي 2 قسمت مي باشد، يكي دسته و ديگري تيغه. كه كمي پهنتر است. از اسپاتول براي نرم كردن مواد جامد و برداشتن آن استفاده مي شود. لازم است يادآوري كنيم كه مواد شيميايي را نبايد با دست برداشت. براي برداشتن مواد ابزاري مانند: اسپاتول، انواع قاشق هاي چيني و پلاستيكي و يا فلزي را بايد به كار برد.

فرایند تبلور  

تبلور یک ماده ، عبارتست از جهت یافتگی ذره‌ای و آرایش مولکولی و تثبیت این نظم در فضای ماده.

تاریخچه بلورشناسی

علم بلورشناسی یا کریستالوگرافی درباره نحوه تشکیل و رشد بلورها و شکل ظاهری و ساختمان داخلی آنها و نیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد متبلور بحث می‌نماید. کلمه کریستال (Crystal) اصل یونانی دارد که از دو کلمه (سرد= Kryos) و (سخت شدن= Stellesual) تشکیل شده که مجموعا معنی سخت شدن در اثر سرما را می‌دهد.

فلاسفه قدیم نیز منشاء بلورهای یک سنگ را بلورهای یخ می‌دانستند که بر اثر تحمل سرمای بسیار شدید در طول مدت مدید ، طوری سخت و مقاوم شده است که می‌تواند حرارتهای بالاتر از صفر را هم تحمل نماید. در سال 1690 ، "Huyghens" دریافت که بلورها از اجتماع ذرات کوچکتر بوجود آمده‌اند و در سال 1912 ، "M.V.Laue" توانست تئوری ساختمان شبکه‌ای در بلورها را با استفاده از اشعه ایکس به اثبات برساند.

تبلور و نمو بلورها

برای اینکه یک بلور بتواند تشکیل گردد، باید در وحله اول نطفه آن بسته شود، پس از تشکیل ، نطفه شروع به نمو می‌کند تا بالاخره بلوری که بوسیله سطوح احاطه شده است، بوجود آید. نطفه‌های بلور عبارتند از بلورهای ریزی با قطر تقریبی 40 تا 180 آنگستروم که بطور ناگهانی در بخارات و مایعات اشباع شده و یا مواد مذاب سرد شده تشکیل می‌شوند. در اجسام جامد تشکیل بلور ، نقش مهمی را بازی می‌کند، مثلا تشکیل بلور که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی یا نارسائی‌های حرارتی در شیشه ایجاد می‌گردد، باعث از بین رفتن شفافیت شیشه خواهد شد.

تبلور معمولا در موقع تبدیل یک حالت فیزیکی به حالت فیزیکی دیگر صورت می‌گیرد. این تبدیل به سه صورت زیر انجام می‌شود:

تبلور در هنگام تبدیل حالت مایع به جامد

این نوع تبلور به دو صورت انجماد مواد مذاب و تبلور مواد محلول انجام می‌گیرد:

• انجماد مواد مذاب :
  
  اگر ماده مذاب به سرعت سرد شود، اتمها یا مولکولها با هر موقعیتی که دارند، متراکم و بی‌حرکت می‌شوند و ماده منجمد می‌گردد. در این صورت جسمی جامد و ایزوتوپ بدون داشتن نظم ذره‌ای تشکیل می‌شود. اگر سرد شدن با آرامی و کند انجام شود، اتمها و مولکولها با توجه به نیروی جاذبه خود و اطاعت از شبکه تبلور کنار هم چیده شده و نطفه بلور را تشکیل می‌دهند. سپس در نتیجه اتصال سایر مولکولهای منزوی و معلق در ماده مذاب به نطفه بلور ، حجم آن افزایش می‌یابد تا اینکه به بلوری درشت تبدیل می‌گردد.
  
  
• تبلور مواد محلول :
  
  در این نوع تبلور باید محلول به حال فوق اشباع باشد. در چنین محلولهایی بلورها تشکیل و ته‌نشین می‌شوند. این بلورها ابتدا به صورت نطفه‌های متحرک می‌باشند، علت تحرک آنها حرکات قبلی یونها و مولکولهای سازنده آنها است. در محلولها نیز مانند انجماد مواد مذاب ، رشد بلورها از طریق اتصال منظم یونها ، اتمها و مولکولهای معلق در محلول به نطفه‌های بلور صورت می‌گیرد.

تبلور در هنگام تبدیل حالت بخار به جامد سوبلیماسیون

در این حالت تبلور ، بلورها مستقیما از تبدیل بخار به جامد حاصل می‌شوند. این بلورها معمولا کوچک و دارای طرح اولیه می‌باشند که اصطلاحا اسکلت بلور گفته می‌شود. در طبیعت ، سوبلیماسیون در گازهای خشک آتشفشانی دیده می‌شود. در این حالت مواد گازی آتشفشانی در شکافهای توده آذرین مستقیما به بلور تبدیل می‌گردند. مثال بسیار روشن برای پدیده سوبلیمانسیون ، تشکیل قشرهای بلور یخ ناشی از انجماد مستقیم بخار آب اطاقها بر روی شیشه پنجره‌ها در سرمای زمستان می‌باشد.

تبلور مواد جامد

حالت سوم تبلور که خوب شناخته نشده و در طبیعت فراوان دیده می‌شود، تبلور در محیط جامد است. در این حالت رشد بلورها بخرج بلورهای کوچکتر و تحت تاثیر فشار و حرارت و در مدت زمان طولانی صورت می‌گیرد. برای مثال امروزه سنگهای شیشه‌ای آتشفشانی خیلی قدیمی را متبلور می‌بینیم. بنابراین معلوم می‌شود که این گونه سنگها به تدریج در طول زمان متبلور شده‌اند. سنگهای آهکی دانه ریز که از بلورهای ریز کربنات کلسیم تشکیل شده‌اند، تحت تاثیر عوامل دگرگونی (فشار و حرارت) به مرمر که دارای بلورهای دانه درشت کلسیت است، تبدیل می‌گردد.

تاثیر عوامل خارجی در نمو بلورها

شرایط زیر سبب بوجود آمدن اختلاف در اندازه بلورها می‌گردد:

1. سرعت انجماد :
   
   افزایش طول مدت انجماد یک ماده مذاب امکان تغذیه شیمیایی بیشتر بلورها از ماده مذاب را فراهم می‌سازد. بنابراین کم شدن سرعت انجماد ، موجب تشکیل بلورهای درشت و تسریع در انجماد سبب تشکیل بلورهای کوچک و ریز می‌گردد.
   
   
2. وجود مواد فرار :
   
   وجود بخار آب و گازها در یک ماده مذاب ، نقطه انجماد را پایین آورده و سرعت انجماد را کند می‌سازد. بنابراین باعث افزایش رشد بلورهای آن ماده می‌شود. به عنوان مثال در رگه‌های پگماتیت به علت وجود بخار آب و گازهای فراوان در ماده مذاب پگماتیتی ، بلورها به مراتب درشت‌تر از بلورهای توده آذرین اصلی است، حال آنکه سرعت انجماد در رگه‌های پگماتیت از سرعت انجماد توده آذرین اصلی بیشتر بوده است.
   
   
3. تراکم محلول :
   
   اندازه بلورها در یک محلول بستگی به درجه اشباع شدگی آن محلول دارد. در محلولهای فوق اشباع تعداد مراکز تبلور فراوان می‌باشد و در نتیجه اندازه بلورها کوچک خواهد شد. برعکس در محلولهائی با درجه اشباع شدگی کمتر تعداد مراکز تبلور کم بوده و بنابراین اندازه بلورها درشت‌تر خواهد بود.

میانبار یا ادخال در بلورها

در حین رشد بلور ممکن است موادی به صورت جامد ، مایع و یا گاز به سطح بلور بچسبد. ادامه رشد بلور باعث می‌شود که این مواد در درون بلور قرار گرفته، موجب تشکیل ادخال در داخل بلور گردد، حبابهایی خیلی کوچک گاز کربنیک همراه با آب در داخل بلور کوارتز و یا قطرات خیلی کوچک آب در بلورهای نمک طعام و نیز قطرات مواد مذاب غیر متبلور (شیشه) در درون بلورهای فلدسپات ادخالهائی می‌باشند که همزمان با تبلور بلور در داخل آن قرار می‌گیرند.

