الجدول الدوري الحديث للعناصر
يمثل الجدول الدوري الحديث الاتجاهات الدورية بشكل عام، بحيث يتم وضع العناصر التي لها نفس السلوكيات الكيميائية في عمود واحد، وتعرف صفوف الجدول بالدورات وتعرف الأعمدة بالمجموعات.
يستخدم الجدول الدوري المنظم لاشتقاق العلاقات بين العناصر الكيميائية المختلفة، وكذلك الخصائص الكيميائية المتوقعة وسلوكيات العناصر غير المكتشفة أو المثبتة حديثًا.
وهي مفيدة أيضًا في تحليل التفاعلات الكيميائية، ولا تزال تستخدم على نطاق واسع في الكيمياء والفيزياء النووية والعديد من العلوم الأخرى.
كان الكيميائي الروسي دميتري مندليف أول من نشر الجدول الدوري وكان ذلك عام 1869 م، وبعد ذلك خضع للعديد من التطورات لتوضيح الاتجاهات الدورية للعناصر المعروفة في ذلك الوقت.
تم توسيع فكرة مندليف بعد اكتشاف عناصر جديدة أو تصنيعها مسبقًا، وطور نماذج نظرية جديدة تمكنه من شرح السلوك الكيميائي.
هيكل الجدول الدوري
يمثل الجدول الدوري مجموعة من العناصر الكيميائية، ويحتوي كل عنصر على عدد ذري (z) يمثل عددًا من البروتونات في نواته، وتشمل معظم العناصر أعدادًا مختلفة من النيوترونات ذات الذرات المختلفة، والتي يشار إليها بالنظائر.
في الجدول الدوري القياسي، يتم سرد العناصر بترتيب العدد الذري للصقر، ويبدأ كل صف جديد (دورة) عندما تحصل قذيفة التكافؤ الجديدة على أول إلكترون لها، ويتم تحديد الأعمدة (المجموعات) وفقًا للتوزيع الإلكتروني لـ تقع الذرة وجميع العناصر التي لها نفس عدد الإلكترونات في المستوى الفرعي Moin في نفس الأعمدة.
تقع العناصر ذات الخصائص الكيميائية المتشابهة في نفس المجموعة في الجدول الدوري، كما أن العناصر الموجودة في نفس الدورة في المستوى الفرعي f لها خصائص متشابهة، مما يسهل التنبؤ بالخصائص الكيميائية للعنصر إذا كانت خصائص يتم التعرف على العناصر المحيطة.
مجموعات الجدول الدوري وطريقة ترقيمها
المجموعة في الجدول الدوري هي العمود الرأسي، ويوجد في الجدول 18 مجموعة، وجميع العناصر داخل كل مجموعة لها نفس بنية غلاف التكافؤ، من حيث عدد الإلكترونات، وهذا يعطي العناصر متشابهة ملكيات.
يتميز الجدول الدوري بالترتيب الدقيق للعناصر الكيميائية، فكلما زاد انتقالنا من خط إلى آخر، زاد عدد الطبقات، وكلما انتقلنا من عمود إلى آخر، زاد عدد الإلكترونات الموجودة في الخارج. طبقة.
يوجد 3 أنظمة لترقيم مجموعات الجدول الدوري وهي الأرقام العربية أو الأرقام الرومانية أو مزيج من الأرقام الرومانية والحروف اللاتينية، وقد تم اختيار الترقيم العربي من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية.
تم تطوير هذا النظام المقترح من IUPAC ليحل محل الأرقام الرومانية، مما أدى إلى حدوث ارتباك بسبب حقيقة أنهم استخدموا نفس الأسماء لمعاني مختلفة.
تاريخ الجدول الدوري
اعتبر أرسطو، في عام 330 قبل الميلاد، أربعة عناصر فقط، وهي الأرض والهواء والنار والماء، وفي عام 1770 م صنف لافوازييه 33 عنصرًا والفرق بين المعادن واللافلزات، وفي عام 1828 م وضع جدولًا للعناصر وذراتها الأوزان وضبط العناصر برموزها الكيميائية.
في عام 1829 م، وضع دوبرينر 3 جداول تحتوي على 3 مجموعات، كل منها يحتوي على 3 عناصر ذات خصائص متشابهة. المجموعة الأولى تضمنت الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم، والمجموعة الثانية تشمل الكالسيوم والسترونشيوم والباريوم، والمجموعة الثالثة شملت الكلور والبروم واليود.
في عام 1864، رتب جون نيولاندز 60 عنصرًا وفقًا للأوزان الذرية، ووجد أوجه تشابه بين العنصر الأول والعنصر التاسع، والعنصر الثاني والعنصر العاشر، وما إلى ذلك من الترتيب، لذلك اقترح قانون الأوكتاف.
كان لديمتري مندليف دور كبير في تطوير الجدول الدوري وأطلق عليه اسم أبو الجدول الدوري للعناصر، حيث لم يرتب الجدول فحسب، بل كتب أيضًا مجلدين بعنوان مبادئ الكيمياء، وواصل رحلته البحثية حتى هو توفي في 20 يناير 1907 م.
تم اقتراح الجدول الدوري الأصلي دون التعرف على البنية الداخلية للذرات، وبعد ذلك لاحظ الكيميائي الإنجليزي جون نيولاندز أن العناصر ذات الخصائص المتشابهة تتكرر بشكل دوري بواسطة 8 عناصر.
