ابنِ ذرة

يختلف النظير في عدد النيوترونات — العنصر نفسه، وكتلة مختلفة، وكيمياء متماثلة. ويختلف الأيون في عدد الإلكترونات — العنصر نفسه، والكتلة نفسها، وكيمياء مختلفة جدًا. الكربون-12 والكربون-14 نظيران لبعضهما؛ وNa وNa⁺ ذرة وأيونها. أما إذا غيّرت البروتونات، فقد غيّرت العنصر بالكامل.

تقول الفيزياء الكلاسيكية إن الشحنة التي تدور تشع طاقة وينبغي أن تنهار خلال نحو 10⁻¹¹ ثانية. لكنها لا تفعل ذلك، وكان هذا الإخفاق هو ما فرض نشوء ميكانيكا الكم. لا يدور الإلكترون في الذرة على الإطلاق؛ بل يشغل موجة واقفة ذات طاقة دنيا ثابتة. ولا توجد حالة أدنى ليسقط إليها. الحلقات المرسومة هنا مجرد وسيلة ملائمة — يعرض عارض المدار في صفحة أي عنصر سحابة الاحتمال الحقيقية.

يحتوي الغلاف n على 2n² إلكترون كحد أقصى: 2 و8 و18 و32، وهكذا. لكن الأغلفة لا تمتلئ بترتيب صارم — إذ يمتلئ 4s قبل 3d لأنه يقع عند طاقة أقل، وفق قاعدة مادلونغ التي يتبعها هذا المنشئ. وهذا الترتيب هو بالضبط سبب تكوّن الفلزات الانتقالية في مستوى فرعي وسط الجدول الدوري.

يقع حديد-56 (ونيكل-62) عند قمة منحنى طاقة الربط لكل نيوكليون. يؤدي دمج أي شيء أخف إلى إطلاق الطاقة؛ كما يؤدي شطر أي شيء أثقل إلى إطلاق الطاقة؛ أما الحديد فلا يفعل أياً منهما. لذلك يتوقف الاندماج في النجم الضخم عند الحديد، ثم تنهار النواة، ولهذا صُنع كل عنصر أثقل من الحديد في جسمك في مستعر أعظم أو في تصادم نجم نيوتروني، وليس في الاحتراق النجمي العادي.

ليس هنا، وليس في مختبر حتى الآن أيضاً. يتوقف هذا المنشئ عند 118 لأن هذا هو الحد الحالي للجدول الدوري. تطلق فرق في اليابان وروسيا والولايات المتحدة حزمًا على أهداف من الأكتينيدات منذ أكثر من عقد، محاولةً صنع 119 و120؛ إذ تتفكك النوى أسرع من قدرة أي كاشف على تسجيلها.