اجتماع بلورها

اجتماع بلورها به دو صورت اجتماع منظم و نامنظم مشاهده می‌شود:

• اجتماع نامنظم :
  
  در این نوع ، اجتماع بلورها در جهات مختلف بدون رعایت نظم و ترتیب صورت می‌گیرد. مثلا در یک توده نبات یا در اختلاط گچ زنده با آب می‌بینیم که گچ می‌بندد. سخت و یکپارچه شدن این ماده به علت تبلور مجدد بلورهای ژیپس و چسبیدن آنها به یکدیگر صورت می‌گیرد.
  
  
• اجتماع منظم :
  
  هرگاه در زمان تشکیل و نمو بلورها ، شرایط مناسب باشد، نطفه‌های بلور بطور اتفاقی در کنار هم نمی‌گیرند، بلکه طبق قواعد معین با نظم و ترتیب خاصی با یکدیگر ، رشد و نمو خواهند نمود. صورتهای مختلف اجتماع منظم بلورها عبارتند از:
  
  
  • اجتماع کروی (اسفرولیتی) :
    
    اگر تبلور ماده مذاب سریع صورت بگیرد و تعداد مراکز تبلور کم باشد، بلورها به شکل سوزنهای باریک و به صورت دستجات کروی و جدا از هم تشکیل می‌شوند، مانند بلورهای سوزنی شکل طلا و کلرور پتاسیم که در سیستم کوپیک متبلور می‌شوند.
    
    
  • اجتماع موازی :
    
    در این گونه تجمع ، بلورها بطور موازی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و دارای سطوح مشترکی می‌باشند. در اجتماع موازی بلورها معمولا بلورهای هم‌جنس شرکت دارند، مانند بلور کوارتز.
    
    
  • اجتماع بلورهای غیرهم‌جنس :
    
    علاوه بر بلور هم‌جنس ، بلورهای غیرهم‌جنس نیز به نوبه خود تشکیل اجتماع منظم و یا جهت‌دار می‌دهند. این نوع اجتماعات بر پایه تشکیل نطفه بلوری بر روی بلور دیگری قرار دارد، به نحوی که سطح مشترک بین دو بلور از نظر ساختمان شبکه‌ای مشابه باشند. برای مثال ، اغلب بر روی بلورهای ورقه‌ای هماتیت بلورهای سوزنی شکل روتیل نمو نموده‌اند و در پگماتیتها بلورهای کوارتز در داخل بلور ارتوز به صورت اجتماع موازی دیده می‌شود.

اختصاصات مواد متبلور

اجسام متبلور به خاطر داشتن شکل مخصوص ، سختی ، خاصیت ارتجاعی ، مقاومت محدود در مقابل حرارت و فشار و نقطه ذوب از مایعات و گازها متمایز می‌شوند. بعضی از مواد متبلور مانند پارافین نرم هستند و اجسامی مانند شیشه و پلاستیک هرچند که جامدند، ولی متبلور نمی‌باشند. بلورها اجسامی همگن و ان‌ایزوتوپ هستند. ان‌ایزوتوپ بودن بلور به این علت است که اختصاصات فیزیکی مانند سرعت انتشار حرارت و نور یا درجه سختی و غیره در جهات موازی آنها برابر می‌باشد و در جهات مختلف نابرابر می‌باشد.

رنگ بلورها

هرگاه بخش اعظم نور از بلور عبور کند و فقط مقدار کمی از آن جذب گردد، بلور شفاف دیده می‌شود و چنانچه مقدار نور جذب شده و نوری که از بلور عبور می‌کند، تقریبا برابر باشد، بلور نیمه شفاف به نظر می‌رسد. در صورتی که اگر تمام نور وارده جذب گردد، بلور تیره دیده می‌شود. هرگاه جذب نور برای طول موجهای مختلف متفاوت باشد، بلور رنگی بنظر می‌رسد.

بعضی از بلورها دارای رنگهای مشخص هستند، مثلا مالاکیت دارای رنگ سبز و ازوریت دارای رنگ آبی آسمانی می‌باشد. تعدادی از بلورها در اصل بی‌رنگ می‌باشند، ولی در اثر وجود ناخالصی و یا پیگمان به رنگهای مختلفی دیده می‌شوند. مثلا کوارتز بی‌رنگ بوده، ولی در اثر ناخالص دارای رنگهای سفید ، بنفش ، دودی ، زرد ، صورتی و سیاه می‌باشد و یا وجود کروم به صورت پیگمان در کروندوم باعث رنگ قرمز آن می‌شود.

برخی از کاربردهای بلورها

• بلورهای و نظایر آنها در ساختن وسایل نوری بکار می‌روند.
  
  
• بلورهائی با خاصیت پیروالکتریسته مثل در صنعت الکترونیک کاربرد دارند.
  
  
• بلورهای SiC در تهیه ترانزیستور و روبین یا یاقوت در تهیه اشعه لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  
  بلورها برحسب نوع ذرات تشکیل دهنده و نیروهای نگه دارنده این ذرات به چهار نوع بلورهای یونی ، مولکولی ، کووالانسی (مشبک) ، فلزی گروه بندی می‌شوند.

 

سوالات تشریحی شیمی ۲

ادامه مطلب

 

تاریخچه عناصر شیمیایی

در یونان قدیم و در سده پنجم بیش از میلاد ، عده‌ای از فیلسوفان آب را مادة‌المواد پنداشته، گروهی هم آتش و عده ای هم هوا را منشاء همه اجسام در طبیعت می‌دانستند. در پایان سده پنجم پیش از میلاد ، "امپیدوکل" ، فرضیه پیشینیان خود را در یک فرضیه جمع‌آوری و به آن عنصر خاک را نیز اضافه کرد و فرضیه چهار عنصر شناخته گردید که هر کدام دارای یک خاصیت معین می‌باشند و این خواص قابل تبدیل به یکدیگرند.

"ارسطو" (384-322 پیش از میلاد) که نفوذ زیادی در سایر فلاسفه بعدی خود داشت، معتقد بود که تمام مواد از عناصری ساخته شده‌اند که این عناصر ، ازلی و قدیم‌اند، نه از عدم بوجود می‌آیند و نه معدوم می‌شوند و کمیت آنها در طبیعت تغییر ناپذیر است. به عقیده او ماده اولیه دارای چهار خاصیت است که دو به دو در برابر هم و به صورت زوج متضاد قرار گرفته‌اند. این چهار ماده عبارتند از: گرمی ، سردی ، خشکی و رطوبت. تفاوت مواد ، وابسته به مقدار ترکیبی آن از هر یک از این چهار عنصر و نسبت آنها می‌باشد. ترکیب دو زوج خاصیت توسط ارسطو ، او را سرانجام با امپیدوکل در مکتب چهار عنصر همراه ساخت که خاک ، آب ، آتش و هوا باشد.

در قرون وسطی ، کیمیاگران روشی را برای تشخیص عناصر ساده از اجسام پیچیده نداشتند و تنها چند فلز را می‌شناختند، مانند آرسنیک ، قلع و غیره. کیمیاگران سده‌های میانی ، شمار عناصر را برابر با 7 سیاره می‌دانستند: مس ، آهن ، نقره ، طلا ، قلع ، سرب ، گوگرد و جیوه. گوگرد را پدر عناصر و جیوه را مادر آنها می‌دانستند.

با پیشرفت دانش در سده‌های اخیر ، کم‌کم ماهیت عناصر روشن گردید، مواد گوناگون در دست تجزیه و ترکیب قرار گرفت و عناصر شیمیایی ، ابتدا بطور مجزا و جدا از هم مورد مطالعه قرار گرفتند و سپس بعدها پیوند و بستگی کامل آنها در جدول پریود ( جدول مندلیف ) منعکس گردید. با پیشرفت علم ، نحوه پیوستگی این جدول نیز کاملتر و دقیق‌تر شد که در ذیل به شرح آنها می‌پردازیم.

اولین طبقه بندی عناصر شیمیایی

در 1829 ، شیمیدان آلمانی "دوبراینر" ، نتیجه مطالعات خود را در طبقه‌بندی عناصر برحسب خواص شیمیایی مشابه آنها منتشر کرد و استنباط کرد که می‌توان عناصری را که دارای خواص مشابه هستند، به دسته‌های سه‌تایی تقسیم کرد که در این صورت وزن اتمی یکی از آنها معدل وزنهای اتمی دو تای دیگر است. مثلا وزن اتمی لیتیم ، سدیم و پتاسیم ، به‌ترتیب 7 ، 23 و 39 است. از روی وزن اتمی لیتیم و پتاسیم می‌توان وزن اتمی سدیم را به صورت زیر بدست آورد:



دوبراینر ، این گروهها را تریاد یا گروههای سه گانه نامید. لیکن در میان همه عناصری که در آن زمان شناخته شده بود، وی تنها به کشف چهار گروه سه گانه یا چهار تریاد موفق گردید.

