يبحث الكيميائيون دائما عن طرق لترتيب العناصر لتعكس أوجه الشبه بين مكوناتها، ويسرد الجدول الدوري الحديث العناصر اعتمادا على العدد الذري (عدد البروتونات في نواة الذرة) من الناحية التاريخية، ومع ذلك تم استخدام الكتل الذرية النسبية من قبل العلماء الذين يحاولون تنظيم العناصر.
يعود ذلك بشكل أساسي إلى عدم تطوير فكرة الذرات المؤلفة من جزيئات أصغر من الذرة (بروتونات ونيوترونات وإلكترونات)، ورغم ذلك، فإن أساس الجدول الدوري الحديث لا يزال ثابتًا، حيث استخدم للتنبؤ بخصائص العناصر التي لم يتم اكتشافها بعد فترة طويلة من تطور مفهوم العدد الذري.
تشكيل الجدول الدوري
: إذا سألت معظم الكيميائيين من اكتشف الجدول الدوري، سيجيبون بالتأكيد بـ “ديمتري مندلييف”، فقد كان أول من نشر نسخة من الجدول الذي نعرفه اليوم، وقد حاول العديد من الكيميائيين الآخرين قبله تصنيف العناصر وفهم خصائصها، وأول محاولة لتصنيف العناصر كانت في عام 1789 عندما جمع أنطوان لافوازيير العناصر على أساس خصائصها، وفي عام 1829، قام يوهان دوبرينير بتعريف ثلاثيات من العناصر ذات الخصائص الكيميائية المماثلة.
– لم تكن قائمة الكتلة الذرية للعناصر اكثر دقة ، و أصبحت متاحة في مؤتمر في كارلسروه بألمانيا في عام 1860 ، حيث تم إحراز تقدم حقيقي نحو اكتشاف الجدول الدوري الحديث ، و تحتفل هذه المنطقة من الموقع بعمل العديد من العلماء المشهورين ، الذين سعوا لمعرفة المزيد عن العالم الذي نعيش فيه ، و الذرات التي تشكل الأشياء من حولنا أدت إلى الجدول الدوري كما نعرفه اليوم.
تطورات الجدول الدوري
ألكساندر-إميل بيغوييه دي شانورتوا
حقق أستاذ الجيولوجيا الفرنسية تقدما كبيرا في تطوير الجدول الدوري، على الرغم من أن القليل من الناس كانوا على دراية به، وكان ألكسندر بيجويور دي شانكورت جيولوجيا في وقت تخصص فيه العلماء أقل بكثير مما هم عليه اليوم. كانت مساهمته الرئيسية في الكيمياء هي “vis tellurique” (برغي Telluric)، وهو ترتيب ثلاثي الأبعاد للعناصر التي تشكل شكلا مبكرا من التصنيف الدوري الذي نشر عام 1862.
– رسم البرغي التحريري للأوزان الذرية للعناصر الموجودة على الجزء الخارجي من الأسطوانة ، بحيث يتطابق دور واحد كامل مع زيادة الوزن الذري عند 16 كما يبين الرسم البياني ، يعني هذا الترتيب أن بعض العناصر ذات الخصائص المشابهة تظهر في خط رأسي ، على الرغم من أن برغي التيلوري لم يظهر بشكل صحيح جميع الاتجاهات التي كانت معروفة في ذلك الوقت ، كان دي تشانكورتو أول من استخدم الترتيب الدوري لجميع العناصر المعروفة ، مبينًا أن عناصر مشابهة تظهر في أوزان الذرة الدورية.
جون نيولاندز
كان جون نيولاندز من بريطانيا وكان والده وزيرا للمشيخ الاسكتلندي. حصل على تعليمه من والده في المنزل، ثم درس لمدة عام في الكلية الملكية للكيمياء في (1856)، والتي تعد الآن جزءا من كلية امبريال في لندن. عمل فيما بعد في كلية زراعية في محاولة لاكتشاف أنماط السلوك في الكيمياء العضوية، ومع ذلك، يتذكر بحثه عن نمط في الكيمياء غير العضوية.
