الجدول الدوري

انبثقت فكرة الجدول الدوري من الحاجة الضرورية لتصنيف العناصر الكيميائية ، وإدراجها ضمن مجموعات معينة ، لتسهيل دراستها والعمل معها. الجدول الدوري للعناصر ، في الجدول الأول مصمم ومصنوع لهذا الغرض.

الجدول الدوري

قام الكيميائي منديليف ، وهو أول من صنع الجدول الدوري الذي يحتوي على جميع العناصر الكيميائية المعروفة في ذلك الوقت ، بترتيب العناصر الكيميائية وفقًا لأعدادها الذرية ، مما يعني عدد البروتونات الموجبة الموجودة في نواة الذرة.

طاولة مندليف

صنع مندليف عناصر تشترك في خصائصها ، وتتشارك في عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجية في مجموعة واحدة ، بينما تشترك عناصر نفس الدورة في خصائصها الفيزيائية. سوف تجد في وقت لاحق.

توقع العالم منديليف أن تمتلئ الأماكن الفارغة في الجدول الدوري بالعناصر التي لم يتم اكتشافها حتى وقته ، وبالفعل اكتشف العديد من العناصر الجديدة ، بينما تم تصنيع العناصر الأخرى في المختبر ، لتنضم إليها جميعًا في الأماكن المخصصة لها في الجدول الدوري ، بحيث أصبح عدد العناصر الكيميائية 118 ، بدءًا من عنصر الهيدروجين ، والذي يحتوي على إلكترون واحد في مستوى طاقته الخارجية ، وتكوين العناصر المعدنية على اليسار ، بينما العناصر المعدنية تقع على اليمين وتنتهي الدورات بغازات خاملة أو نبيلة لا تشارك في تفاعلات كيميائية.

تصنيف العناصر في الجدول الدوري

تم ترتيب العناصر الكيميائية وتصنيفها في الجدول الدوري وفقًا لأعدادها الذرية ، حيث كلما ذهبنا إلى نهاية الدورة أو الصف ، يزداد العدد الذري للعنصر ، وتكون المجموعات في نفس التوزيع مثل الإلكترونات في آخر مستوى للطاقة.

خصائص المجموعات والدورات

تتشابه العناصر في نفس المجموعة في سلوكها الفيزيائي وخصائصها الكيميائية ، على الرغم من الاختلاف في أعداد كتلتها ، بينما في الدورات تكون العناصر متقاربة في أعداد كتلتها ، لكنها تختلف اختلافًا كبيرًا في خواصها الفيزيائية والكيميائية ، وأمثلة على هذا كثير ، الهيدروجين والهيليوم في نفس الدورة ، ويختلفان كليًا ، بينما الصوديوم والبوتاسيوم في مجموعة واحدة ويتشاركان في العديد من الخصائص ، وكذلك المجموعة 17 التي تضم عناصر الهالوجينات ، والمجموعة 18 التي تحتوي على الغازات النبيلة ، وكلها لها خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة. في جدول مندليف ، تم فصل اللانثانيدات والأكتينيدات إلى دورتين منفصلتين في نهاية الجدول ، ثم سُميت بعد ذلك بالعناصر الأرضية النادرة.

الجدول الدوري والنظرية الذرية

تم وضع أسس ترتيب وتصنيف العناصر الكيميائية في الجدول الدوري على أساس النظرية الذرية الحديثة ، واكتشاف مكونات الذرة ، حيث حدد العلماء محتوى الذرة بما يسمى بالعدد الذري لـ الذرة وهو رقم يمثل عدد البروتونات موجبة الشحنة الموجودة داخل نواة الذرة ، ثم يفسر ثبات الذرة وعدم انهيارها بوجود إلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة في مدارات خاصة ، حيث أن لكل مدار طاقة معينة تميزه ، وهذه الإلكترونات السالبة متساوية في العدد مع عدد البروتونات الموجبة الشحنة داخل نواة كل ذرة ، كما اكتشف العلماء وجود أجسام مشحونة بشكل متعادل داخل نواة كل ذرة. ، ولديهم كتلة كبيرة مقارنة بالبروتونات والإلكترونات ، بالإضافة إلى النيوترونات ، وهم يمثلون البروتونات مجتمعة ، العدد الكتلي المميز لكل ذرة من الذرات في الجدول الدوري ، فمثلاً تحتوي ذرة الأكسجين على الرقم 8 مكتوبًا عليها ؛ لأنها تحتوي على 8 بروتونات و 8 إلكترونات تدور حولها ، ويمكن للذرة أيضًا أن تتحول إلى أيون موجب ، عندما تفقد إلكترونًا ، حيث يزداد عدد البروتونات الموجبة داخل الذرة ، وقد تتحول إلى سالب. أيون إذا اكتسب إلكترونًا ، حيث يزداد عدد الإلكترونات السالبة حول الذرة ، ويظل العدد الذري للذرة ثابتًا ، وبالتالي لا يتغير عدد البروتونات ، وقد يزداد عدد النيوترونات المشحونة محايدًا داخل نواة الذرة ، فيما يعرف باسم نظائر العناصر الكيميائية المشعة ، كما في نواة ذرة الهيدروجين ، وكذلك النظائر المشعة لعنصر الكربون ، وهذه النظائر المشعة لها تطبيقات واستخدامات مختلفة في العديد من المجالات.