مطالعات و بررسیهای انجام شده پیش از مندلیف

در سال 1862 ، "Dechancourtoi" ،‌ عناصر را به ترتیب وزن اتمی ، بوسیله نقاطی روی یک مارپیچ نمایش داد. بطوری‌که اختلاف اوزان اتمی برای دو نقطه که فاصله یک حلقه روی مارپیچ داشتند، 16 بود و سعی کرد که تشابه خواص یک گروه را از روی ارتباط هندسی بین نقاط مارپیچ نمایش دهد. مثلا کلر ، برم و ید ، بوسیله نقاط واقع در یک خط نمایش داده شدند؛ ولی متاسفانه کارش مورد توجه واقع نگردید.

در سال 1863 ، "نیولندز" ، دانشمند انگلیسی ، عناصر را به ترتیب افزایش وزن اتمی تنظیم کرد و بدین نکته پی برد که هر هشت عنصر از هر کجا که شروع می‌شود، مانند نت هشتم در موسیقی تقریبا خواص عنصر نخستین را تکرار می‌کند. این رابطه را قانون اکتاوها نامید. سه اکتاو نخستین نیولندز برای نشان دادن سیستم او در زیر آورده می‌شود:

O N C B Be Li H S P Si Al Mg Na F Fe Mn Ti Cr Ca K Cl

این سیستم ، تناقضات زیادی را دربر داشت، لیکن بر پایه این فرضیه صحیح نهاده شده بود که خواص عناصر برحسب پریودی معین ، با افزایش وزن اتمی تغییر می‌کنند.

سال بعد ، "Lother- Mayer" جدول شامل بعضی عناصر شیمیایی که برحسب ظرفیت آنها به شش گروه تقسیم شده بود، منتشر کرد. Mayer با توجه به اینکه اختلاف میان وزن اتمی عناصر متوالی در هر گروه ، پایداری معینی را نشان می‌دهد، نوشته خود را بدین مضمون پایان داد: « شکی نیست که میان ارزش عددی و وزنهای اتمی رابطه معینی وجود دارد. » لیکن مایر نتیجه‌های قطعی‌تری درباره ماهیت و اهمیت این رابطه بدست نیاورد.

"مندلیف" (Dmitri Mandeleew) روی جدول تنظیمی خود 20 سال کار کرد تا توانست در سال 1868 آنرا عرضه کند و در مارس 1869 اولین گزارش مختصر خود راجع به قانون پریود به انجمن شیمی _ فیزیک پترزبورگ تقدیم داشت.

قانون تناوبی مندلیف

کشف مهم مندلیف که شاهکار تحقیقات علمی اوست، این بود که متوجه شد خواص قابل اندازه گیری عناصر با افزایش اوزان اتمی ترقی یا تنزل نمی‌کند، بلکه این تغییرات ، تناوب دارد و بطور متناوب گاهی صعودی و گاهی نزولی است. مندلیف برای اینکه عناصر مشابه را زیر یکدیگر قرار دهد، ناچار شد برای برخی عناصر کشف نشده در آن زمان ، در جدول خود جای خالی بگذارد و او توانست خواص سه عنصر ناشناخته را پیش بینی نماید.

با کشف گالیم در سال 1875 توسط "de.Bosibaudran" فرانسوی ، اسکاندیم توسط Larnilson سوئدی در سال 1879 و ژرمانیم توسط Clemenswinkler آلمانی در سال 1885 ، پیشگویی‌های مندلیف تائید گردید و سیستم تناوبی ، جایگاهی مناسب یافت. مندلیف وجود گازهای نجیب (Ra , Xe , Kr , Ar , Ne , He ) را پیش بینی نکرد، اما در هر حال پس از کشف این عناصر در سالهای 1898-1892 ، عناصر مزبور به سهولت در گروه خود در جدول جا داده شدند.

درست ماندن جدول تناوبی ایجاب می‌کرد که سه عنصر I , Ni , K در محلی غیر از آنکه ترتیب افزایش وزن اتمی حکم می‌کرد، قرار داده شوند. مثلا ید ، بر اساس وزن اتمی باید عنصر شماره 52 باشد، اما برای قرار گرفتن در گروه عناصر به لحاظ شیمیایی ، مشابه Br , Cl , F ، عنصر شماره 53 در نظر گرفته شد. مطالعه بعدی طبقه‌بندی تناوبی ، بسیاری از شیمیدانها را متقاعد ساخت که خاصیت بنیادی دیگر جز وزن اتمی موجب پیدایش خاصیت مشهود تناوبی است. پیشنهاد شد که این خاصیت بنیادی به نحوی با عدد اتمی مرتبط است.

شایان ذکر است که در زمان مندلیف ، تنها 62 عنصر شناخته شده بود و اوزان اتمی آنها با روشهای غیر دقیق تعیین گردیده بود و از خواص آنها اطلاعات کمتری در دست قرار داشت و در چنین شرایطی ، مندلیف توانست رابطه و تشابه بین گروهی از عناصر مختلف را درک کند.

قانون تناوبی موزلی

"هنری موزلی" Henry G.J.Mosley در سالهای 1913 و 1914 مشکل فوق را حل کرد؛ او توانست با بررسی طیف پرتو ایکس عناصر ، اهمیت عدد اتمی را نشان دهد و طیف پرتو ایکس سی و هشت عنصر را که اعداد اتمی آنها بین 13 (Al) و 79 (Au) بود، مورد بررسی قرار داد و دریافت که وقتی عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی مرتب شده باشند، ریشه دوم فرکانس خط طیفی از عنصری به عنصر دیگر همیشه به مقدار ثابتی افزایش می‌یابد.

بنابراین موزلی موفق شد که بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر ، عدد اتمی صحیح آن را تعیین کند و به این ترتیب توانست مشکل طبقه بندی عناصری را حل کند که بر اساس وزن اتمی در جای درست خود قرار نمی‌گرفتند. او همچنین ابراز داشت که بین ₅₈Ce تا ₇₁Lu باید چهارده عنصر وجود وجود داشته باشد و ثابت کرد که این عناصر باید در جدول تناوبی به دنبال لانتان قرار گیرند.

در آن زمان هنوز خانه‌های 43 ، 61 ، 72 ، 75 ، 85 و 87 خالی مانده بود و وجود عناصر احتمالی را که هنوز کشف نشده بود، نشان می‌داد. در سال 1922 ، Hafnium کشف شد که خانه 72 را اشغال کرد. سپس در سال 1925 خانه 75 توسط عنصر Rhenium پر گردید. درباره چهار عنصر باقیمانده باید گفت که با اظهار نظرهای چندی درباره کشف آنها هنوز دلیل قابل اطمینانی بر وجود این عناصر در طبیعت در دست نیست و هر چهار عنصر اخیرا بطور مصنوعی تهیه شده‌اند و این عناصر را Francium ، Astatine ، Promerhiam ، Technetium نامیدند.

سنجش رقمهای اتمی عناصر ، بوسیله طیف اشعه ایکس از نظر دیگر نیز بسیار اهمیت داشته است. این کار تعیین عدد کلی خانه‌ها را در جدول بین هیدروژن با عدد اتمی یک و اورانیوم با عدد اتمی 92 که در آن زمان آخرین عضو جدول تناوبی تصور می‌شد، ممکن ساخت و به این ترتیب جدول تناوبی تکامل یافت و با کشف عناصر جدید به تعداد عناصر شناخته شده افزوده گردید تا اینکه جدول تناوبی عناصر به صورت کنونی درآمده است.

طبقه بندی عناصر در جدول تناوبی

عناصر نماینده

این عناصر گروههای A جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و شامل فلزات و نافلزات هستند. خواص شیمیایی این عناصر بسیار متنوع است. بعضی از آنها دیامغناطیس و برخی دیگر پارامغناطیس هستند، ولی ترکیبات این عناصر معمولا دیامغناطیس و بی‌رنگ‌اند. در این عناصر الکترون متمایز کننده ، الکترون s یا p است که به روش بناگذاری به آخرین پوسته الکترونی افزوده می‌شود.

