يمكن أن يعمل الزئبق أيضًا مع أربعة شركاء

تظهر التجربة وجود حالة أكسدة رباعي التكافؤ لأول مرة

ذرة زئبق في الوسط ، حولها رتبت أربع ذرات من الفلور. هذه هي حالة أكسدة الزئبق المكتشفة حديثًا. © سيباستيان ريدل
قراءة بصوت عال

سوف يستغرق الأمر بعض الوقت حتى تتم إعادة كتابة الكتب المدرسية والكتب المدرسية للكيمياء. ولكن يمكن لجميع التلاميذ والطلاب أن يكونوا مستعدين بالفعل للنظر في الجدول الدوري القديم المألوف للعناصر في المستقبل بعيون مختلفة. هذا بسبب الكيميائيين من Würzburg و Charlottesville (الولايات المتحدة الأمريكية): لقد اكتشفوا حالة أكسدة جديدة لعنصر الزئبق ، كما ذكرت مجلة Angewandte Chemie في عددها الأخير.

في وقت مبكر من عام 1993 ، توقع البروفيسور مارتن كوب من معهد الكيمياء غير العضوية بجامعة فورتسبورغ في نفس المجلة أن الزئبق يجب أن يخضع لخطوة أكسدة أخرى. عادةً ما يكون العنصر ثنائي التكافؤ على الأكثر ، أي أنه يتصل فقط بذرتين أخريين. ومع ذلك ، ادعى Kaupp أن مستوى رباعي التكافؤ في شكل رباعي فلوريد الزئبق ، HgF4 ، ينبغي أيضًا أن يكون متاحًا تجريبيًا: يتم ترتيب أربع ذرات من الفلور مربعة حول ذرة الزئبق. يقول كوب: "لقد أجريت حسابات كمومية كيميائية وطرق تركيبية مقترحة".

تجربة بالقرب من الصفر المطلق

ومع ذلك حاول الكيميائيون التجريبيون ، حتى وقت قريب ، عدم نجاح التجربة الحاسمة. كما قام ليستر أندروز من جامعة فرجينيا بمناقشة هذا السؤال مرارًا وتكرارًا في مناقشات مع منظري فورتسبورغ. لقد أصبح الآن قادرًا ، مع زميله شيوفانغ وانغ ، على إثبات HgF4 دون أي شك ، بدعم حاسم من علماء النظريات من فورتسبورغ ، الذين جعلوا التعرف ممكنًا عن طريق حساب أطياف الاهتزاز.

التجربة ليست سهلة. يجب أن تعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية ، وتحديداً في درجة حرارة تتراوح بين أربعة وعشرة كلفن ، أي أقل من 260 درجة مئوية. في هذا البرد ، تصبح الغازات النبيلة مواد صلبة. استخدم الكيميائيون مادة النيون - وهي مادة "فاسدة" للغاية لا تحب التفاعل كيميائيًا - وقاموا بتحميلها مع ذرات الزئبق وجزيئات الفلور. ثم قاموا بتسخين كل شيء ببضع درجات وكشفوه. يؤدي هذا إلى تحلل جزيئات الفلور إلى ذرات ، والتي تتحد بدورها مع الزئبق. وصل إلى 90 في المائة من مركب معروف واحد من الزئبق واثنين من ذرات الفلور (HgF2) ، إلى حوالي عشرة في المئة ولكن أيضا HgF4 غير مسبوق. كان هذا هو الدليل التجريبي على أن تنبؤ كوب كان صحيحًا.

موقف خاص في الجدول الدوري

يقول الكيميائي: "لا يوجد بعد تطبيق عملي لذلك". بالنسبة للجدول الدوري للعناصر ، فإن التجارب لها عواقب: تم ​​اعتبار العناصر الموجودة في المجموعة 12 (الزنك والكادميوم والزئبق) حتى الآن ما يسمى بالمعادن ما بعد النقل أو "العناصر التمثيلية". لكن الزئبق الآن في وضع خاص في هذه المجموعة ، "يمكن الآن فهمه على أنه معدن انتقالي لأنه يستخدم أصداف الإلكترون - ما يسمى مدارات مدارية - والتي لا تتوفر إلا كمعادن انتقالية في HgF4" ، كما يقول كوب. ، عرض

تتضح حقيقة أن هذه النتيجة البحثية مهمة من خلال قبولها من قبل مجلة Angewandte Chemie ، وهي أهم مجلة كيميائية دولية ، في فترة زمنية قياسية مدتها ثلاثة أيام وتصنيفها على أنها "ورقة مهمة للغاية". وبالفعل ، فإن النتائج التي توصل إليها Kaupp و Riedel وزملاؤهم في الولايات المتحدة ليست بالتأكيد: in في آخر مرة في الكيمياء ، تم العثور على حالة أكسدة جديدة لعنصر ما ، على بعد 20 عامًا تقريبًا "العودة" ، كما يقول أستاذ فورتسبورغ.

(جامعة فورتسبورغ ، 11.10.2007 - NPO)