ქიმიური ელემენტების იანუსი

რატომ მაინცდამაინც იანუსი – რომაული მითოლოგია ხომ ღმერთებისა და ღვთაებების უზარმაზარი პანთეონია?
იანუსი ძველი რომაელებისთვის დროის, კარებისა და კარიბჭეების, შესასვლელ-გამოსასვლელის, ყოველივეს დასაწყისისა და დასასრულის, ყოველივე ახლის ღვთაება იყო…

წყალბადსაც ელემენტთა პერიოდულობის ცხრილის კარიბჭესთან დაუდვია ბინა. აქედან იწყება ელემენტთა ამ „პანთეონში” ჩვენი ხეტიალი. მაგრამ წყალბადი მხოლოდ ამიტომ არ შემიდარებია იანუსისთვის.

თქვენი მოსწავლეებისთვის, ალბათ, ხშირად დაგისვამთ კითხვა: „ელემენტთა პერიოდულობის ცხრილის რომელ ჯგუფშია მოთავსებული წყალბადი?” საუკეთესო მოსწავლე, ალბათ, ასე გიპასუხებდათ: „წყალბადი მოთავსებულია პირველ ჯგუფში, ვინაიდან მას, ისევე როგორც ამ ჯგუფის სხვა ელემენტებს, ტუტე მეტალებს, სავალენტო შრეზე ერთი ელექტრონი აქვს. წყალბადი, სხვა ტუტე ელემენტების მსგავსად, გასცემს ერთ ელექტრონს და დადებითად იმუხტება”.
ვერაფერს იტყვი, პასუხი ამომწურავია. მით უმეტეს, ჩვენც ასე ვასწავლეთ. ასე წერია სახელმძღვანელოებშიც.

მაგრამ ეს პასუხი არ არის ჭეშმარიტი, ქიმია კი ზუსტი მეცნიერებაა, სადაც სათქმელი ყოველთვის ბოლომდე უნდა ითქვას. ამის აუცილებლობას თვალნათლივ გვიჩვენებს წყალბადიც.

სად არის სიმართლის ის ნახევარი, რომლის წყალობითაც წყალბადი ტუტე მეტალებთან ერთად პირველ ჯგუფში მოვაქციეთ? რა აქვთ მათ საერთო? მხოლოდ გარე სავალენტო შრის ერთნაირი აგებულება. წყალბადსა და ტუტე მეტალებს – ლითიუმს, ნატრიუმს, კალიუმს, ფრანციუმსა და ცეზიუმს – სავალენტო შრეზე ერთი s-ელექტრონი აქვთ. გარე შრის შესავსებად ისინი ელექტრონის გაცემას ამჯობინებენ, რის შედეგადაც დადებითად იმუხტებიან და ამჟღავნებენ ერთის ტოლ ვალენტობას. წყალბადიც ტუტე მეტალების მანტიაშია გახვეული, თუმცა… ცხვრის ქურქში გახვეული მგელიც გვინახავს.

ელემენტების სამყაროში არსებული წესრიგის შესახებ ადრეც ვწერდი. პერიოდულობის ცხრილში ელემენტები მსგავსების მიხედვით არიან დასახლებულნი. ყოველი მათგანი მსგავსი ელემენტის „ფანჯრის” ქვეშ, ქვედა სართულზე იდებს ბინას – რაც უფრო „მსუქანია”, მძიმეწონიანია, მით უფრო „ეზარება” მაღალ სართულზე აცოცება. ასეთია ელემენტთა სამყაროში „დასახლების” – ორბიტალების კანონი, რომელსაც ემორჩილება ყველა ელემენტი, გარდა წყალბადისა.

მაინც სად არის წყალბადის ადგილი?