عناصر واسطه

این عناصر در گروههای B جدول تناوبی دیده می‌شود. تمام این عناصر فلز بوده ، بیشتر آنها پارامغناطیس‌اند و ترکیبات شدیدا رنگین و پارامغناطیس بوجود می‌آورند. در این عناصر الکترون متمایز کننده که به روش بناگذاری به عنصر پیشین اضافه می‌شود، الکترون d است و به پوسته ماقبل آخر افزوده می‌شود. در عناصر واسطه ، الکترونهای دو پوسته آخری در واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عناصر واسطه داخلی

این عناصر در پایین جدول تناوبی دیده می‌شوند، اما در واقع باید در تناوبهای ششم و هفتم به دنبال عناصر گروه IIIB قرار گیرند. 14 عنصری که در تناوب ششم بعد از لانتان قرار دارند، سری لانتانیدها نامیده می‌شوند. در تناوب هفتم ، دسته‌ای که به دنبال اکتنیم قرار می‌گیرند، سری اکتینیدها خوانده شده‌اند. در این دسته از عناصر ، الکترونهای متمایز کننده از نوع f بوده ، در پوسته فرعی f واقع در پوسته زیر ماقبل آخر قرار می‌گیرند. تمام عناصر واسطه درونی ، فلز هستند. این عناصر پارامغناطیس‌اند و ترکیبات آنها نیز رنگین و پارامغناطیس می‌باشند.

گازهای نجیب

در جدول تناوبی ، گازهای نجیب در انتهای هر تناوب جای دارند. این عناصر گازهای بی‌رنگ ، تک اتمی ، دیامغناطیس و از نظر شیمیایی غیر فعال‌اند. بجز هلیم (که آرایش الکترونی دارد) ، تمام گازهای نجیب آرایش الکترونی بیرونی که نظمی بسیار پایدار است، دارند.

ایزوتوپ 

یکی از فرض های بدیهی نظریه اتمی دالتون این است که هر یک از اتمهای یک عنصر از هر لحاظ (از جمله جرم) با اتمهای دیگر آن یکسان است. ولی در اوایل قرن بیستم معلوم شد که یک عنصر ممکن است شامل چند نوع اتم باشد که اختلاف آنها با یکدیگر در جرم اتمی است. فردریک سودی اصطلاح ایزوتوپ (از واژه یونانی به معنای هم مکان) را برای اتمهای یک عنصر که که از نظر جرم با یکدیگر تفاوت دارند پیشنهاد کرد.

برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (1919) و آرتور دمپستر (1918) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در 1912 ارائه کرده بود ساخته شد. اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرمهای متفاوت (ایزوتوپها ) باشد، این تفاوت در مقادیر یونهای مثبت حاصل از این اتمها پدیدار می گردد.طیف نگار جرمی یونها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می کند، و سبب می شود که یونهای مثبت متفاوت در محلهای مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کند.
وقتی دستگاه کار می کند، اتمهای بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یونهای مثبت تبدیل می شوند.این یونها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می کنند. اگر ولتاژ این میدان ثابت نگه داشته شود، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می شوند. این سرعت، مقدار بار به جرم و شدت میدا مغناطیسی، شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می کند.



اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگه داشته شوند، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. این محل را می توان با تغییر پتانسیلی که موجب شتاب یونها می شود، تغییر داد. ولی یونهایی که مقدار بار به جرم متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. هر گاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می گیرد، جای گزین صفحه عکاسی شود، دستگاه را طیف سنج جرمی می نامیم. با استفاده از طیف سنج جرمی می توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر (انواع ایزوتوپهای موجود و مقدار نسبی هر یک) را تعیین کرد.

ایزوتوپها، اتمهایی با عدد اتمی مساوی و عدد جرمی متفاوتند. این اتمها دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه هم (در اغلب موارد غیر قابل تشخیص) هستند. مثلا در طبیعت دو نوع اتم کلر وجود داردکه هر دو 17 پروتون و 17 الکترون دارند ولی یکی دارای 18 نوترون و دیگری دارای 20 نوترون است. بنابراین، اختلاف ایزوتوپها در تعداد نوترونهای هسته ها آنهاست. بعضی از عناصر فقط به یک شکل ایزوتوپی در طبیعت وجود دارند(مثل سدیم، بریلیم و فلوئور). ولی اغلب عناصر بیش از یک ایزوتوپ دارند.مثلا قلع دارای ده ایزوتوپ است. اصطلاح نوکلید، به طور کلی، برای گونه های اتمی به کار می رود.

بسیاری از ایزوتوپها از ایزوتوپها رادیواکتیو هستن ، یعنی ذراتی با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود را ساطع می کنند . از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.

جریان خون

مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیو اکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود . سپس مسیر آن توسط آشکارسازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود . این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود ، که صفحه آن هر گونه اختلالی ، مانند انعقاد خون در رگها ، را نشان می دهد . با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد.

فرسودگی ماشین آلات

آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت . مقادیر اندکی از ایزوتوپهای رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ وپیستونها اضافه می شود . سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است مححاسبه می شود.

جدول تناوبی عناصر 

روز جداسازی رادیوم 

Maria Skłodowska-Curie در روز بیستم آوریل 1902، ماری (Marie)  و پیر کوری (Pierre Curie)  موفق شدند نمک رادیوم رادیواکتیو را از یک کانی پیچبلند - Pitchblende  (کانی سیاهرنگ محتوی اورانیوم و رادیوم) جدا کنند. در سال 1898، کوری ها در حین تحقیقات خود بر روی کانی پیچبلند، عناصر رادیوم و پولونیوم را کشف کردند. یک سال بعد از جدا سازی رادیوم، آنها، همراه با هنری بکرل (A. Henri Becquerel)  دانشمند فرانسوی ? کاشف رادیواکتیویته اورانیوم- ، جایزه نوبل فیزیک سال 1903 را به خاطر پیشگام شدن در تحقیقات رادیواکتیویته، از آن خود کردند. ماری کوری، با نام خانوادگی اسکلودوفسکا (Sklodowska) ، در سال 1867 در ورشو، لهستان متولد شد. او دختر یک معلم فیزیک و دانش آموزی با استعداد بود و موفق شد در سال 1891 برای ادامه تحصیل به دانشگاه سوربن (Sorbonne)  پاریس برود. او توانست تحصیلات خود را با درجه عالی در علوم فیزیک و ریاضیات به اتمام برساند و در همان سال (1894) با پیر کوری، فیزیکدان و شیمیست برجسته فرانسوی که کارهایی ارزنده در زمینه علوم مغناطیس انجام داده بود، آشنا شد و آنها در سال 1895 با یکدیگر ازدواج کردند. این ازدواج، آغاز یک همکاری علمی بود که توانست این زوج را به شهرت جهانی برساند. ماری در پی یافتن موضوعی برای تز دکترای خود به مطالعه اورانیوم پرداخت، که این با کشف رادیواکتیویته توسط بکرل همزمان بود. اصطلاح رادیواکتیویته، که پدیده پرتوافکنی ناشی از تجزیه اتم را توصیف میکند، درواقع توسط ماری کوری ابداع شد. او در آزمایشگاه شوهرش مشغول مطالعه بر روی کانی پیچبلند، که اورانیوم عنصر اصلی تشکیل دهنده آن است، بود و وجود احتمالی یک یا دو عنصر رادیو اکتیو دیگر را در آن اعلام کرد. پیر کوری در تحقیقات به او پیوست و در سال 1898، آنها دو عنصر رادیوم و پولونیم (که به خاطر زادگاه ماری Poland  ?لهستان- به این نام خوانده شد) را کشف کردند. در مدتی که پیر مشغول جستجو در خواص فیزیکی این عناصر جدید بود، ماری بر روی جدا سازی شیمیایی رادیوم از پیچبلند کار میکرد. برخلاف رادیوم و پولونیم، رادیوم به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و ماری به همراه دستیارش آندری دوبیرن (Andr?erne) ، به طور خستگی ناپذیری کار کردند تا در سال 1902 موفق شدند از چند تن کانی پیچبلند، تنها یک دهم گرم کلرید رادیوم خالص را جدا کنند. حاصل این تحقیقات ، دریافت درجه دکترا در ماه ژوئن 1903 و دریافت جایزه نوبل مشترک با شوهرش و بکرل بود. ماری کوری اولین زنی بود که موفق به دریافت این جایزه شد.   Marie & Pierre Curie پیر کوری در سال 1904 به سمت استاد فیزیک دانشگاه سوربن منتصب شد و ماری به کوششهای خود در راه جدا سازی رادیوم خالص غیر کلرید ادامه داد. در 19 آوریل 1906، پیر کوری در یک تصادف کشته شد و ماری با وجود روحیه تباه شده خود، عهد کرد که کار علمی خود را به نتیجه برساند. او در ماه مه 1906 جانشین شوهر فقید خود در دانشگاه سوربن شد و در این مرحله از زندگی خود هم اولین زنی بود که بر کرسی استادی تکیه زد. بالاخره در سال 1910، او به اتفاق دوبیرن موفق شدند رادیوم خالص و فلزی را جدا کنند. ماری کوری به خاطر این دستاورد برنده جایزه نوبل شیمی سال 1911 شد و در اینجا برای بار سوم در زندگی خود، اولین شد، او تنها کسی بود که دوبار موفق به دریافت این جایزه شد. سپس او به موارد کاربرد مواد رادیواکتیو در پزشکی علاقمند شد و در طی جنگ جهانی اول بر روی رادیولوژی و همچنین امکانات بالقوه رادیوم در معالجه سرطان کار میکرد. انستیتو رادیوم دانشگاه پاریس، که کار خود را در 1918 آغاز کرد، تحت نظارت ماری کوری و از همان ابتدای کار، مبدل به یکی از مراکز اصلی شیمی و فیزیک هسته ای شد. در 1921، او به ایالات متحده سفر کرد و رئیس جمهور وقت، وارن جی. هاردینگ (Warren G. Harding) ، با هدیه ای شامل یک گرم رادیوم به استقبال او رفت. دختر خانواده کوری، ایرن کوری (Irene Curie)  نیز یک شیمی فیزیکدان بود و همراه شوهرش فردریک ژولیو (Frederic Joliot)  به خاطر کشف رادیواکتیویته مصنوعی، موفق به دریافت جایزه نوبل شیمی 1935 شد.در سال 1934 ماری کوری در اثر سرطان خون ناشی از چهار دهه کار با مواد رادیو اکتیویته، درگذشت.

تولد کوری  

 

ماری کوری در سال 1867 با نام "ماریا اسکلو دووسکا" در ورشو پایتخت لهستان متولد شد.

آشنایی با پیر کوری

او در سن 19 سالگی به پاریس رفت تا در آنجا به تحصیل در رشته شیمی بپردازد. در آنجا با فیزیکدان جوان فرانسوی به نام پیر کوری آشنا شد. این آشنایی به ازدواج انجامید. او به پیر کوری در انجام آزمایشهای عملی‌اش درباره الکتریسیته کمک می‌کرد.

شروع فعالیت آزمایشگاهی ماری کوری

زمانی که ماری کوری در سال 1895 در انباری چوبی کوچکی که آزمایشگاه او بود شروع بکار کرد، نه او و نه هیچ کس دیگر چیزی در باره عنصر شیمیایی رادیم نمی‌دانست و این عنصر هنوز کشف نشده بود.

البته یکی از همکاران پژوهشگر پاریسی و فیزیکدان فرانسوی ، "هانری بکرل" ، در آن زمان تشخیص داده بود که عنصر شیمیایی اورانیوم ، پرتوهایی اسرار آمیز نامرئی از خود می‌افشاند.

کشف هانری بکرل

بکرل به طور اتفاقی یک قطعه کوچک از فلز اورانیوم را بر روی یک صفحه فیلم نورندیده که در کاغذ سیاه پیچیده شده بود گذاشته بود. صبح روز بعد مشاهده کرد که صفحه فیلم درست مثل این که نور دیده باشد سیاه شده است.بدیهی بود که عنصر اورانیوم ، پرتوهایی را از خود ساطع کرده بود که از کاغذ سیاه گذشته و بر صفحه فیلم اثر کرده بودند.

بکرل این فرآیند را دوباره با سنگ معدنی که سنگی سخت و سیاه قیرگون است و از اورانیوم بدست می‌آید ، تکرار کرد. این بار ، اثری که سنگ بر روی صفحه فیلم گذاشته بود، حتی از دفعه قبل هم قوی‌تر بود. بنابراین می‌بایست به غیر از عنصر اورانیوم ، یک عنصر پرتوزای دیگر هم در سنگ وجود می‌داشت.

او ، فرضیه خود را با خانواده کوری که با او دوست بودند مطرح کرد. آنها نیز این راز را هیجان انگیز یافتند، این چه پرتوهای نادری بودند که در اشیایی که پرتوههای نوری معمولی از آنها عبور نمی‌کرد، نفوذ می‌کردند و از میان آنها می‌گذشتند؟

تلاش خانوادگی برای یک کشف بزرگ

در آن زمان ، "پیرکوری" در مدرسه فیزیک تدریس می‌کرد. ولی او تمام وقت آزاد خود را بکار می‌برد تا به همسرش در آزمایشهایی که انجام می‌داد کمک کند.رئیس مدرسه فیزیک یک انباری مخروبه کنار حیاط مدرسه را در اختیار آنها گذاشت.این انباری تنها فضایی بود که آنها می‌توانستند بدون هزینه ای دریافت کنند و بنابراین آن را قبول کردند.

زباله‌های باارزش

قدم بعدی این بود که سنگ معدنی سیاه را تهیه کنند. اگر می‌خواستند اقدام به خرید آن کنند، خیلی گران تمام می‌شد. آنها بطور اتفاقی اطلاع یافتند که دولت اطریش هزاران کیلو از این سنگها دارد که چون اورانیومش را جدا کرده‌اند آنها را بی‌ارزش می‌دانند.

چون خانواده کوری دنبال اورانیوم نبودند بلکه عنصر ناشناخته جدیدی را جستجو می‌کردند، این زباله‌ها را درست همان چیزی یافتند که به آن نیاز داشتند.ماری و پیر کوری این توده های کثیف را با بیل ، درون دیگهای بزرگی می‌ریختند. آنها را با مواد شیمیایی مخلوط می‌کردند و بر روی یک اجاق قدیمی چدنی حرارت می‌دادند. دود سیاه خفه کننده و بدبوی غلیظی که از دیگها برمی‌خواست ، نفس آنها را تقریباٌ بند می‌آورد و اشک چشم انشان را سرازیر می‌کرد.

مطالعه پرتو بکرل

با مراجعه به یادداشتهای قطور آزمایشگاهی ماری و پیرکوری معلوم می‌شود که آن دو نفر از 16 دسامبر 1897 به مطالعه درباره پرتو بکرل یا پرتو اورانیوم پرداختند. در آغاز، ماری فقط به این کار مشغول شد ولی از 5 فوریه 1898 ، پیر هم به او ملحق شد.پیر به اندازه‌گیری‌ها و بررسی نتایج پرداخت.

آن دو نفر عمدتاٌ شدت پرتوهای کانی‌ها و نمکهای مختلف اورانیوم و اورانیوم فلزی را اندازه‌گیری می‌کردند. نتیجه تجربه‌های زیاد آنان این بود که ترکیبات اورانیوم ، کمترین رادیواکتیویته را داشتند. رادیواکتیویته اورانیوم فلزی از آنها بیشتر بود و کانی اورانیوم که معروف به پشبلند بود بیشترین رادیو اکتیویته را داشت. این نتایج نشان داد که احتمالاٌ،‌ پشبلند محتوی عنصری است که رادیواکتیویته‌اش خیلی بیش از رادیواکتیویته اورانیوم است.

ارائه نظریه

در 12 آوریل 1898 کوری ها نظریه خود را به آکادمی علوم پاریس گزرش کردند. در 14 آوریل، کوری ها با همکاری "لمون" شیمیدان فرانسوی ، به جستجوی عنصر ناشناخته مزبور پرداختند. نتیجه گرانبهای این کار پرزحمت و طاقت‌فرسا تنها چند قطره از ماده‌ای بود که آنها این ماده را در لوله‌های شیشه‌ای آزمایشگاهی نگهداری می‌کردند.

بر اثر این کارهای طاقت‌فرسا در نخستین زمستان ، ماری کوری دچار نوعی عفونت و التهاب ریوی شد و تمام فصل را مریض بود. ولی پس از بهبودی ، کار پختن مواد در دیگها را در آزمایشگاه از سر گرفت. پس از آن، نخستین دخترش به نام ارینه متولد شد.

