ثقافة عامة

الجدول الدوري للعناصر الكيمائية … معلومات وحقائق قد لا تعرفها

هناك الكثير من العناصر الكيميائية المختلفة، لكن قد يكون بعضها متشابه في بعض الخصائص، لذلك قام عالم الكيمياء الروسي ديمتري مندلييف بنشر أول نسخة للجدول الدوري للعناصر الكيميائية في عام 1869م، وتضمن هذا الجدول على 63 عنصرًا كيميائيًا نقيًا من أصل 118 من العناصر الكيميائية التي أصبحت معروفة في الوقت الحاضر.

وأيضًا قام مندلييف بتنظيم هذه العناصر الكيميائية وفق تزايد الكتلة الذرية وقام بجمعها في صفوف وأعمدة وفق خصائصها الكيميائية. وبعدها نشر العالم الكيميائي الألماني يوليوس نسخة أخرى للجدول الدوري الكيميائي، ثم قام كلا العالمين بترتيب العناصر الكيميائية في فصائل. وفي عام ١٨٧١ نشر مندلييف نسخة أخرى من الجدول الدوري.

كيف يتم ترتيب العناصر الكيميائية في الجدول الدوري؟

الجدول الدوري للعناصر الكيمائية … معلومات وحقائق قد لا تعرفها7

في وقتنا هذا، أصبح الجدول الكيميائي الدوري عبارة عن عناصر كيميائية مرتبة حسب العدد الذري لكل عنصر كيميائي، ويوضح هذا الترتيب سلوك العناصر الكيميائية والخصائص المتشابهة فيما بينها.

  • الجدول الدوري الخالي يتكون من صفوف أفقية و ثمانية عشرعمودًا، وتسمى هذه الأعمدة في الجدول الدوري بالمجموعات أو العائلات.
  • يتم تصنيف كل مجموعة بشكل أساسي من حيث عدد الإلكترونات والتكافؤ الكيميائي.
  • إن العناصر الكيميائية في الصفين المنفصلين الموجودين في أسفل الجدول الدوري تنتمي إلى المجموعة الثالثة.
  • أما الصفوف السبعة في الجدول الدوري تعطى عن طريق مستويات الطاقة أو الطبقات السبع، وهذه المستويات هي:  K, L, M, N, O, P, Q
  • يتزامن الصف الذي يشغله العنصر مع الطبقة الأخيرة الإلكترونية له.
  • إن العناصر الكيميائية الموجودة في نفس الصف تمتلك خصائص مختلفة ولكن كتلتها الذرية متشابهة.
  • وأيضًا في الجدول الدوري يمكن التمييز بين أربعة كتل نشأت تبعًا للمدار الذي تحتله الإلكترونات الخارجية، وهذه المدارات هي : s, p, d, d, f
  • تتسع هذه المدارات لعدد محدد من الإلكترونات، مثلًا لدينا المدار s يتسع إلى 2 إلكترون، والمدار p يتسع إلى 6 إلكترونات، والمدار d يتسع إلى 10 إلكترونات وفي المدار f يتسع إلى 14 إلكترون.
  • أما بالنسبة للكتل فإن الكتلة تحتوي على عناصر قلوية وقلوية أرضية، فإن الكتلة p من المجموعات التي تتراوح بين 13 إلى 18، وإن المجموعة f تتضمن عائلات من 3 إلى 12 وتحوي على فلزات إضافية، أما الكتلة f الموجودة في أسفل المجموعات فإنها تحتوي على العناصر الأرضية النادرة.

ما هو محتوى المعلومات الموجودة في الجدول الدوري؟

إن الجدول الدوري يقدم لنا معلومات مختلفة لكل عنصر كيميائي وهي:

1 – رمز العنصر الكيميائي

2 – نصف القطر الذري

يمثل نصف القطر الذري المسافة بين غلاف التكافؤ الخارجي والنواة.

3- طاقة التأين

وهي الطاقة اللازمة لفصل الإلكترون الخارجي للذرة في حالته الغازية.

4 – التقارب الإلكتروني

وهو الطاقة التي تنبعث عندما تقوم الذرة بالتقاط إلكترونات في الحالة الغازية.

5 – الكهربية

مقياس لجذب الإلكترونات للذرة عندما تكون جزء من رابطة كيميائية.

6 – العدد الذري

عدد البروتونات التي تمتلكها ذرة العنصر.

7 – العدد الكتلي

والعدد الكتلي هو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في الذرة.

بالإضافة إلى أن الجدول الدوري يصنف لنا العناصر إلى غازات ومعادن ويوجد في الجدول الدوري عنصرين فقط يوجدان بالحالة السائلة وهما البروم والزئبق.


الحقائق الخمسة التي قد لا تعرفها عن الجدول الدوري

1 – الحرف J  ليس موجودًا في الجدول الدوري

استخدم في الجدول الدوري جميع الأحرف في تسمية العناصر الكيميائية إلا حرف واحد وهوJ ، ويعود السبب إلى أن هذا الحرف غير موجود في اللغة اللاتينية التي تم استخدمت في تسمية العناصر الكيميائية.

2 – عمر النصف الأقل لنظير عنصر مشع

غالباً ما تكون نظائر العناصر الثقيلة غير مستقرة، ويعود السبب إلى أنها تتفكك خلال فترة زمنية قصيرة جدًا ومن أكثر الأمثلة المثيرة للدهشة، عنصر موسكوفيوMc   وهو عنصر مشع يبلغ عمر النصف لنظيره موسكوفيو ٢٩٠ (٠.٨ ثانية) وهو أكثر استقرار.  

