الجدول الدوري

ما هو الجدول الدوري؟

هذا جدول تم إنشاؤه لتسجيل وترتيب كل عنصر من العناصر الكيميائية الموجودة. يتم تصنيفها وفقًا لعددها الذري وخصائصها الكيميائية وتكوينها الإلكتروني.

خصائص الجدول الدوري

يتم وضع الجدول الدوري للعناصر بشكل منهجي: في الصفوف والأعمدة. يتم تحديد أنواع العناصر بألوان مختلفة: الأخضر والبرتقالي والأزرق والأرجواني والأرجواني والأحمر والأصفر.

يعكس الجدول البيانات الأساسية لكل عنصر من العناصر الكيميائية. على سبيل المثال: الاسم، الرمز، الكتلة الذرية، العدد الذري، السالبية الكهربية، حالات الأكسدة، التكوين الإلكتروني وطاقة التأين؛ وبهذه الطريقة يمكن تحديد استخدامه بسهولة أكبر.

كم عدد العناصر الموجودة في الجدول الدوري؟

يحتوي الجدول الدوري على 118 عنصر تم تأكيدها من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC). ومن هذه العناصر يوجد 94 عنصرًا في الطبيعة، و24 عنصرًا اصطناعيًا بالكامل، أي أنها تم إنشاؤها صناعيًا في المختبر.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه يتم تحديث عدد العناصر مع اكتشاف العلماء المختلفين ودراستهم ودراسة العناصر الجديدة من العناصر الموجودة.

ما هو الجدول الدوري المستخدم ل؟

إنه مفيد جدًا للعلوم بعدة طرق. على سبيل المثال، فإنه يوفر إمكانية إجراء تحليل للسلوك الكيميائي لجميع العناصر. يساعد على التمييز بين التكوين الإلكتروني والسلبية الكهربية للعناصر.

يساعد على استخلاص أوجه التشابه والاختلاف بين العناصر، حيث يعكس معلومات عن الكتلة والعدد الذري لكل منها. ونظرًا للمعلومات الرائعة التي يقدمها حول كل عنصر من العناصر، يمكن التنبؤ بالخصائص الكيميائية للعناصر الجديدة التي يمكن إدراجها في الجدول والحصول عليها.

أجزاء من الجدول الدوري

يتم تنظيم الجدول الدوري في 7 صفوف أفقية، تسمى أيضًا بالدورات. في هذه الفترات، يتم تجميع العناصر التي عدد طبقاتها الإلكترونية يساوي رقم الفترة معًا. على سبيل المثال: تحتوي العناصر الثمانية للدورة 2 على غلافين إلكترونيين.

بالإضافة إلى ذلك يحتوي على 18 عموداً تسمى المجموعات أو الفصائل وهي مرقمة من اليسار إلى اليمين تبدأ بالرقم 1 الذي ينتمي إلى الفلزات القلوية وينتهي بالرقم 18 الذي ينتمي إلى عائلة الغازات النبيلة.

العناصر التي تنتمي إلى نفس المجموعة أو العائلة لها خصائص متشابهة، وقبل كل شيء، يتم أخذ بنية إلكتروناتها في الغلاف الأخير للذرة في الاعتبار. ومن الأمثلة على ذلك البوتاسيوم، الذي يحتوي على 4 طبقات، ولكن في الطبقة الأخيرة يحتوي على إلكترون واحد فقط، ولهذا السبب فهو في المجموعة رقم 1.

يتم تنظيم الجدول أيضًا إلى 4 كتل: في المجموعة S توجد المجموعات 1 و 2 الهيدروجين والهيليوم والمعادن القلوية والمعادن الأرضية القلوية. تتكون الكتلة P من المجموعات من 13 إلى 18 وأشباه الفلزات. تتكون الكتلة D من المجموعات من 3 إلى 12 ومعادن انتقالية. وأخيرًا، هناك الكتلة F التي لم يتم تخصيص رقم مجموعة لها؛ ومع ذلك، اللانثانيدات والأكتينيدات تناسب هذا.

المعادن

وهي عناصر صلبة في درجة حرارة الغرفة (ما عدا الزئبق)، وتوجد على الجانب الأيسر من الجدول الدوري. السمة الرئيسية للمعادن هي أنها أفضل موصلات للحرارة والكهرباء؛ بالإضافة إلى ذلك، فهي قابلة للطرق والطرق والمقاومة.