پیر و ماری کوری در ماه جولای(مرداد ماه) همان سال توانستند این مسئله را اتشار دهند که سنگ معدن به غیر از اورانیوم، دو عنصر پرتوزای دیگر را نیز در خود دارد. نخسیتن عنصر را به یاد محل تولد و بزرگ شدن ماری کوری که لهستان بوده ‌است، پولونیوم نامیدند و دومین عنصر را که اهمیت زیادی داشت رادیوم نامیدند که از واژه لاتین به معنی "پرتو" الهام می‌گرفت.

تولد رادیم

در 26 دسامبر 1898(5 دی ماه 1277) اعضای آکادمی علوم پاریس، گزارشی تحت عنوان "درباره ماده شدیدآٌ رادیواکتیوی که در پشبلند وجود دارد" انتشار دادند و این روز تاریخ تولد رادیوم است. پیدایش رادیوم در میان عناصر رادیو اکتیو طبیعی تقریباٌ به فوریت ثابت کرد که این عنصر مناسبترین عنصر رادیو اکتیو برای بسیاری کارهاست. بزودی معلوم شد که نیمه‌عمر رادیوم نسبتاٌ زیاد است(1600 سال). کشف رادیوم موجب دگرگونی‌های اساسی در دانش بشر درباره خواص و ساخت ماده شد و منجر به شناخت و دستیابی به انرژی اتمی شد.

اولین جایزه نوبل

خانواده کوری بهمراه بکرل بخاطر کشفی که پس از آن همه کار طاقت‌فرسا به آن نائل شدند در سال 1903 جایزه نوبل در فیزیک را از آن خود کردند و به این ترتیب توانستند وامهایی را که برای کارهای پژوهشی طولانی خود گرفته بودند ، پرداخت کنند.

دومین جایزه نوبل

پیر کوری در سال 1906 در 47 سالگی بعلت تصادف با اتومبیل درگذشت. مادام کوری پس از مرگ شوهرش به مطالعات خود ادامه داد و در سال 1910 موفق به تهیه رادیوم خالص گردید. در این هنگام استاد سوربون و عضو آکادمی طب شد و در سال 1911 برای دومین بار به دریافت جایزه نوبل نائل شد.

ماری کوری به غیر از "لیونس پاولینگ" برنده جایزه نوبل در شیمی در سال 1954 و برنده جایزه صلح نوبل در سال 1962 تنها انسانی است که دو بار این جایزه ارزشمند را از آن خود کرده است.

مرگ مادام کوری

مادام کوری در 4 ژوئیه 1934 یعنی 28 سال بعد از مرگ شوهرش و در سن 67 سالگی درگذشت.

دستاورد کشف کوری

این واقعیت که پرتوهای رادیم می‌توانند بافتهای زنده اندامها را از بین ببرند،بعنوان مهمترین دستاورد کشف کوری‌ها مشخص گردید.پزشکان و پژوهشگران علوم پزشکی بزودی دریافتند که به این وسیله می‌توانند غده ها و بافتهای بدخیم را که در سرطان و همچنین بیماریهای پوستی و غدد ترشحی بروز می کنند، از بین ببرند.

بسیاری از بیماران سرطانی که توانسته‌اند با موفقیت معالجه شوند و از مرگ نجات یابند، عمر دوباره و سلامتی خود را مرهون تلاشهای ایثار گرانه و خستگی‌ناپذیر و انگیزه والای این زن بی‌همتا هستند.

رادیواکتیویته (Radioactive)  

دیدکلی:

مواد رادیواکتیو از اتم های ناپایداری تشکیل می شوند که تجزیه می شوند و انرژی سطح بالایی به نام تابش رادیواکتیو را آزاد می کنند این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل می دهند. سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا ، ذرات بتا ، و پرتوهای گاما خوانده می شوند.

اطلاعات اولیه:

پرتو آلفا (دو پروتون و دو نوترون): جرم چهار واحد اتمی (a.m.u) و بارالکتریکی مثبت در پرتو بتا (الکترونهای سریع): جرم ناچیز و بارالکتریکی منفی یک و پرتو گاما (موج الکترومغناطیسی): بدون جرم و بدون بار (مثلا انرژی خالص)
تاریخچه: حدود اواخر قرن نوزدهم اکثر دانشمندان بر این عقیده بودند که تمام مسائل عمده فیزیک حل شده اند ، به غیر از چند مورد جزئی برای قطعیت دادن به برخی نظریه های ضروری بود. در سال 1895 ، رزتگن اشعه ایکس را کشف کرد. این اشعه نخست در معاینات پزشکی به کار رفت و بعدها برای بررسی ساختمان اساسی مواد مورد استفاده قرار گرفت چند ماه بعد ماری کوری این پدیده جدید را رادیو اکتیو نامید. او و شورش پی یر کوری ، همچنین پولونیم (po ، فلز ضعیف) و رادیم (Ra ، فلز قلیایی خاکی) را کشف کردند. ماری کوری نخستین کسی بود که از اصطلاح «رادیواکتیو» برای موادی که فعالیت الکترومغناطی قابل توجه دارند استفاده کرد. خاصیت رادیواکتیویته این دو عنصر جدید از اورانیم بیشتر بود.

سیر تحولی و رشد:

ماری کوری تحقیق خود را با جستجوی کاربردهای پزشکی رادیواکتیو ادامه داد. و قدرت تشعشع ترکیبات اورانیم را اندازه گرفت و تحقیق خود را به عناصر دیگر از جمله توریم ، گسترش داد.

• در سال 1934 میلادی زوج ژولیو- کوری رادیواکتیویته مصنوعی را کشف کرد.
• ماری کوری پی یر کوری همراه با فیزیکدان فرانسوی هانری بکرل (1908-1852 م) مدل دیوی انجمن سلطنتی انگلستان و جایزه نوبل را در فیزیک برای کشف رادیواکتیو دریافت دریافت می کنند. پی یر کوری کشف می کند که رادیم Ra خود بخود حرارت آزاد می کند. این خاصیت نمود ثبت شده از انرژی اتمی به شکل گرماست.

در سال 1910 میلادی در کنفرانس بروکسل در مورد رادیواکتیویته ، واحد رادیواکتیویته به افتخار او کوری نامیده شد. در مورد کشف رادیواکتیویته توسط هانری بکرل باید بگوییم که در سال 1896 میلادی ، بکرل در جستجوی شواهدی بود که ثابت کند مواد شیمیایی که نور طبیعی فلوئورسان هستند از خود پرتو ساطع می کنند.
او یک نمونه سولفات پتاسیم اورانیم را برداشت و آن را همراه با یک صفحه عکاسی در کاغذ سیاه پیچید. از آنجا که روزی ابری بود. نمونه بکرل خاصیت فلوئورسانی را از خود نشان نمی داد. او آن را درکشویی در آزمایشگاه خود گذاشت و به آزمایشهای خود در مورد لامپهای اشعه کاتدی ادامه داد. چند روز بعد ، دریافت که نمونه تصویری را بر روی صفحه عکاسی ایجاد کرده است. این نشان می داد که ماده مذکور شکلی از تشعشع را که بعدا ماری کوری آن را رادیواکتیویته نامید ، از خود ساطع کرده است.1922 میلادی نیلز بور نظریه طیفهای ساختار اتمی را منتشر کرد و در 1927 میلادی اصل مکمل بودن را تنظیم می کند که رفتار پیچیده رادیواکتیویته را توصیف می کند.
ارنست رادرفورد فیزیکدان بریتانی نیوزلندی الاصل (1871-1937) بر روی رادیواکتیویته و ماهیت ذرات آلفا (دارای بار مثبت) تحقیق کرد و متوجه شد که بار مثبت اتم در مرکز آن و در هسته ای ریز و متراکم متمرکز است. در سال 1930 میلادی رادرفورد تشعشعات مواد رادیواکتیو را منتشر کرد.

تابشهای رادیواکتیو:

چنان که گفته شد سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا از چهار ذره اتمی ، یعنی دو پروتون و دو نوترون تشکیل می شوند. این ذرات ضعیفترین نوع تابش رادیواکتیو هستند. و بار الکتریکی مثبت دارند. مسیر آنها را می توان با صفحه کاغذ مسدود کرد. ذرات بتا قدرتمند و از ذرات اتمی که الکترون خوانده می شوند و بار منفی دارند تشکیل می شوند. این کاغذ عبور می کند ولی آلومینیوم آن را مسدود می کند. پرتوهای گاما از همه قدرتمند ترند. آنها امواج الکترومغناطیسی اند و فاقد بارالکتریکی می باشند. اما پرتوهای گاما را فقط لایه ضخیمی از سرب متوقف می سازد. خروجی یا تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافتهای زنده شود و به آنها صدمه بزند. بنابراین اطراف آن باید کنترل شود. این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر – مولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت. وقتی تابش رادیواکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود. مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد یا از طریق یک بلند گو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید.