الجدول الدوري وعناصر الذرة

في الجدول الدوري ، تم وضع العناصر ذات التكافؤ الواحد ، أي عدد الإلكترونات ، في مجموعة واحدة ، حيث توجد 18 مجموعة ، بالإضافة إلى الوزن الذري ، حيث تم ترتيب الصفوف ، وكتلة تتركز الذرة في النواة ، لأن كتلة الإلكترونات صغيرة جدًا مقارنة بالبروتونات والنيوترونات ، حيث تتشكل معظم الذرة بالفراغ ، وتستقر الذرة في حالتها غير الأيونية ، ويكتشف اكتشاف خواص الذرة. أدى إلى تصنيف العناصر الكيميائية في الجداول الدورية.

تاريخ الجدول الدوري

حاول العديد من العلماء والكيميائيين تصنيف العناصر الكيميائية ، وفقًا لبعض خصائصها ، منذ عهد أرسطو الذي قسم العناصر إلى أربعة أقسام ، وفقًا لطبيعتها ، الماء ، النار ، الهواء والغبار ، مرورًا بالعديد من العلماء. الذي قام بالتصنيفات حسب الخصائص المختلفة للعناصر ، وصولاً إلى العالم ، تم اكتشاف الروسي مندلييف ، الذي توقع اكتشاف عناصر جديدة ، من بعده ، حتى آخر الجداول الدورية ، واكتشاف المواد النووية المركبة العناصر ، في المعامل حتى تمت الموافقة عليها في عام 2016.

فوائد الجدول الدوري

للجدول الدوري وتصنيف العناصر فوائد واضحة ، أهمها أن لكل عنصر رمز كيميائي خاص وموقع في الجدول ، ورقم محدد لرقمه الذري ووزنه الذري. ، والتي يمكن أن يشكلها العنصر مع العناصر الأخرى ، ومعرفة عدد الروابط الكيميائية التي يشكلها العنصر مع العناصر الكيميائية الأخرى ، ومعرفة الخصائص الفيزيائية للعنصر ، ومعرفة تكافؤ العنصر ، ومعرفة حالة وشحنة العنصر في حالته الأيونية ، والتنبؤ بموقع وخصائص العناصر التي تم إنشاؤها أو اكتشافها حديثًا.

خصائص العناصر في الجدول الدوري

معظم العناصر في الجدول الدوري هي معادن ، والفلزات القلوية ، والمعادن الأرضية ، والمعادن الأساسية ، والمعادن الانتقالية ، واللانثانيدات والأكتينيدات كلها مجموعات من المعادن. تتميز المعادن بالعديد من الخصائص المميزة ، من أهمها التوصيل الجيد لدرجات الحرارة ، اللمعان واللمعان ، الكثافة العالية ، نقطة الانصهار العالية ، يمكن استخلاصها ، ويمكن طرقها إلى ألواح ، وكلها صلبة باستثناء الزئبق ، وهو سائل ، وخواصه الكيميائية دائمًا ما تفقد الإلكترونات بسهولة وتتآكل ، لذلك يصدأ الحديد بسرعة. أما اللافلزات فهي ليست موصلات جيدة للحرارة ، ولا تحتوي على لمعان ، وكثافتها منخفضة ، ونقطة انصهارها منخفضة أيضًا ، ولا يمكن سحبها إلى أسلاك ، ولا يمكن دقها في ألواح ، فهي كذلك لينة وليست صلبة ، وبالنسبة لخصائصها الكيميائية ، فإنها تميل دائمًا إلى اكتساب الإلكترونات. لا يتآكل بسهولة ، ويشكل روابط مع معادن تسمى الروابط الأيونية ، وهي روابط تتميز بقوتها. أما أشباه الفلزات فهي عناصر تجمع بين خصائص المعادن واللافلزات.

الجدول الدوري والكيمياء

ستستمر الكيمياء في التطور والتقدم ، وسيستمر الكيميائيون في تصنيف العناصر الكيميائية ليسهل على الطالب دراستها ، وتسهيل عملية فهم العناصر ، وإبطال أساطير السحر الأسود التي يؤمن بها الناس بالكيمياء ، الناس ، ومن يعملون فيه ، وينقضون كذبة تحويل التراب إلى ذهب بسحر الخيمياء الأسود.