وقد استخدمها البشر على مر الزمن كهياكل وأدوات وتماثيل. تتميز بلمعان استثنائي يجعلها مثالية لتزوير القطع والمجوهرات الزخرفية.

الفلزات القلوية

وهي معادن ناعمة ولامعة ومتفاعلة للغاية في ظل الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط؛ ولهذا السبب، لم يتم العثور عليها أبدًا نقية تمامًا في الطبيعة. لديهم نقاط غليان وانصهار منخفضة، وكذلك كثافات منخفضة. فهي موصلات ممتازة للحرارة والكهرباء.

من بين هؤلاء:

1. الصوديوم (نا)
2. السيزيوم (جيم)
3. البوتاسيوم (ك)
4. الليثيوم (لي)
5. الفرانسيوم (الاب)
6. الروبيديوم (Rb)

المعادن الأرضية القلوية

وتقع هذه العناصر في المجموعة 2 من الجدول الدوري. يأتي اسمها "الأرض القلوية" من ارتباط أكاسيدها (الأتربة) بخصائصها القلوية.

فهي موصلات كهربائية جيدة، وناعمة، ومنخفضة الكثافة، وملونة. من ناحية، فهي أكثر مقاومة من الفلزات القلوية، ولكنها من ناحية أخرى أقل تفاعلاً من الأخيرة.

هؤلاء هم:

1. المغنيسيوم (ملغ)
2. الباريوم (با)
3. الكالسيوم (كاليفورنيا)
4. البريليوم (كن)
5. نصف القطر (رع)
6. السترونتيوم (ريال سعودي)

المعادن الانتقالية

وتقع هذه العناصر في المجموعة د، أي في الجزء المركزي من الجدول الدوري. يطلق عليها اسم عابرة لأنها يمكن أن تكون مستقرة من تلقاء نفسها، ولا تحتاج إلى التفاعل مع عنصر آخر. وهذا يعني أنه عندما يفتقر غلافه الأخير إلى الإلكترونات اللازمة ليكتمل، فإنه يسحبها من الأغلفة الداخلية الأخرى.

بشكل عام، هذه المعادن صلبة، ولها نقاط غليان وانصهار عالية؛ كما أنها موصلات ممتازة للحرارة والكهرباء.

ومن بين هذه ما يلي:

1. التيتانيوم (تي)
2. الكروم (الكروم)
3. سكانديوم (العلوم)
4. الفاناديوم (الخامس)
5. الحديد (الحديد)
6. النيكل (ني)
7. المنغنيز (من)
8. الزنك (الزنك)
9. كوبالت (كو)
10. النحاس (النحاس)
11. الزركونيوم (Zr)
12. الموليبدينوم (مو)
13. الروثينيوم (رو)
14. الإيتريوم (Y)
15. النيوبيوم (ملحوظة)
16. التكنيشيوم (ح)
17. البلاديوم (PD)
18. الفضة (حج)
19. الروديوم (Rh)
20. اللوتيتيوم (لو)
21. الكادميوم (Cd)
22. التنغستن (ث)
23. الأوسميوم (العظم)
24. الرينيوم (إعادة)
25. التنتالوم (تا)
26. إيريديوم (اذهب)
27. الزئبق (زئبق)
28. البلاتينية (PD)
29. لورينتيوس (Lr)
30. الذهب (أستراليا)
31. دوبنيوم (ديسيبل)
32. بوريوم (البحرين)
33. هاسيوم (HS)
34. دارمستاتيوم (دس)
35. سيبورجيوم (سان جرمان)
36. ميتنريوم (جبل)
37. كوبرنيسيوم (Cn)
38. الرونتجينيوم (Rg)
39. الهافنيوم (HF)
40. رذرفورديوم (Rf)

معادن ما بعد الفترة الانتقالية

تُعرف باسم معادن الكتلة P وفي أحيان أخرى ببساطة باسم "المعادن الأخرى". وهي تقع في الجدول الدوري بين أشباه المعادن أو أشباه المعادن على اليمين والمعادن الانتقالية على اليسار.

ويمكن تحديد هذه العناصر بوضوح على أنها معادن من خلال شكلها؛ ومع ذلك، فإن خصائصها المعدنية أضعف من خصائص المعادن الانتقالية لأنها تميل إلى أن تكون لها نقاط انصهار أقل وقوة ميكانيكية أقل.