نیمه عمر:

نیمه عمر یک ماده زمانی است که طول می کشد تا خاصیت رادیواکتیویته آن به نصف کاهش یابد. مثلا نیمه عمر کربن 14 (شکل خاصی از عنصر کربن) 5600 سال است. یعنی 5600 سال طول می کشد تا نصف اتم های رادیواکتیو کربن دچار فروپاشی شوند ، یا یک گرم از اتم های رادیواکتیو به نیم گرم تقلیل یابد. 5600 سال دیگر طول می کشد که همین مقدار نیز به نصف برسد و به همین ترتیب.
نیمه عمر عناصر مختلف از چند ثانیه تا میلیونها سال متغیر است. فروپاشی شبکه ای زباله های اتمی زیان بخش حاصل از نیروگاههای هسته ای میلیونها سال طول می کشد. و همه موجودات زنده روی زمین حاوی مقدار معینی کربن 14 (کربن رادیواکتیو) هستند که با تبادل مداوم گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن بین موجودات زنده و جو زمین تشکیل می شود. وقتی یک گیاه یا حیوان می میرد ، این تبادل متوقف می شود و کربن 14 شروع به فروپاشی می کند.
دانشمندان می دانند که نیمه عمر این کربن 5600 سال است. بنابراین پس از این مدت جسم مرده دقیقا نصف تشعشع رادیواکتیو زمان زندگی خود را ساطع می کند. این فروپاشی با آهنگ ثابتی انجام می شود و در نتیجه این امکان وجود دارد که با اندازه گیری میزان تابش زمان مرگ موجود مورد نظر را دریافت. باستانشناسان از عمر بعضی کربن برای یافتن تاریخ مومیایی های مصر باستان استفاده کرده اند.
از دیدگاه نظری ، همه مواد رادیواکتیو نهایتا به سرب تبدیل می شوند ، هسته اتم سرب پایدار است و بنابراین خاصیت رادیواکتیو ندارد.اما این امر به طور تجربی اثبات نشده است. زیرا نیمه عمر بعضی از عناصر بیش از عمر انسانهاست.

عناصر متداول و نیمه آنها:

اورانیم 238 نیمه عمر آن 5 میلیارد سال
اورانیم 235 نیمه عمر آن700 میلیون سال
پلوتونیم239 نیمه عمر آن 24000سال
کربن 14 نیمه عمر آن 5600 سال
ید131 نیمه عمر آن 8 روز
طلای 198 نیمه عمر آن 3 روز
سدیم 24 نیمه عمر آن 15 ساعت
فلوئور 17 نیمه عمر آن 1 دقیقه
پولونیم 214 نیمه عمر آن00000003/0 ثانیه
سرب پایدار(بدون نیمه عمر)

کاربردها:

بسیاری از ایزوتوپها رادیواکتیو هستند یعنی ذرات با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود ساطع می کنند. از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.

• در جریان خون:

مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیواکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود. سپس مسیر آن توسط آشکار سازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود. این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود که صفحه آن هرگونه اختلالی مانند انعقاد خون در رگها را نشان می دهد. با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد.

• در فرسودگی ماشین آلات:

آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت. مقادیر اندکی از ایزوتوپها رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ پیسونها اضافه می شود. سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است محاسبه می شود.

اندازه گیری رادیو اکتیویته

خروجی یا تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافتهای زنده شود و به آنها صدمه بند ، بنابراین اطراف آن باید کنترل شود . این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر ـمولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت وقتی تابش رادیو اکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود . مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد ، یا از طریق یک بلندگو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید.

دانشمندان در اولین مطالعه بر روی "گاز سمی" در اتمسفر 

شیمی دان ها دریافتند که برخی از حلال ها می توانند پیوندهای شیمیایی را تغییر دهند. 

فیلم برداری چهار بعدی مولکول ها به وسیله ی تنها دماسنج الکترونی فوق سریع جهان 

بهبود کاتالیزورهای تبدیل دی اکسید کربن به ترکیبات شیمیایی مفید 

 

نيروي هسته اي

نيرويي  است بسيار قوي تر از نيروي الکتريکي و نيروي گرانشي که باعث غلبه برنيروي دافعه ي  ميان پروتون هاي هسته مي شود و سبب پايداري نوکلئون ها در هسته مي شود. نيروي هسته اي کوتاه برد و قوي است و از نوع نيروهاي جاذبه مي باشد.

 

 

پايداري هسته ها

هر چه تعداد نوکلئون ها ي يک هسته بيشتر باشد، هسته بزرگ تر و فاصله ي بين نوکلئون زيادتر مي شود. در نتيجه تعادل بين نيروها از بين مي رود و هسته ناپايدار مي گردد. اين گونه ايزوتوپ ها را ايزوتوپ هاي ناپدار مي خوانند. تمام عنصرهايي که عدد اتمي آن ها بزرگ تر از Z=83 است ناپايدار هستند. مانند راديوم ، توريوم و اورانيوم.

انرژي بستگي هسته

 

اندازه گيري دقيق جرم هسته نشان داده است که جرم هسته از مجموع جرم نوکلئون هاي تشکيل دهنده ي آن کم تر است. علت آن اين است که هنگامي که نوکلئون ها در هسته گرد هم آمده اند، مقداري انرژي از دست داده اند (اين تفاوت جرم به اين انرژي تبديل شده است) . مقدار اين انرژي از رابطه ي زير بدست مي آيد و آن را انرژي بستگي هسته مي نامند و با B نشان مي دهند.

در اين رابطه  اختلاف جرم و c سرعت نور مي باشد. انرژي بستگي را برحسب مگا الکترون ولت بيان مي کنند.

 

 

ترازهاي انرژي هسته

انرژي نوکلئون هاي هسته نيز مانند انرژي الکترون ها در اتم، کوانتيده است. ولي فاصله ي بين ترازهاي انرژي نوکلئون ها در هسته بسيار زياد و حدود ده کيلو الکترون ولت ( Kev10) مي باشد.

 

هسته ي اتم مي تواند در اثر برخورد نوترون و يا پروتون پرانرژي به آن برانگيخته شود و با گسيل فوتون به حالت پايه برگردد. اين فوتون ها بسيار پرانرژي و از نوع پرتو مي باشند. اگر به نوکلئون هسته انرژي اي بيش از انرژي بستگي داده شود، مي تواند از هسته جدا شود.

 

 

پرتوزايي (راديو اکتيويته)

هسته هاي ناپايدار با گذشت زمان واپاشيده و به هسته هاي سبک تر تبديل مي شوند. اين واپاشي همواره با گسيل پرتوهايي همراه است. اين خاصيت هسته را پرتو زايي مي نامند. پرتوزايي به يکي از سه روش زير صورت مي گيرد.

 

1-    واپاشي همراه با گسيل ذره ي آلفا ( ): ذره ي هسته ي هليوم ( ) است. به اين ترتيب 2 واحد از عدد اتمي و 4 واحد از عدد جرمي ماده ي پرتوزا کاسته مي شود.

 

 

2- واپاشي همراه با گسيل ذره ي بتا ( ) : ذره از جنس الکترون است. در اين نوع گسيل يک نوترون که مجموعه اي از الکترون و پروتون است به پرتون تبديل مي شود و براي حفظ پايستگي بار يک الکترون گسيل مي کند.

 

 

3- رفتن هسته از حالت برانگيخته به حالت پايه همراه با گسيل ذره ي گاما ( : پرتوي گاما از نوع امواج الکترومغناطيسي با طول موج کوتاه و انرژي زياد است. گسيل پرتو گاما نه عدد جرمي را تغيير مي دهد و نه عدد اتمي بلکه هسته تنها مقداري از انرژي خود را از دست مي دهد.

 

نيم عمر ماده ي پرتوزا

نيم عمر ماده ي پرتوزا مدت زماني است که طي آن نيمي از هسته هاي پرتوزاي موجود در آن واپاشيده شوند. نيم عمر عناصر مختلف با هم تفاوت زيادي دارد.