في عام 1869 م، وضع الألماني يوليوس لوثر ماير والكيميائي الروسي دميتري مندليف أول جدول دوري لترتيب العناصر وفقًا للكتلة.
قام منديليف بتغيير موقع بعض العناصر لأن موقعها الجديد يتماشى مع العناصر الجديدة بجانبها، وقام بتصحيح بعض الأخطاء في وضع بعض العناصر وفقًا لقيم الكتل الذرية، وتوقع مكان وجود بعض العناصر التي كانت موجودة. لم يتم اكتشافه بعد، وثبت صحة طاولته لاحقًا. اكتشاف الهيكل الإلكتروني في القرنين التاسع عشر والعشرين.
طاولة مندليف
حاول العالم الروسي مندليف تصنيف عناصر الجدول الدوري، من خلال ملاحظاته بأن بعض العناصر لها خواص كيميائية وفيزيائية متشابهة، واعتبر منديليف هذا التشابه مفتاحًا للكشف عن الأنماط الخفية في العناصر.
من هنا قام بكتابة البطاقات التي كتب عليها العناصر والحقائق الثابتة، وجعل كل عنصر بطاقة فيها درجة الانصهار والكثافة واللون والوزن الذري لبذور كل عنصر والقوة الترابطية له وعدد العناصر. الروابط التي يمكن أن يشكلها كل عنصر.
عندما انتهى منديليف من كتابة البطاقات حاول تصنيفها بعدة طرق، وفي ذلك الوقت لاحظ ظهور النماذج بترتيب هذه العناصر حسب تريندات في الكتلة الذرية، أو الوزن الذري، ولاحظ أن قوة الترابط تغيرت العناصر من الليثيوم إلى الفلور بطريقة منظمة.
طاولات حديثة
تحمل جميع الجداول الحديثة نفس المعلومات التي وضعها مندليف في طاولته. في الجداول الحديثة، تم وضع العناصر ذات الخصائص المتشابهة في شكل أعمدة طولية، تعرف بالمجموعات أو العائلات، والتي تقدر بـ 18 مجموعة.
تتضمن المجموعة 1 في الجدول معادن ناعمة تتفاعل بقوة مع الماء لتنتج غاز الهيدروجين، مما يجعل العناصر الموجودة في الجدول الدوري مرتبة من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل.
يحتوي الجدول على أكثر من 92 عنصرًا طبيعيًا فوق الأرض والعديد من العناصر الصناعية التي تم اختراعها، وأحدث عنصر تم إعداده بـ 116 عنصرًا طبيعيًا في نواة كل ذرة، ولم يتم تسمية هذه العناصر الصناعية بأسماء رسمية بعد.
المجموعة 2 في الجدول الدوري تسمى معادن الأرض القلوية، والتي لها إلكترونان في مدارها الخارجي.
تم نشر الجدول الدوري بأشكال وأحجام مختلفة، ولكن معظم الجداول الحديثة المستخدمة تبدأ بالمجموعة 1، تليها المجموعة 2، وتتبع هاتين المجموعتين مجموعة من الصفوف تتكون من 10 أعمدة بها 40 عنصرًا، وكل عمود يحتوي على 4 عناصر.
استخدامات الجدول الدوري الحديث للعناصر
يستخدم الجدول الدوري على نطاق واسع في العديد من الأمور المتعلقة بالكيمياء والفيزياء، ومنها ما يلي:
- دراسة العناصر والخواص الكيميائية والفيزيائية ومعرفة الفروق بينها.
- توقع خصائص العناصر وكيفية تفاعلها مع العناصر الأخرى.
خصائص العناصر
تنقسم العناصر الكيميائية إلى معادن، معادن، وشبه فلزات، ولكل منها خصائصه الخاصة، وهي كالتالي:
أولاً: المعادن
تتميز المعادن بخصائصها الفيزيائية والكيميائية وهي كالتالي:
1- الخصائص الفيزيائية
- بريق وبريق.
- الموصلية الجيدة للحرارة والكهرباء.
- تتميز بكثافتها العالية.
- نقطة انصهارها عالية.
- يمكن سحبها للأسلاك.
- كل منهم صلبة باستثناء الزئبق.
2- الخواص الكيميائية
- تُفقد الإلكترونات بسهولة.
- تتآكل بسرعة.
ثانياً: اللافلزات
خصائص اللافلزات هي كما يلي:
1- الخصائص الفيزيائية
- ماتي وبدون لمعان.
- لا تسحب الأسلاك.
- الموصلية السيئة للحرارة والكهرباء.
- لا تلمس اللوحات.
- كثافته منخفضة.
- نقطة انصهاره منخفضة.
2- الخواص الكيميائية
- تميل إلى اكتساب الإلكترونات.
ثالثًا: أشباه الفلزات
خصائص الفلزات هي كما يلي:
- صلب.
- لامع أو غير لامع.
- يمكن سحبها للأسلاك.
- موصل للحرارة والكهرباء، ولكن ليس بنفس كفاءة المعادن.
- يمكن أن يطرق إلى ألواح.
من هنا وصلنا إلى نهاية المقال بعد استعراض أهم المعلومات الخاصة بالجدول الدوري الحديث للعناصر وخصائصه، ونتمنى أن يحظى المقال بإرضائك ونال إعجابك.