بعض منهم:

1. البزموت (ثنائي)
2. الألومنيوم (آل)
3. الغاليوم (Ga)
4. هندي (في)
5. القصدير (القصدير)
6. الرصاص (الرصاص)
7. الثاليوم (Tl)
8. نيهونيوم (Nh)
9. موسكوفي (ماك)
10. فليروفيوم (فلوريدا)
11. ليفرمور (المستوى)

الفلزات

هي مجموعة من العناصر الكيميائية التي توجد بين الفلزات واللافلزات، أي أنها في بعض الأحيان تعمل كالمعادن وفي أخرى كاللافلزات. يمكن أن تكون هذه مرنة قليلاً أو معتمة أو لامعة. قدرتها كموصلات كهربائية أقل من قدرة المعادن، ولكنها أعلى من قدرة غير المعادن. هذه عناصر تفاعلية بما فيه الكفاية.

من بين هؤلاء:

1. البورون (ب)
2. السيليكون (نعم)
3. الجرمانيوم (قه)
4. الزرنيخ (ع)
5. الأنتيمون (سو)
6. التيلوريوم (Te)
7. البولونيوم (Po)

اللانثانيدات

اللانثانيدات هي جزء من الفترة 6 وتسمى أيضًا "الأتربة النادرة"، وذلك بفضل حقيقة الحصول عليها على شكل أكاسيد. وتشكل هذه العناصر مع الأكتينيدات ما نسميه "العناصر الانتقالية الداخلية".

تتكون هذه المجموعة من 15 عنصرًا في المجمل، وتقع في أسفل الجدول، أسفل بقية العناصر. وهم على النحو التالي:

1. اللانثانم (ال)
2. السيريوم (Ce)
3. النيوديميوم (ND)
4. البروميثيوم (بي إم)
5. البراسيوديميوم (العلاقات العامة)
6. اليوروبيوم (الاتحاد الأوروبي)
7. الجادولينيوم (غ)
8. سماريوم (سم)
9. الديسبروسيوم (دي)
10. الإربيوم (إيه)
11. الهولميوم (هو)
12. تيربيوم (تيرابايت)
13. الإيتربيوم (Yb)
14. اللوتيتيوم (لو)
15. الثوليوم (TM)

الأكتينيدات

تقع هذه العناصر في الدورة 7 ولها عدد ذري ​​مرتفع. وبالإضافة إلى ذلك، فإن جميع النظائر التي تتكون منها مشعة. ويوجد بعضها في الطبيعة بكميات ضئيلة، مثل اليورانيوم.

مثل اللانثانيدات، تقع هذه المجموعة في أسفل الجدول، وبشكل أكثر دقة في المجموعة F وتتكون من 15 عنصرًا:

1. الأكتينيوم (التيار المتردد)
2. اليورانيوم (U)
3. الثوريوم (ث)
4. النبتونيوم (Np)
5. البروتكتينيوم (باسكال)
6. الأمريسيوم (صباحا)
7. البلوتونيوم (البلوتونيوم)
8. كوري (سم)
9. البركيليوم (بك)
10. أينشتاينيوم (It)
11. فيرميوم (اف ام)
12. كاليفورنيوم (Cf)
13. نوبليوم (لا)
14. لورينتيوس (Lr)
15. مندليفيوم (ماريلاند)

لا المعادن

تحتوي اللافلزات على خصائص مختلفة تمامًا عن المعادن؛ في الواقع، فهي ليست موصلة جيدة للحرارة والكهرباء، كما أنها ليست لامعة ولامعة. لديهم نقاط انصهار أقل من المعادن. تصنيف هذه في الهالوجينات والغازات النبيلة. علاوة على ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذه العناصر يمكن أن تكون سائلة أو صلبة أو غازية.

وتندرج العناصر التالية ضمن هذه المجموعة:

1. الهيدروجين (ح)
2. الكبريت (S)
3. النيتروجين (ن)
4. الأكسجين (س)
5. الفوسفور (ف)
6. الكربون (ج)
7. السيلينيوم (سي)

الهالوجينات

كلمة "الهالوجين" تعني "الذي هو أصل الملح"، وبدمجه مع المعادن يمكن أن يشكل الهاليدات أو الهاليدات ومع اللافلزات يشكل أيونات معقدة. وهي تقع في المجموعة 17 وعلى الجانب الأيمن من الجدول الدوري.