3 – العنصر الذي تم اكتشافه في الفضاء

في عام ١٨٦٨م، اكتشف العلماء عنصر الهيليوم لأول مرة في الفضاء من طيف ضوئي نابع من الشمس، وهذا كان قبل أن يتم اكتشافه على الأرض بما يقارب الثلاثون سنة، والغريب في الأمر أنهم في عام ٢٠١٨م، اكتشفوا وجود عنصر الهيليوم لأول مرة في غلاف جوي لكوكب يقع خارج المجموعة الشمسية.

4 – ليست كل العناصر الكيميائية موجودة في الطبيعة

يوجد في الجدول الدوري ١١٨ عنصر كيميائي، حيث إنه يوجد 94 عنصرًا منها في الطبيعة على خلاف العناصر الأخرى التي يتم تحضيرها في المختبرات.

5 – أغلبية العناصر الموجودة في الجدول الدوري هي معادن

المعادن هي العناصر الأكثر وفرة في الجدول الدوري، ويتم فصل المعادن عن اللافلزات عن طريق خط وهمي متعرج فتكون المعادن على يسار هذا الخط في حين أن اللافلزات تقع على يمينه، أما أشباه الفلزات فهي تقع على هذا الخط وسميت بهذا الاسم لأنها جمعت خصائص المعادن واللامعادن مثل البورون والزرنيخ والجرمانيوم… إلخ.


ما هي أهم المجموعات في الجدول الدوري وما هي المجموعات الأكثر شهرة؟

العناصر النبيلة

 وهي غازات سامة لا تتفاعل مع مواد أخرى، لذلك سميت بالغازات الخاملة، تتضمن ستة غازات وهي: الهيليوم، النيون، الارجون، الكريبتون، الزنون، الرادون، وينضم إليهم العنصر المصنع الاوغانيسون، وهي عناصر تقع في المجموعة 18 في الجدول الدوري، وتوجد في الغلاف الجوي باستثناء الرادون.

خصائص العناصر النبيلة

  • توجد على شكل غازات أحادية الذرة.
  • عديمة اللون والطعم والرائحة.
  • قوى الارتباط بين ذراتها ضعيفة.
  • تمتلك درجة غليان ودرجة انصهار منخفضة.
  • عند درجات الحرارة المنخفضة جدًا يمكن تكثيف هذه الغازات.
  • هي عناصر خاملة كيميائيًا.
  • تميل لاكتساب الإلكترونات.

استخدامات العناصر النبيلة

يمكن استخدامها في الكثير من التطبيقات مثل: الإلكترونيات، صناعة ضوء النيون، عزل النوافذ، تطوير الأشعة السينية، العلاج الإشعاعي.

الهالوجينات

هي عناصر تشكل الملح بالاتحاد المباشر مع معدن وهي تقع في المجموعة 17 في الجدول الدوري وتتضمن الهالوجينات هذه العناصر:

الكلور، الفلور، البروم، اليود، الأستانين، التينيسين.

خصائص الهالوجينات

  • تملك 7 إلكترونيات تكافؤ في غلافها الإلكتروني الخارجي.
  • توجد على شكل جزيئات ثنائية الذرة في حالتها الحرة.

استخدامات الهالوجينات

الكلور يستخدم كعامل لتنقية المياه ويستخدم في عدد من العمليات الكيميائية، الفلور يستخدم لمنع تسوس الأسنان، والفلوريدات العضوية تستخدم كمواد تشحيم ومواد تبريد.

اليود يستخدم كمطهر والبروم يحضر منه مركبات البروم وتستخدم كمثبطات لهب ومبيدات عامة.

الفلزات القلوية

أن العناصر الفلزية تقع على يمين الجدول الدوري وتضم المجموعات الثلاثة الأولى في الجدول الدوري، تسمى المجموعة الأولى من الفلزات في الجدول الدوري بالفلزات القلوية، وتضم: الليثيوم، الصوديوم، البوتاسيوم، الروبيديوم، السيزيوم، الفرنسيوم.

خصائص الفلزات القلوية

  • جميع عناصر المجموعة الأولى معادن باستثناء الهيدروجين.
  • تحتوي على الكترون واحد في مدارها الإلكتروني الأخير.
  • تملك لون أبيض فضي غير لامع ماعدا السيزيوم فهو ذو لون أصفر ذهبي باهت.
  • هي عناصر لينة وذلك يعود إلى أن طاقة الارتباط بين ذرات العنصر الواحد ضعيفة.
  • ذات نشاط كيميائي عالي، لذلك دومًا توجد متحدة مع عناصر أخرى.
  • قليلة الكثافة
  • ذات طعم مر وملمسها صابوني.
  • تتفاعل مع الماء على هيئة انفجار قوي.
  • درجة غليانها ودرجة انصهارها تتناقص بالانتقال من الأعلى إلى الأسفل وذلك لزيادة نصف القطر الذري نتيجة زيادة العدد الذري.

استخداماتها

البوتاسيوم والصوديوم مكونان أساسيان في تكوين الأنسجة الحيوانية والنباتية. كما تستخدم في صناعة الأسمدة النباتية.

المصادر

ما هو الجدول الدوري؟ – concepto

كبسولة | الجدول الدوري للعناصر الكيميائية

الأشياء السبعة في الجدول الدوري التي ستفاجئك أكثر – ZS Spain

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى