Τι είναι η μεταστοιχείωση;

Η μεταστοιχείωση είναι η δράση και το αποτέλεσμα της μετατροπής κάτι σε κάτι άλλο. στη χημεία , είναι το αποτέλεσμα της μετατροπής ενός χημικού στοιχείου σε ένα άλλο . Αυτό μπορεί να συμβεί φυσικά ή συνθετικά. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα είναι η πυρηνική σύντηξη.

Ορισμός και κύρια χαρακτηριστικά

Ο όρος μεταστοιχείωση αναφέρεται στη δράση και την επίδραση του ρήματος «μεταστοιχείω». Αυτό το ρήμα προέρχεται από το λατινικό transmutare , το οποίο με τη σειρά του αποτελείται από το πρόθεμα trans , το οποίο υποδηλώνει μια κίνηση μεταφοράς, και το ρήμα mutare , το οποίο μπορεί να μεταφραστεί ως “μετάλλαξη” ή “αλλαγή”.

Με μια γενική έννοια, η μεταστοιχείωση ορίζεται ως οποιαδήποτε μετατροπή ενός αντικειμένου ή στοιχείου σε ένα άλλο. Ωστόσο, αυτός ο ορισμός διαφέρει σε ορισμένες λεπτομέρειες σύμφωνα με άλλους κλάδους. Για παράδειγμα, στην αλχημεία, η μεταστοιχείωση ήταν η μετατροπή βασικών στοιχείων σε πολύτιμα μέταλλα, κυρίως χρυσό. Στην πραγματικότητα, οι αλχημιστές προσπάθησαν ανεπιτυχώς να αναπτύξουν μια φιλοσοφική πέτρα που να είναι ικανή να μετατρέπει κοινά αντικείμενα σε χρυσό.

Στη χημεία, ωστόσο, η μεταστοιχείωση είναι η μετατροπή ενός χημικού στοιχείου σε ένα άλλο. Αυτός ο μετασχηματισμός μπορεί να συμβεί φυσικά ή μέσω μιας τεχνητής μεθόδου. Η ραδιενεργή διάσπαση, η πυρηνική σχάση και η πυρηνική σύντηξη είναι παραδείγματα μεταστοιχείωσης.

Επί του παρόντος, οι επιστήμονες μπορούν να μετουσιώσουν στοιχεία βομβαρδίζοντας τον πυρήνα ενός ατόμου με σωματίδια, αναγκάζοντάς το να αλλάξει τον ατομικό του αριθμό, μετατρέποντας έτσι ένα άλλο στοιχείο.

Προέλευση της μεταστοιχείωσης

Η μεταστοιχείωση είναι μια έννοια στενά συνδεδεμένη με την προέλευση της αλχημείας. Πρόκειται για μια πρακτική που συνδυάζει γνώσεις από διαφορετικούς τομείς, όπως η χημεία, η φυσική, η μεταλλουργία, η ιατρική, η τέχνη, ο μυστικισμός, η αστρολογία και η σημειωτική.

Αν και η αλχημεία επικεντρώθηκε σε διαφορετικά έργα, τα πιο σημαντικά σε όλη την ιστορία ήταν ο στόχος της να μετατρέψει το μόλυβδο και άλλα στοιχεία σε χρυσό και η αναζήτηση της φιλοσοφικής πέτρας, για να αποκτήσει αιώνια ζωή ή να επιτύχει την εν λόγω μεταστοιχείωση.

Στο Μεσαίωνα, η μεταστοιχείωση είχε την κορύφωσή της, αν και χωρίς επιτυχία στην απόκτηση πολύτιμων μετάλλων, και αργότερα απαγορεύτηκε. Τον 18ο αιώνα, η αλχημεία αντικαταστάθηκε σε μεγάλο βαθμό από τη χημεία, αφού ο Antoine Lavoisier και ο John Dalton πρότειναν την ατομική θεωρία.