إنهم متفاعلون للغاية بسبب ارتفاع الكهربية. على سبيل المثال، الفلورايد هو الأكثر تفاعلاً، وهو غاز شديد التآكل وسام.

الهالوجينات تشمل:

1. الفلور (F)
2. البروم (ر)
3. الكلور (الكلور)
4. الحالة (في)
5. اليود (أنا)
6. تينيس (TS)

غازات نبيلة

وهي غازات أحادية الذرة عديمة اللون والرائحة ولها تفاعل كيميائي منخفض إلى حد ما. يتم تفسير خصائصه من خلال النظريات حول التركيب الذري: يعتبر الغلاف الإلكتروني لإلكتروناته التكافؤية كاملاً.

تقع في المجموعة 18 من الجدول الدوري وتتكون من 7 غازات:

1. هيليوم (هو)
2. الأرجون (آر)
3. الكريبتون (كر)
4. نيون (ني)
5. الرادون (آر إن)
6. زينون (Xe)
7. اوغانيسون (عوج)

حالة

هذه هي الأشكال المختلفة للتجمع التي يمكن أن تظهر فيها المادة نفسها في ظروف بيئية مرتبطة بقوة اتحاد أو تجاذب الجزيئات (الذرات أو الأيونات أو الجزيئات) التي تشكلها.

الدول لها خصائص وخصائص تميزها. وأفضلها المعروفة والمقبولة هي: الحالات السائلة والغازية والصلبة. ومع ذلك، هناك حالات أخرى لا تحدث بشكل طبيعي في البيئة.

غازات

هذه العناصر ليس لها شكل أو حجم ثابت. في الغازات، تكون جزيئاتها منفصلة تمامًا، وبما أنها ليس لها موضع ثابت، فإن قوى التماسك التي توحدها تكون ضعيفة جدًا. وتتحرك جزيئاتها بشكل غير منتظم، فيحدث تصادمات كثيرة بينها. إنها تتكيف مع حجم وشكل الحاوية التي تحتوي عليها.

تعكس الغازات خاصيتين: قابلية التمدد، وهي ميلها إلى زيادة حجمها بسبب القوة التنافرية لجزيئاتها. الانضغاطية هي قدرة هذه الغازات على تقليل حجمها عند الضغط عليها بقوة.

السوائل

يتم تماسك الجسيمات الموجودة في السوائل معًا بواسطة قوة تماسك أضعف قليلاً من تلك الموجودة في المواد الصلبة. ومع ذلك، مثل هذه، حجمها ثابت.

ونظرًا لأن مواقعها ليست ثابتة، فيمكنها الدوران والتحرك بحرية. ليس للسوائل شكل محدد، فهي تأخذ شكل الوعاء الذي يحتويها.

ومن خصائصه السيولة، وهي قدرته على الحركة. ترجع اللزوجة إلى التفاعلات بين جزيئاتها التي تحد من سيولتها.

صلب

تتميز العناصر الصلبة بثبات الحجم والشكل حيث أن جزيئاتها متحدة جداً وفي مواقع ثابتة نتيجة قوة تماسك قوية جداً.

إن حركة هذه العناصر منخفضة جدًا، مما يعني أنها لا تستطيع التدفق أو الضغط. يتم ترتيب جزيئاتها بطريقة منظمة، مما ينتج عنها شبكات بلورية فيما بينها.

مجهول

هناك ولايات أخرى، بعضها أكثر شهرة من غيرها. على سبيل المثال، البلزماتية، وهي الأكثر انتشارا في جميع أنحاء الكون: الأشعة، الشمس، الأضواء الشمالية، السدم.

حالة بوز-آينشتاين المكثفة، والتي سُميت بهذا الاسم بفضل عملية تكثيف الغازات عند درجات حرارة قريبة جدًا من الصفر المطلق والتي لها نوع من الدوران الكمي؛ في الإسبانية، Spin، والذي يشير إلى دوران الجسيمات فيما بينها.

مكثفة فيرمي هي مرحلة تكتسب فيها العناصر سيولة كبيرة وتتكون عند درجات حرارة منخفضة جدًا.

مجموعات

هذه هي الأعمدة الرأسية للعناصر الكيميائية التي تشكل الجدول الدوري. وتشمل هذه المجموعات عناصر لها خصائص ذرية متشابهة، أي أنها تحتوي على نفس عدد الإلكترونات في غلافها الذري الأخير.