 

 

شکافت هسته اي

فرآيند پرتوزايي نوعي واکنش هسته اي است، اما نوع ديگري واکنش هسته اي وجود دارد که آن شکافت هسته اي مي باشد. شکافت هسته اي ، يک واکنش هسته اي است که طي آن يک هسته ي سنگين به دو هسته با جرم کمتر شکافته مي شود. به عنوان مثال مي توان شکافت هسته ي اورانيوم 235 را نام برد.

 

 

هسته ي اورانيوم 235 با برخورد يک نوترون به آن به اورانيوم 236 تبديل مي شود. اورانيوم 236 ناپايدار است و تمايل زيادي به واپاشي دارد.

 

 

اورانيوم 235 تنها ايزوتوپي از اورانيوم است که هم به مقدار قابل توجهي در طبيعت وجود دارد و هم به آساني شکافته مي شود. بالابردن درجه خلوص اورانيوم 235 در مخلطو ايزوتوپ هاي اورانيوم را غني سازي اورانيوم مي نامند. 

 

توليد خودرو با سوخت بيواتانول

 

شركت خودروسازي هوندا توليد انبوه خودروهايي را كه تنها با Bioethanol  كار مي كنند در دستور كار خود دارد. هوندا اعلام كرد ك توليد و فروش اين نسل از خودروها ابتدا در كشور برزيل انجام خواهد شد. چرا كه اين كشور رتبه نخست استفاده از اين نوع خودرو در جهان را داراست. با توجه به اين كه بيواتانول در پروسه مقابله با گرماي زمين بسيار موثر است، هوندا اميد دارد كه با توليد اين نوع خودروها كه از سوخت پاك استفاده مي كنند حجم توليدش را افزايش دهد.

بيواتانول به عنوان سوختي براي خودرو استفاده مي شود كه مي تواند با بنزين يا كاملا به جاي بنزين مورداستفاده قرار گيرد.

 

 

تبدیل مواد قندی  به سوخت دیزل

 

پژوهشگران دانشگاه ويسكانسين مديسون راه جيدي را براي تبديل مواد قندي استخراج شده از گياهان به سوختي كه مي توان آن را به عنوان ماده افزودني به سوخت ديزلي افزود، يافته اند.

روش پژوهشگران مبتني بر استفاده از يك فرآيند كاتاليستي چهارفازه براي ایجاد واکنش بین کربوهیدرات هاي مشتق از زیست توده ها یا هیدروژن براي تشكيل آلكان هاي مایع بدون گوگرد است.

پژوهشگران دانشگاه ويسكانسين مديسون ادعا مي كنند كه فرايند موردنظر آنان مي تواند آلكانهاي مختلف را از انواع متنوع كربوهيدرات هاي مشتق از گياهان توليد كند.

اولين خودرو با سوخت گياهي به حركت درآمد 

 

اولين خودرويي كه با سوخت كاملا گياهي حركت مي كند يك سفر سه هزار و 200كيلومتري در اندونزي را با موفقيت به پايان رساند.

اين خودرو كه با سوخت روغن ناشي از گياه جاتروفا حركت مي كند به آرامي از قله هاي سرد آتشفشاني فلورانس و جزاير سومباوا و همچنين ييلاقات گرم جاوانيس عبور كرد.

اين سفر زاييده فكر بانگون و روبرت مانورونگ رييس تحقيقات بيوتكنولوژي در موسسه تكنولوژي باندونگ بود.مانورونگ چندين سال در زمينه ي پالايش روغن پرنپت جاتروفا و ايجاد مبدلي براي مقاوم شدن اين روغن در برابر درجه حرارت هاي بسيار زياد مطالعه كرده است و اميدهاي زيادي براي اختراع اين خودرو دارد.

گياه جاتروفا براي كشت در مناطق خشك شرق اندونزي كه رشد ساير كشت هاي خوراكي در آن با مشكل مواجه است مناسب است.

مانورونگ تصديق مرد كه ممكن است انتخاب جاتروفا به عنوان يك گزينه ي سوختي در اندونزي زمان ببرد.اما اميدوار است كه دولت بپذيرد كه اين گياه گزينه ي ارزانتري در مقايسه با سوخت هاي فسيلي است و ذاتا مي تواند به بهبود وضع مالي كشاورزان فقير شرق اندونزي كمك كند.

نيروي كوچك دردسر ساز 

نيروي كوچك دردسرساز!

نيروي كوچكي كه ناوگان انگلستان را به دردسر انداخت.

طي جنگ جهاني اول، نيروي دريايي انگلستاندر نبرد با نيروي دريايي آلمان در نزديكي جزاير ،فالكلند آرژانتين با معمايي روبرو شد كه مدتي طول كشيد تا توانستند آن را حل كنند.

ماجرا از اين قرار بود كه هر گلوله توپي كه به سمت كشتي هاي آلماني شليك مي شد، هميشه در فاصله 100 ياردي سمت چپ هدف فرود مي آمد.اينكه گلوله هاي توپ درست به هدف نخورند موضوع عجيبي نيست.عجيب اينجاست كه در شرايط «عادي»علي الاصول خطاهاي تيراندازي بايد به طور يكسان و در فاصله هاي متفاوت در تمامي جهت ها نسبت به هدف روي بدهد، در حالي كه در اينجا اين خطا به طور منظم روي مي داد.وجود خطاي منظم يا سيستماتيك در فيزيك و مهندسي هميشه نشانه ي اين است كه بايد به دنبال توضيح معيني برويم. در اينجا نيز دقيقا چنين توضيحي وجود داشت كه اكنون بدون اينكه وارد جزئيات دقيق آن بشويم، به بيان آن مي پردازيم.

همه ماجرا زير سر نيروي مجازي كوچكي است به نام كوريوليس.اين نيرو در هر دستگاهي كه به دور محوري مي گردد، وجود دارد. بنابراين در كره زمين هم كه به دور محور فرضي شمالي-جنوبي مي گردد اين نيرو وجود دارد.اين نيرو باعث مي شود كه هر جسمي كه روي كره زمين پرتاب مي شود نسبت به مسيري كه نيروي گرانش برايش يقين مي كند قدري انحراف پيدا كند. اين نيرو در حركت ابرها و جريان هاي بزرگ دريايي نيز تاثير مي گذارد. مقدار اين نيرو آنقدر كوچك است كه فقط در حركت هاي «بزرگ» ديده مي شود.بنابراين اگر سنگي را از ارتفاع كمي رها كنيد نيروي كوريوليس فرصت پيدا نمي كند كه انحراف زيادي در حركت آن در  راستاي قائم ايجاد كند.اما اثر اين نيرو بر گلوله هايي كه پرتاب مي شوند به سبب طولاني بودن مسيري كه طي مي كنند در خور توجه است.به همين دليل به هنگام شليك اين توپ ها با نظر به نيروي كوريوليس تصميمات لازم را وارد مي كنند تا گلوله درست به هدف بخورد.

اين موضوع را مدتها پيش و در سال 1835/1214 كوريوليس شناخته بود و دريانوردان نيروي دريايي انگلستان نيز با علم به آن تصميمات لازم را اعمال مي كردند. اما چيزي كه آنها نمي دانستند يا فراموش كرده بودند اين بود كه جهت تاثير نيروي كوريوليس در نيمكره شمالي و جنوبي فرق مي كند. يعني در نيمكره شمالي اين نيرو جسم پرتابه را به سمت راست و در نيمكره جنوبي به سمت چپ منحرف مي كند.

بببنابراين براي جبران نيروي كوريوليس در نيمكره شمالي بايد جهتگيري توپ به سمت چپ تصحيح شود و در نيمكره جنوبي در جهت عكس آن. اااين دريانوردان بدون توجه به اين نكته از روي عادت همان تصحيح نيمكره شمالي را به كار مي بردند كه حاصلش خطايي به اندازه ي دو برابر خطاي كوريوليس در حلت عادي بود!

نتيجه اخلاقي: اگر اين دريانوردان درس فيزيك خود را خوب ياد گرفته بودند دچار اين اشتباه نمي شدند. يا شايد هم فكر مي كردند كه جنگ هاي دريايي هميشه در عرض جغرافيايي 50 درجه شمالي رخ مي دهد نه در 50 درجه جنوبي!

مقدار نيروي كوريوليس به عرض جغرافيايي نيز بستگي دارد.مثلا اگر جسمي را از ارتفاع 100 متري در عرض جغرافيايي 45 درجه رها كنيد به اندازه ي 55/1 سانتيمتر منحرف مي شود.(البته با حذف مقاومت هوا!)