Μέχρι τότε, ο στόχος της αλχημείας ήταν να μετατρέψει τον μόλυβδο από ένα βασικό μέταλλο σε χρυσό. Ενώ δεν πέτυχε αυτόν τον στόχο, οι φυσικοί και οι χημικοί έμαθαν αργότερα πώς να μετουσιώνουν στοιχεία.

Η πρώτη πραγματική μεταστοιχείωση καταγράφηκε το 1901. Εκείνη την εποχή, ο χημικός Frederick Soddy και ο φυσικός Ernest Rutherford παρατήρησαν ότι το θόριο μετατράπηκε σε ράδιο μέσω της ραδιενεργής διάσπασης.

Σχεδόν έναν αιώνα αργότερα, το 1980, ο Αμερικανός χημικός Glenn Seaborg μετέτρεψε το βισμούθιο σε χρυσό. Υπάρχουν μάλιστα αναφορές ότι μπόρεσε να μετατρέψει επίσης μια μικρή ποσότητα μολύβδου σε χρυσό, πιθανώς κατά τη διάρκεια των προσπαθειών του να μετατρέψει το βισμούθιο σε χρυσό.

Πώς συμβαίνει η μεταστοιχείωση

Η μεταστοιχείωση μπορεί να συμβεί φυσικά σε αντικείμενα που περιέχουν ασταθείς πυρήνες. Αυτό μπορεί να συμβεί με πυρηνική σχάση, όπου ο βαρύτερος πυρήνας χωρίζεται σε δύο ελαφρύτερους. Η αντίθετη διαδικασία, η πυρηνική σύντηξη, συμβαίνει σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί επίσης να προκαλέσει μεταστοιχείωση.

Η συνθετική ή τεχνητή μεταστοιχείωση μπορεί να πραγματοποιηθεί με διαφορετικούς τρόπους. Ένα από αυτά είναι η χρήση πυρηνικού αντιδραστήρα και η ακτινοβολία υδραργύρου ή πλατίνας, για την παραγωγή ραδιενεργών ισοτόπων. Εάν ο υδράργυρος-196 χρησιμοποιείται ως αρχικό ισότοπο, η αργή σύλληψη νετρονίων ακολουθούμενη από σύλληψη ηλεκτρονίων μπορεί να παράγει το μόνο σταθερό ισότοπο, τον χρυσό-197.

Ωστόσο, από την ανακάλυψη του ατόμου, είναι γνωστό ότι οι χημικές αντιδράσεις επηρεάζουν βασικά τα ηλεκτρόνια στο κέλυφος του ατόμου. Αλλά η μεταστοιχείωση συνεπάγεται την τροποποίηση των ατομικών πυρήνων. Για το λόγο αυτό, για να μετατραπεί ένα στοιχείο σε άλλο, πρέπει να τροποποιηθεί ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα.

Για παράδειγμα, ο μόλυβδος έχει 82 πρωτόνια και ο χρυσός 79. Επομένως, για να γίνει χρυσός, ο μόλυβδος πρέπει να χάσει τρία πρωτόνια. Αυτό δεν είναι μόνο εφικτό στην πράξη, αλλά έχει πραγματοποιηθεί και στην πράξη. Αλλά για να επιτευχθεί αυτή η μεταστοιχείωση, χρειάζονται τεράστιες ποσότητες ενέργειας και το αποτέλεσμα είναι πιο ακριβός χρυσός από ό,τι είναι διαθέσιμο στην αγορά. Επομένως, αυτός ο τύπος μεταστοιχείωσης δεν είναι επί του παρόντος μια βιώσιμη εναλλακτική λύση.

Βιβλιογραφία

• Garcia, A. Η πυρηνική ενέργεια θα σώσει τον κόσμο: Καταρρίπτοντας τους μύθους για την πυρηνική ενέργεια. (2020). Ισπανία. Πλανήτης.
• Solis-Trinta, LN; Delgado-Ortiz, SE Manual of General Chemistry. (2015, 2η έκδοση). Ισπανία. CreateSpace.
• Asimov, I. A Brief History of Chemistry: An Introduction to the Ideas and Concepts of Chemistry. (2010). Ισπανία. ΣΥΜΜΑΧΙΑ.