كم عدد المجموعات التي تشكل الجدول الدوري؟ هناك 18 مجموعة مرقمة من 1 إلى 18 وموزعة على النحو التالي:

1. المجموعة 1: المعادن القلوية
2. المجموعة 2: المعادن الأرضية القلوية
3. المجموعة 3: عائلة سكانديوم
4. المجموعة 4: عائلة التيتانيوم
5. المجموعة 5: عائلة الفاناديوم
6. المجموعة 6: عائلة الكروم
7. المجموعة 7: عائلة المغنيسيوم
8. المجموعة الثامنة: العائلة الحديدية
9. المجموعة 9: عائلة الكوبالت
10. المجموعة 10: عائلة النيكل
11. المجموعة 11: عائلة النحاس
12. المجموعة 12: عائلة الزنك
13. المجموعة 13: ترابي
14. المجموعة 14: الكربونات
15. المجموعة 15: النيتروجين
16. المجموعة 16: المستضدات
17. المجموعة 17: الهالوجينات
18. المجموعة 18: الغازات النبيلة

فترات

هذه هي الصفوف السبعة أو الخطوط الأفقية التي تشكل الجدول الدوري. هذه هي العناصر التي يتطابق عدد قذائفها الإلكترونية مع رقم الدورة. على سبيل المثال، يحتوي الحديد على 4 طبقات إلكترونية، لذلك فهو في الدورة 4.

تاريخ الجدول الدوري

يعود تاريخ الجدول الدوري إلى القرن التاسع عشر، حيث أدرك الكيميائيون في ذلك الوقت أن المادة أكثر تعقيدًا بكثير مما كانوا يعتقدون، وأن العناصر الجديدة التي تم العثور عليها يجب أن تكون مرتبة.

تم إجراء التصنيف الأول فيما يتعلق بعدد الكتلة الذرية، ولكن لم يتم تسليط الضوء على أوجه التشابه والاختلاف بين العناصر المختلفة. في عام 1817، سلط الكيميائي دوبرينر الضوء على أوجه التشابه بين العناصر من خلال تجميعها في ثلاثيات، على سبيل المثال ثالوث الكلور واليود والبروم. في عام 1850، كان بإمكاننا الاعتماد على حوالي عشرين ثلاثية.

في عام 1862، اقترح العالمان شانكورتوا ونيولاندز قانون الأوكتافات، أي حيث تتكرر الخصائص كل 8 عناصر. ومع هذا التقدم، يبدأ الهيكل العظمي، إذا جاز التعبير، للجدول الدوري في التبلور.

في عام 1869، اكتشف الكيميائي الألماني ماير الدورية المنعكسة في الحجم الذري. في هذا، العناصر المماثلة لها أيضًا حجم ذري مماثل. ومع ذلك، لا تزال المساهمات الأخرى مفقودة.

من الذي أنشأ الجدول الدوري؟

كان الكيميائي الروسي ديمتري مندلييف هو من قدم النسخة الأولى من الجدول الدوري. ويصنف العناصر المعروفة حتى الآن (63 عنصراً) تصاعدياً حسب عدد كتلها الذرية.

ووضع في نفس العمود العناصر التي يوجد فيها تشابه في خواصها الفيزيائية. كما أنه ترك مساحات فارغة لأنه كان على قناعة بخروج عناصر جديدة تشغل هذه الأماكن. بالطبع، لم يكن مخطئا.

يعتمد الجدول الدوري الحالي على هذا الجدول الذي وضعه مندليف. في الواقع، اليوم، وبفضل التكنولوجيا، يمكننا الحصول على تطبيقات عبر الإنترنت، حيث يتم عرض صور الجدول الدوري بطريقة تعليمية وتفاعلية. بنقرة واحدة فقط على كل عنصر من العناصر يمكننا معرفة كل شيء عنها.

متى تم إنشاء الجدول الدوري؟

في عام 1869، نشر الكيميائي الروسي دميتري مندلييف جدوله الدوري الأول حيث قام بتجميع 63 عنصرًا وفقًا للعدد المتزايد لكتلتها الذرية.

في عام 1913، تمكن الكيميائي الإنجليزي هنري موسلي، بفضل الدراسات التي أجريت بالأشعة السينية، من تحديد العدد الذري للعناصر. وهكذا قام بترتيب هذه العناصر مع مراعاة العدد الذري بشكل متزايد، مما أدى إلى ظهور الجدول الذي نعرفه اليوم.