في منتصف عقد الثلاثينيات من القرن العشرين بقيت أربع ثغرات وجب ملؤها في الجدول الدوري الذي كان موجودًا وقتئذٍ، وتتكون هذه الثغرات من عناصر أعدادها الذرية 43 و61 و85 و87. ومما يستحق الذكر أن وجود ثلاثة من هذه العناصر كان قد تنبَّأ به مندليف بشكل واضح قبلها بسنوات كثيرة، وأعطاها أسماءً من عنده؛ هي: إيكا-منجنيز (43)، وإيكا-يود (85)، وإيكا-سيزيوم (87). وقد اكتُشِفت ثلاثة من هذه العناصر الأربعة الناقصة نتيجةً لتخليقها اصطناعيًّا في القرن العشرين.

في عام 1937 أُجرِيت تجارب لدى وحدة السيكلوترون في بيركلي بالولايات المتحدة، وفيها تم قذف هدف من عنصر الموليبدينوم بقذائف الديوتيريوم (وهي نظائر للهيدروجين كتلتُها ضعفا كتلة النظير الأكثر وفرةً). وقد أخذ أحد الباحثين — ويُدعَى إيميليو سيجري، وهو زميل ما بعد الدكتوراه وصقلي إيطالي — الألواحَ التي تم تعريض ما فيها للإشعاع معه عائدًا إلى وطنه الأصلي. وفي باليرمو، قام سيجري وبيرييه بتحليل الألواح واستطاعَا التأكُّد من تكون عنصر جديد عدده الذري 43، سمَّياه بعدها التكنيشيوم.

كان هذا هو أول عنصر جديد تمامًا يتم الحصول عليه بعملية تحويل العناصر، وذلك بعد مرور 18 عامًا من تجربة رذرفورد الكلاسيكية التي أظهرتْ هذه الاحتمالية. وقد اكتُشِف بعد ذلك وجود آثار من هذا العنصر الجديد — التكنيشيوم — في الأرض بصورة طبيعية وبكميات ضئيلة للغاية.

كان العنصر 85، أو ما سمَّاه مندليف إيكا-يود، هو ثاني العناصر الناقصة التي اكتُشِفت نتيجةً للتخليق الاصطناعي. ونظرًا لأن عدده الذري 85، فكان من الممكن أن يتشكَّل إما من البولونيوم (84) وإما من البزموت (83). والبولونيوم عنصر غير مستقر ومُشِع بدرجة عالية؛ ومن ثَمَّ تَحوَّلَ الاهتمام إلى البزموت، الذي يُعَدُّ بالفعل آخِر عنصر مستقر، بينما تتحلَّل جميع العناصر التي تليه بفعل النشاط الإشعاعي. ونظرًا لأن العدد الذري للبزموت أقل مما للعنصر 85 باثنين، فمن المرجح أن يكون العامل القاذف هو دقائق ألفا مجددًا. وفي عام 1940 أجرى كورسون وَماكينزي وَسيجري — الذي كان حينئذٍ قد استقر نهائيًّا في الولايات المتحدة — تجربةً في بيركلي، مثل التي ذكرنا، وحصلوا على نظير العنصر 85 وله عمر نصفي مقداره 8٫3 ساعات. لقد سمَّوْه الأستاتين؛ من الكلمة الإغريقية أستاتوس astatos ومعناها «غير مستقر». وكان ثالث العناصر الناقصة المطلوب تخليقها هو العنصر 61، وتم هذا أيضًا بسيكلوترون بيركلي، وفي هذه المرة كان الفريق البحثي يتكوَّن من مارينسكي وجلندينين وكوريل، وشمل التفاعُل إجراءَ قذفٍ لذرات النيوديميوم بذرات الديوتيريوم.

ولكي نكمل قصتنا هذه، أقول إن العنصر الرابع الناقص اكتشفتْه كيميائيةٌ فرنسية تُدعَى مارجريت بيري عام 1939، وكانت قد بدأت بالعمل كمساعدة مختبر لدى مدام كوري، ولم تكن حتى حاصلة على شهادة جامعية في وقتِ اكتشافها هذا. وسمَّتِ العنصر الجديد الذي اكتشفتْه الفرنسيوم، نسبة لبلدها الأصلي. لم يتطلَّب هذا العنصر استخدامَ التخليق الاصطناعي، وإنما وُجِد أنه مجرد ناتج ثانوي لتحلُّل عنصر الأكتينيوم الطبيعي المُشِع. وكان نتاج ذلك أن رُقِّيت مارجريت إلى درجة أستاذة، وإلى منصب مديرة المعهد الرئيسي للكيمياء النووية في فرنسا.

مواضيع ذات صلة

تطبيق ثلاثيات العدد الذري على المجموعة ٣

تطبيق نفس المعيار على عناصر أخرى يصعب تسكينها في أماكن مناسبة

معيار جديد: الحفاظ على الثلاثيات أو ابتكار ثلاثيات جديدة

بعض الحالات الخاصة

أنماط الجدول الدوري

كيميائية العناصر التخليقية

العناصر من ١١٣ إلى ١١٨

العنصر ١٠٧ وما بعده

العناصر من ١٠١ إلى ١٠٦

عناصر ما بعد اليورانيوم الحقيقية

الخيمياء الحديثة: من عناصر ناقصة إلى عناصر تخليقية

الكيميائيون وتوزيعات الإلكترونات