– قبل أربع سنوات فقط من إعلان مندلييف عن جدوله الدوري المنتظم، لاحظ نيولاندز أن هناك تشابها بين العناصر، ذات الأوزان الذرية المختلفة عن سبعة، وأطلق على هذا الظاهرة اسم قانون الأوكتاف. ولم تكن الغازات النبيلة (مثل الهيليوم والنيون والأرجون وما إلى ذلك) قد اكتشفت بعد ذلك بكثير، وهذا ما يفسر وجود دورة من سبعة عناصر وليس ثمانية في جدول نيولاندز. ولم يترك نيولاندز أي فرصة لترك ثغرات للعناصر غير المكتشفة في جدوله، وفي بعض الأحيان كان عليها أن تدمج عنصرين في خانة واحدة للحفاظ على النمط. ولهذا السبب رفضت الجمعية الكيميائية نشر ورقته، حيث قال البروفيسور فوستر أنه ربما قد قام بترتيب العناصر بحسب الترتيب الأبجدي.
حتى عندما نشرت نيولاندز جدولها، زعمت أنها اكتشفته أولا، ومع ذلك، رفضت الجمعية الكيميائية دعمه. وفي عام 1884، طلب منه أن يقدم محاضرة عن القانون الدوري من قبل الجمعية، وساهم ذلك في إجراء بعض التعديلات عليه. وأخيرا في عام 1998، قامت الجمعية الملكية للكيمياء بتكريمه من خلال وضع لوحة تذكارية زرقاء على جدار مسقط رأسه، مع الاعتراف النهائي بالاكتشاف.
يوليوس لوثار ماير
تدرب ماير في جامعة هايدلبرغ تحت إشراف بنسن وكيرشوف مثلما فعل مندلييف، لذلك كان من المؤكد أن العالمين قد تعرفا بعضهما البعض، على الرغم من عدم وعيه بكل الأعمال التي أنجزها الآخر، ولكن جذور ماير كانت متماسكة في ألمانيا، فقد كان ماير أكثر من أربع سنوات خلف مندلييف، وأنتج العديد من الجداول الدورية بين عامي 1864 و 187.
جدول العناصر الأول احتوى على 28 عنصرا فقط، وتم ترتيبهم وفقا لتكافؤهم (عدد الذرات الأخرى التي يمكن تجمعها معها). كانت هذه العناصر عبارة عن مجموعة رئيسية للغاية، ولكن في عام 1868، تم دمج المعادن الانتقالية في جدول أكثر تطورا، وسجلت العناصر في الجدول عام 1868 وفقا لترتيب الوزن الذري، وتم ترتيب العناصر التي لديها نفس الخصائص في خطوط عمودية تشبه إلى حد كبير جدول مندليف. ولكن للأسف، لم ينشر العالم ماير عمله حتى عام 1870، بعد عام من نشر جدول مندليف الدوري. وحتى بعد ذلك، لم يكون ماير ومندليف على دراية بعمل بعضهما البعض، ولكن في وقت لاحق، اعترف ماير بأن مندليف كان الأول في نشر روايته.
لم يساهم ماير في تطوير الجدول الدوري بأي طريقة أخرى، ولكنه كان أول شخص يدرك الاتجاهات الدورية لخصائص العناصر، ويوضح الرسم البياني النمط الذي رآه في الحجم الذري للعنصر في الرسم المقابل لوزنه الذري.
دميتري مندلييف
كما رأينا لم يكن مندلييف أول من حاول أن يجد النظام داخل العناصر ، لكن محاولته كانت ناجحة للغاية بحيث أصبحت تشكل أساس الجدول الدوري الحديث ، ولد في توبولسك في عام 1834 ، و هو أصغر أبناء عائلة سيبيريا كبيرة ، توفي والده عندما كان صغيرا ، و هكذا انتقلت والدته من العائلة لمسافة 1500 كيلومتر إلى سان بطرسبرج ، في حياته الراشدة كان عالما بارعا ، و ارتفع بسرعة في الأوساط الأكاديمية ، كتب كتابًا دراسيًا و هو عبارة عن مبادئ كيميائية ، اكتشف مندلييف الجدول الدوري (أو النظام الدوري ، كما سماه) أثناء محاولة تنظيم العناصر في فبراير من عام 1869 ، و قد قام بذلك من خلال كتابة خصائص العناصر على قطع من البطاقة ، و ترتيبها و إعادة ترتيبها حتى أدرك ذلك ، عن طريق وضعها في زيادة الوزن الذري ، تحدث أنواع معينة من العناصر بانتظام.