ყველაზე მსუბუქი ელემენტები, წყალბადი და ჰელიუმი, სხვენზე (ანუ პირველ სართულზე, ვინაიდან ამ სამყაროში სართულები ზევიდან ქვევით აითვლება) ბინადრობენ. ჰელიუმმა მარჯვენა განაპირა ოთახი აირჩია მასავით უდრტვინველი ცხოვრების მოყვარული, გარე სავალენტო შრეშევსებული ელემენტების – ნეონის, არგონის, კრიპტონის, ქსენონის თავზე. დღეს ამ ჯგუფს ნულოვან ჯგუფს უწოდებენ. წყალბადი კი „კარის მეზობელის” გარეშე დარჩა. ერთი შეხედვით, მთელი დანარჩენი სართული მას ეკუთვნის, თუმცა მისი თავისუფლება მაინც შეზღუდულია – ამ სართულზე შვიდი თავისუფალი ოთახია, მაგრამ წყალბადს ყველგან როდი შეუძლია დასახლება; მან აუცილებლად უნდა იპოვოს თავისი „ტომის” წარმომადგენელი. მეორე ჯგუფში მას არავინ იღებს, რადგან იქ მხოლოდ ორვალენტიანი ელემენტები, თანაც მეტალები სახლობენ. მესამე ჯგუფი კიდევ უფრო შორსაა და კიდევ უფრო განხვავებულ, ქიმიური თვისებებით უფრო მდიდარ ელემენტებს მოიცავს… რაც უფრო შორს მიიწევს წყალბადი, მით უფრო განსხვავებული თვისებების მქონე ელემენტები ხვდებიან გზად და მათ მეზობლად დასახლებას „უკრძალავენ”… მაგრამ, აი, მეშვიდე ჯგუფში, სადაც ყველაზე აგრესიულ, ყველაზე დაუნდობელ, ყველაზე „თავზე ხელაღებულ” ელემენტებს უდევთ ბინა, წყალბადმა, თავისდა გასაკვირად, მეზობლებთან საერთო ენა ადვილად იპოვა. რატომ გაუწოდა ფთორმა, ყველაზე ელექტროუარყოფითმა (არაქიმიკოსების გასაგონად: ელექტროუარყოფითობა „ცუდი ზნე” არ არის) ელემენტმა, მას მეგობრობის ხელი? საქმე ის არის, რომ წყალბადს, ამ ჯგუფის ელემენტების დარად, შეუძლია ერთი ელექტრონის მიერთება, ბუნებაში ორატომიანი სახით გვხვდება და მათსავით გაზია.

ჰოდა, ამიტომ არის, რომ წყალბადს, სხვა ელემენტებისგან განსხვავებით, ორი ბინა აქვს ელემენტთა პერიოდულობის ცხრილში, თუმცა მოსვენებას საბოლოოდ მაინც ვერ ეღირსა. რატომ? იმიტომ, რომ ელექტრონებით ღარიბია (ეჰ, რამდენ ვინმეს მაგონებს ეს საცოდავი!) და საბოლოოდ ვერც ერთ ჯგუფს ვერ მიჰკედლებია. ჰალოგენებმა კი მიიღეს თავიანთ ჯგუფში, მაგრამ მაინც ამრეზით უყურებენ – წყალბადს მხოლოდ ერთი ელექტრონი აქვს გარე სავალენტო შრეზე, მათ კი – შვიდ-შვიდი.

ელემენტთა თვისებები აშკარად ვლინდება მათ მიერ ნაერთების წარმოქმნისას. ერთმანეთთან დაკავშირებისას ისინი ელექტრონებს მხოლოდ გარე სავალენტო შრიდან მიმოცვლიან. შიგნითა შრეების ელექტრონები ამ დროს ხელუხლებელნი რჩებიან. საცოდავ წყალბადზე კი არც ეს კანონი ვრცელდება – ელექტრონის დაკარგვისას ის სულ მთლად შიშვლდება… და პროტონად გარდაიქმნება. ეს სხვა ელემენტების „ზნეობრივ ნორმებს” არ ესადაგება, ამიტომ ყველა, ვისაც არ ეზარება, წყალბადს ემტერება. არათუ სხვა – მისივე ჯგუფის ელემენტებსაც კი მის ერთადერთ ელექტრონზე უჭირავთ თვალი და პირველსავე ხელსაყრელ შემთხვევაში ართმევენ… წყალბადსაც რაღა დარჩენია – თავის გადასარჩენად, ორსახოვანი იანუსივით, ხან მეტალია, ხან ჰალოგენი, თუმცა სინამდვილეში არც ერთია და არც მეორე… იანუსის ფრესკასავით, ისიც მხოლოდ პროფილს გვიჩვენებს და თვალებში რომ ჩახედონ, მეცნიერებს კიდევ ბევრი შრომა მოუწევთ…

კომენტარები

comments