الجدول الدوري للعناصر

الجدول الدوري للعناصر يعد ترتيباً لجميع العناصر المعروفة في الطبيعة حتى الآن بناءً على عددها الذري وتوزيع الكترونات غلافها الخارجي، حيث تتميز العناصر التي تتصف بالسلوك الكيميائي المتماثل في نفس العمود .

ترتيب العناصر في الجدول الدوري

تم ترتيب العناصر في الجدول الدوري وفقا لمبدأ ملء مستويات الطاقة الفرعية بناء على التصاعد (تملأ المستويات ذات الطاقة الأقل أولا ، ثم المستويات ذات الطاقة الأعلى). ثم تم ترتيب العناصر حسب زيادة الأعداد الذرية بمقدار 1 لكل عنصر من اليسار إلى اليمين. على سبيل المثال ، العدد الذري للمغنيسيوم هو 12 ويليه الألومنيوم بعدد ذري 13 .

يتألف الجدول الدوري من 18 مجموعة رأسية و7 دورات أفقية، لأن عدد مستويات الطاقة في أثقل الذرات يبلغ 7، ويتم تقسيمه إلى أربع فئات. يتم توضيح عناصر فئة S على يسار الجدول، حيث يتم تتابع امتلاء المستوى الفرعي S، وتتألف هذه الفئة من مجموعتين وهما 1A و 2A .

تتضمن عناصر الفئة P ست مجموعات، وتقع في الجانب الأيمن من الجدول الدوري، تبدأ من المجموعة 3A وتنتهي بالمجموعة الصفرية (الغازات الخاملة) .

ثالثا، عناصر الفئة د هي عناصر وسط الجدول الدوري، وتعرف أيضا بالعناصر الانتقالية الرئيسية، وتحتوي على عشرة أعمدة رأسية، وتقع في الجدول الدوري ابتداء من الدورة الرابعة بعد الكالسيوم .

العناصر الفئة F تقع تحت الجدول الدوري في سلسلتين، وهما: اللانثينيدات والتي يتم فيها امتلاء المستوى الفرعي 4F (العناصر الأرضية النادرة)، والأكتنيدات والتي يتم فيها امتلاء المستوى الفرعي 5F (العناصر الثقيلة والمشعة). كل سلسلة من هاتين السلسلتين تحتوي على 14 عنصرا. تم فصل اللانثينيدات والأكتنيدات عن الجدول الدوري لأنها لم تتسع داخله وذلك لتسهيل دراسته .

أنواع العناصر في الجدول الدوري

1- العناصر الممثلة (العناصر النشطة ) : هذه هي عناصر الفئتين S و P، باستثناء الغازات الخاملة .

2- عناصر انتقالية رئيسية .

3- عناصر انتقالية داخلية .

4- الغازات النبيلة أو الغازات الخاملة .

تم تقسيم العناصر في الجدول الدوري إلى فلزات ولا فلزات بالتدرج من اليسار إلى اليمين .

تاريخ اكتشاف الجدول الدوري

إذا سألت أي كيمياء عن اسم أول شخص ابتكر الجدول الدوري للعناصر ، فمن المحتمل أن تسمع اسم ديميتري مندليف ، وفي الواقع، مندليف كان أول من نشر نسخة الجدول الدوري التي نعرفها اليوم ، ولكنه ليس أول من صنف العناصر .

فقبل مندليف قام عدد من الكيميائيين بالبحث في خصائص العناصر التي كانت معروفه في ذلك الوقت وعددها 47 ، وحاولوا تصنيفها ، وكانت أول محاولة لتصنيف العناصر هي عندما قام العالم أنطوان لافوازيير في عام 1789م بتصنيف العناصر على أساس خصائصها إلى غازات وعناصر غير معدنية وعناصر معدنية وعناصر أرضية .

وعلى مدار العقود التالية كان هناك عدد من المحاولات الأخرى لتصنيف العناصر ، وفي عام 1829 م قام الكيميائي الألماني يوهان دوبرينير بتقييم العناصر المتماثلة إلى ثلاثيات مثل الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم ، وقد أظهر دوبرينير أن خصائص العنصر الأوسط في الثلاثية يمكن التنبؤ به أكثر من خصائص العنصرين الآخرين .

لم يكن هناك قائمة دقيقة لتصنيف العناصر بشكل أفضل من محاولة دوبرينير حتى عام 1860 م، عندما تم عرض محاولة أكثر دقة في مؤتمر كارلسروه في ألمانيا، والتي كانت خطوة كبيرة نحو الجدول الدوري الحديث .

في عام 1862م، ساهم العالم الجيولوجي الفرنسي ألكسندر بيجويور دي شانكورت في علم الكيمياء من خلال إعداد ترتيب ثلاثي الأبعاد للعناصر، ويُعتبر هذا الترتيب شكلاً مبكرًا من الجدول الدوري الحديث، وقد أُطلق على هذا الجدول اسم “برغي تلريك .

في هذا البرغي، وضع شانكورت الأوزان الذرية للعناصر على الجزء الخارجي من الأسطوانة، وعند دوران الأسطوانة، يزيد وزن العناصر الذرية حتى نصل إلى العنصر رقم 16. وعلى الرغم من أن هذا التمثيل لم يكن دقيقا، إلا أنه يعتبر الأول الذي استخدم ترتيبا مبنيا على فكرة أن العناصر المتشابهة لها نفس الأوزان الذرية .

كان جون نيولاندز عالم كيمياء بريطاني درس في الكلية الملكية للكيمياء، وعمل لاحقا في كلية الزراعة، وابتدأ في البحث عن أنماط سلوك العناصر العضوية وغير العضوية قبل أربع سنوات من ظهور جدول مندليف. لاحظ نيولاندز وجود أوجه تشابه بين العناصر ذات الأوزان الذرية المختلفة بمقدار 7، وأطلق على اكتشافه اسم “قانون الأوكتاف”. لم يترك أي مواقع شاغرة في جدوله وضطر لوضع عنصرين في خانة واحدة داخل الجدول ليحافظ على نمط الترتيب، ولهذا السبب رفضت الجمعية الكيميائية نشر جدوله .

على الرغم من أن مندليف لم يكن أول من حاول إنشاء الجدول الدوري، إلا أن محاولته كانت أول محاولة ناجحة لتقسيم العناصر. ولد مندليف في توبولسك بسيبيريا، ثم انتقل إلى سانت بطرسبرج للحصول على تعليم جيد. اكتشف الجدول الدوري في عام 1869 بعد كتابة جميع العناصر على بطاقات، وحاول ترتيبها مرارا وتكرارا حتى أدرك أنه عند ترتيبها تصاعديا وفقا لأوزانها الذرية، فإنه سيحصل على نمط منتظم .

وقد نجح مندليف بالفعل في ترتيب العناصر بشكل لا يصدق ، كما ترك فراغات في الجدول للعناصر غير المكتشفة ، وبالفعل على مدار الخمسة عشر عامًا التالية ثم اكتشاف ثلاثة عناصر جديدة ، وكان الانتصار الكبير لمندليف هو اكتشاف العناصر النبيلة خلال تسعينيات القرن التاسع عشر ، والذي أكد على صحة ترتيب مندليف .