اگر همه عناصر را مخلوط کنیم چه می شود؟

خبرآنلاین: اگر همه عناصر موجود در زمین را با هم ترکیب کنیم, چه چیزی حاصل خواهد شد؟ شاید فکر کنید ماده عجیبی حاصل می شود، اما نظر برخی این است: همان نمک و گرد و غبار همیشگی!

حاصل مخلوط کردن تمام عناصر جهان چیست؟ دو راه برای آزمایش کردن این موضوع وجود دارد، که البته هیچ یک از آنها (دست کم با امکانات فعلی بشر) قابل اجرا نیست. یکی از آنها نیاز به ده‌ها شتاب دهنده بزرگ هادرونی (همان شتاب دهنده معروف سرن سوئیس) در کنار هم دارد تا انرژی مورد نیاز چنین فرآیندی را فراهم کند. روش دیگر می‌تواند از یک دیگ پر شده از پلوتونیوم حاصل شود. ولی احتمالا تنها چیزی که به جای یک عنصر عجیب و غریب فرانکشتاینی در هر دو روش حاصل می‌شود، مونواکسید کربن و کپه‌ای از نمک و گرد و غبار است.

به گفته مارک تاکرمن ، شیمی‌دان نظری دانشگاه نیویورک، اگر از هر عنصر، تنها یک اتم را به درون یک مخلوط پرتاب کنید، حاصل این ترکیب یک ابرمولکول تشکیل شده از تک تک عناصر نخواهد بود. اتم‌ها دربر دارنده یک هسته تشکیل شده از تعدادی نوترون و پروتون، و همچنین تعدادی الکترون هستند که به دور این هسته می‌گردند. مولکول زمانی شکل می‌گیرد که اوربیتال‌های الکترونی اتم همپوشانی کنند و به طور موثری اتم‌ها را در کنار هم نگه دارند.

به گفته تاکرمن، چیزی که در هنگام مخلوط شدن اتم‌ها به دست می‌آورید، تحت تاثیر این است که به اصطلاح "چی نزدیک چی باشد". برای مثال اکسیژن بسیار واکنش‌پذیر است و وقتی که به هیدروژن نزدیک شود، تشکیل هیدروکسید می‌دهد و اگر به کربن نزدیک‌تر باشد مونوکسید کربن تشکیل می شود. تاکرمن می‌گوید: «این ماهیت فعال تصادفی برای تعداد بسیار زیادی از عناصر صادق است. این آزمایش را می‌توان ۱۰۰ بار انجام داد و ۱۰۰ ترکیب متفاوت را به دست آورد».

عناصر بی اثری‌ (همانند گازهای نجیب) با هیچ چیزی واکنش نمی‌دهند، بنابراین در موارد بسیار کمی می‌توان آنها را به صورت مولکول‌های دو یا سه اتمی یافت. اما در صورت برخورد دادن اتمها با یکدیگر با سرعت ۹۹.۹۹۹٪ سرعت نور (بالاترین سرعت برخورد دادن ذرات در برخورد دهنده بزرگ هادرونی، در آزمایشگاه فیزیک ذرات سرن در نزدیکی ژنو) ممکن است تعداد بسیار کمی از هسته‌ها با یکدیگر ترکیب شوند، اما این منجر به ساختن عنصر فرانکشتاین نخواهد شد. محتمل‌تر این است که آنها به قالب یک پلاسمای کوراک-گلوئون در آیند (ماده‌ای که طبق نظریه‌ها در اولین لحظات پس از مهبانگ وجود داشت). تاکرمن می‌گوید: «اما آنها تا پیش از تجزیه شدن، تنها کسری از ثانیه دوام می‌آورند. به علاوه برای انجام این کار به ۱۱۸ دستگاه ال‌اچ‌سی (که هر کدام برای شتاب دادن تنها یکی از عناصر است) نیاز داریم».

آن گونه که جان استنتون، رئیس انستیتوی شیمی محض دانشگاه تگزاس، توضیح می‌دهد، رویکرد دیگر این است که یک تکه پودر شده از هر عنصر یا اندکی از هر گاز را به داخل یک مخزن مهر موم شده پرتاب کنیم و ببینیم چه اتفاقی می‌افتد. هیچ کس تا به حال این آزمایش را انجام نداده است، اما اینجا استنتون به چیزهایی که اتفاق می‌افتند، فکر می‌کند. او می‌گوید: «گاز اکسیژن با لیتیوم و سدیوم واکنش می‌دهد و مشتعل می‌شود، آنگاه دما در مخزن تا حدی بالا می‌رود که جهنمی در آن به راه می‌افتد. کربن گرافیتی پودر شده نیز مشتعل می‌شود. تقریبا ۲۵ عنصر رادیواکتیو وجود دارد، که گرمای شعله را کمی خطرناک می‌کنند. شعله‌ور شدن پلوتونیوم بسیار بد است. استنشاق این ماده رادیواکتیو می‌تواند سبب مرگی سریع شود».

به گفته استنتون، وقتی همه چیز آرام شود، نتیجه به همان خسته کنندگی سناریوی اتم‌های تنها خواهد بود. کربن و اکسیژن، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن تولید می‌کنند. گاز نیتروژن بسیار پایدار است و به همان صورت باقی می‌ماند. گازهای نجیب و تعداد کمی از فلزات مانند طلا و پلاتین که اغلب در طبیعت نیز به شکل خالصشان هستند، واکنش نمی‌دهند. عناصری که واکنش می‌دهند اکسید و نمک تولید می‌کنند. او می‌گوید: «برنده این بازی هم ترمودینامیک است. چیزهایی که همیشه تعادل را به دست می‌دهند و در این مورد, نتیجه مخلوطی از ترکیبات پایدار و معمولی است».