في أواخر القرن التاسع عشر ، نشر الكيميائي الروسي دميتري مندليف محاولته الأولى لتجميع العناصر الكيميائية وفقًا لأوزانها الذرية. كان هناك حوالي 60 عنصرًا فقط معروفًا في ذلك الوقت ، لكن مندليف أدرك أنه عندما تم تنظيم العناصر حسب الوزن ، حدثت أنواع معينة من العناصر في فترات منتظمة أو فترات.
اليوم ، بعد 150 عامًا ، يتعرف الكيميائيون رسميًا على 118 عنصرًا (بعد إضافة أربعة وافدين جدد في عام 2016) وما زالوا يستخدمون الجدول الدوري للعناصر من مندليف لتنظيمها. يبدأ الجدول بأبسط ذرة ، هيدروجين ، ثم ينظم بقية العناصر حسب العدد الذري ، وهو عدد البروتونات التي يحتوي عليها كل منها. مع عدد قليل من الاستثناءات ، يتوافق ترتيب العناصر مع الكتلة المتزايدة لكل ذرة.
يحتوي الجدول على سبعة صفوف و 18 عمودًا. يمثل كل صف فترة واحدة ؛ يشير رقم فترة العنصر إلى عدد مستويات طاقة الإلكترونات في المنزل. الصوديوم ، على سبيل المثال ، يجلس في الفترة الثالثة ، مما يعني أن ذرة الصوديوم تحتوي عادةً على إلكترونات في مستويات الطاقة الثلاثة الأولى. بالانتقال إلى أسفل الجدول ، تكون الفترات أطول لأنها تستغرق المزيد من الإلكترونات لملء المستويات الخارجية الأكبر والأكثر تعقيدًا.
تمثل أعمدة الجدول مجموعات أو عائلات العناصر. غالبًا ما تبدو العناصر في المجموعة وتتصرف بشكل مشابه ، لأن لديهم نفس عدد الإلكترونات في غلافها الخارجي - الوجه الذي تظهره للعالم. عناصر المجموعة 18 ، في أقصى الجانب الأيمن من الجدول ، على سبيل المثال ، لها غلاف خارجي كامل ونادراً ما تشارك في التفاعلات الكيميائية.
تُصنف العناصر عادةً على أنها معدنية أو غير معدنية ، ولكن الخط الفاصل بين الاثنين غير واضح. عادة ما تكون العناصر المعدنية موصلات جيدة للكهرباء والحرارة. تعتمد المجموعات الفرعية داخل المعادن على الخصائص والخصائص الكيميائية المماثلة لهذه المجموعات. يستخدم وصفنا للجدول الدوري مجموعات مقبولة من العناصر ، وفقًا لمختبر لوس ألاموس الوطني.
الفلزات القلوية: تشكل الفلزات القلوية معظم المجموعة 1 ، العمود الأول للجدول. لامعة وناعمة بما يكفي للقطع بسكين ، تبدأ هذه المعادن بالليثيوم (Li) وتنتهي بالفرنسيوم (Fr). كما أنها شديدة التفاعل وستشتعل في اللهب أو حتى تنفجر عند ملامستها للماء ، لذا يقوم الكيميائيون بتخزينها في زيوت أو غازات خاملة. يعيش الهيدروجين ، بإلكترونه الوحيد ، في المجموعة 1 أيضًا ، ولكن يعتبر الغاز غير معدني.
المعادن الأرضية القلوية: تشكل معادن الأرض القلوية المجموعة 2 من الجدول الدوري ، من البريليوم (Be) حتى الراديوم (Ra). يحتوي كل عنصر من هذه العناصر على إلكترونين في مستوى طاقته الخارجية ، مما يجعل الأرض القلوية متفاعلة بما فيه الكفاية بحيث نادرًا ما توجد وحدها في الطبيعة. لكنها ليست تفاعلية مثل المعادن القلوية. تحدث تفاعلاتها الكيميائية عادة بشكل أبطأ وتنتج حرارة أقل مقارنة بالمعادن القلوية.
اللانثينيدات: المجموعة الثالثة طويلة جدًا بحيث لا يمكن احتواؤها في العمود الثالث ، لذلك يتم تقسيمها وتقلبها جانبًا لتصبح الصف العلوي من الجزيرة الذي يطفو في أسفل الجدول. هذا هو اللانثينيدات ، العناصر من 57 إلى 71 - اللانثانم (La) إلى اللوتيتيوم (Lu). العناصر الموجودة في هذه المجموعة لها لون أبيض فضي وتشويه على الهواء.
الأكتينيدات: الأكتينيدات تبطن الصف السفلي من الجزيرة وتتألف من عناصر 89 ، الأكتينيوم (Ac) ، حتى 103 ، lawrencium (Lr). من هذه العناصر ، يوجد الثوريوم (Th) واليورانيوم (U) فقط بشكل طبيعي على الأرض بكميات كبيرة. كلها مشعة. تشكل الأكتينيدات واللانثينيدات معًا مجموعة تسمى المعادن الانتقالية الداخلية.
المعادن الانتقالية: بالعودة إلى الجزء الرئيسي من الجدول ، تمثل بقية المجموعات من 3 إلى 12 بقية المعادن الانتقالية. هذه العناصر صلبة ولكنها قابلة للطرق ولامعة وتمتلك موصلية جيدة ، وهذه العناصر هي ما تفكر فيه عادةً عندما تسمع كلمة معدن. يعيش هنا العديد من أعظم الأعمال في عالم المعادن - بما في ذلك الذهب والفضة والحديد والبلاتين.
معادن ما بعد التحول: قبل القفزة في العالم اللافلزي ، لا يتم تقسيم الخصائص المشتركة بدقة على طول خطوط المجموعة العمودية. المعادن بعد التحول هي الألومنيوم (Al) ، الغاليوم (Ga) ، الإنديوم (In) ، الثاليوم (Tl) ، القصدير (Sn) ، الرصاص (Pb) والبزموت (Bi) ، وتمتد المجموعة 13 إلى المجموعة 17. تحتوي هذه العناصر على بعض الخصائص الكلاسيكية للمعادن الانتقالية ، لكنها تميل إلى أن تكون أكثر نعومة وتتصرف بشكل سيئ أكثر من المعادن الانتقالية الأخرى. ستحتوي العديد من الجداول الدورية على خط "سلالم" جريء أسفل البورون القطري المائل مع الأستاتين. تتجمع مجموعة المعادن في مرحلة ما بعد النقل إلى أسفل اليسار من هذا الخط.
الفلزات: المعادن هي البورون (B) ، السيليكون (Si) ، الجرمانيوم (Ge) ، الزرنيخ (As) ، الأنتيمون (Sb) ، التيلوريوم (Te) والبولونيوم (Po). يشكلون الدرج الذي يمثل الانتقال التدريجي من المعادن إلى اللافلزات. تتصرف هذه العناصر في بعض الأحيان على أنها أشباه الموصلات (B ، Si ، Ge) بدلاً من كونها موصلات. الفلزات تسمى أيضًا "معادن نصف" أو "معادن ضعيفة".
اللافلزات: كل شيء آخر في أعلى يمين الدرج - بالإضافة إلى الهيدروجين (H) ، الذي تقطعت به السبل في المجموعة 1 - هو غير معدني. وهي تشمل الكربون (C) والنيتروجين (N) والفوسفور (P) والأكسجين (O) والكبريت (S) والسيلينيوم (Se).
الهالوجينات: تمثل العناصر الأربعة الأولى للمجموعة 17 ، من الفلور (F) حتى الأستاتين (At) ، واحدة من مجموعتين فرعيتين من اللافلزات. الهالوجينات تفاعلية كيميائياً وتميل إلى الاقتران بالمعادن القلوية لإنتاج أنواع مختلفة من الملح. ملح الطعام في مطبخك ، على سبيل المثال ، هو زواج بين الصوديوم المعدني القلوي والكلور الهالوجيني.
غازات نبيلة: الغازات الخاملة أو عديمة الرائحة وغير المتفاعلة تمامًا تقريبًا ، تدور الغازات الخاملة أو النبيلة حول الطاولة في المجموعة 18. يتوقع العديد من الكيميائيين أن تشارك oganesson ، أحد العناصر الأربعة التي تم تسميتها حديثًا ، هذه الخصائص ؛ ومع ذلك ، لأن هذا العنصر له نصف عمر قياس بالمللي ثانية ، لم يتمكن أحد من اختباره مباشرة. يكمل Oganesson الفترة السابعة من الجدول الدوري ، لذلك إذا تمكن أي شخص من تجميع العنصر 119 (وكان السباق للقيام بذلك جاريًا بالفعل) ، فإنه سوف يدور حوله لبدء الصف الثامن في العمود المعدني القلوي.
بسبب الطبيعة الدورية التي أوجدتها الدورية التي تعطي الجدول اسمها ، يفضل بعض الكيميائيين تصور جدول مندليف على شكل دائرة.
إضافي مصادر:
