الجدول الدوري الحديث للعناصر هو ترتيب جدولي للعناصر الكيميائية، مرتبة حسب العدد الذري، والتوزيع الإلكتروني، والخصائص الكيميائية المتكررة.

الجدول الدوري الحديث للعناصر

يمثل الجدول الدوري الحديث الاتجاهات الدورية بشكل عام، حيث يتم وضع العناصر التي لها نفس السلوكيات الكيميائية في عمود واحد، وتُعرف صفوف الجدول باسم الدورات، وتُعرف الأعمدة بالمجموعات.

يستخدم الجدول الدوري المنظم لاشتقاق العلاقات بين العناصر الكيميائية المختلفة، وكذلك الخصائص الكيميائية المتوقعة وسلوكيات العناصر غير المكتشفة أو المركبة حديثًا.

كما أنه مفيد لتحليل التفاعلات الكيميائية، ولا يزال يستخدم على نطاق واسع في الكيمياء والفيزياء النووية والعديد من العلوم الأخرى.

كان الكيميائي الروسي دميتري مندليف أول من نشر الجدول الدوري عام 1869 م، وبعد ذلك خضع للعديد من التطورات لتوضيح الاتجاهات الدورية للعناصر المعروفة في ذلك الوقت.

تم توسيع فكرة مندليف بعد اكتشاف عناصر جديدة أو تصنيعها مسبقًا، وطور نماذج نظرية جديدة تمكنه من شرح السلوك الكيميائي.

لإجراء بحث كامل حول الذرة وبنية الذرة ومراحل اكتشاف الذرة ونظرياتها، نوصي بقراءة هذا المقال

هيكل الجدول الدوري

يمثل الجدول الدوري مجموعة من العناصر الكيميائية، ويحتوي كل عنصر على عدد ذري ​​(z) يمثل عدد البروتونات في نواته، ومعظم العناصر لها أعداد مختلفة من النيوترونات ذات الذرات المختلفة، والتي يشار إليها بالنظائر.

في الجدول الدوري القياسي، يتم سرد العناصر بترتيب إتعلم العدد الذري، ويبدأ كل صف جديد (دورة) عندما تحصل قذيفة التكافؤ الجديدة على أول إلكترون لها، ويتم تحديد الأعمدة (المجموعات) بالتوزيع الإلكتروني للذرة، وجميع العناصر مع نفس عدد الإلكترونات في المستوى الفرعي المعطى الموجود في نفس الأعمدة.

تقع العناصر ذات الخصائص الكيميائية المتشابهة في نفس المجموعة في الجدول الدوري، كما أن العناصر الموجودة في نفس الفترة في المستوى الفرعي f لها خصائص متشابهة، مما يسهل التنبؤ بالخصائص الكيميائية للعنصر إذا كانت خصائص العناصر المحيطة معروفة .

مجموعات الجدول الدوري وكيفية ترقيمها

المجموعة في الجدول الدوري هي العمود الرأسي، ويوجد في الجدول 18 مجموعة وجميع العناصر داخل كل مجموعة لها نفس هيكل غلاف التكافؤ، من حيث عدد الإلكترونات، وهذا يعطي العناصر تشابهًا في الخصائص.

يتميز الجدول الدوري بالترتيب الدقيق للعناصر الكيميائية، فكلما زاد انتقالنا من خط إلى آخر، زاد عدد الطبقات لدينا، وكلما انتقلنا من عمود إلى آخر، زاد عدد الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية .

هناك 3 أنظمة لمجموعات الترقيم في الجدول الدوري، وهي الأرقام العربية أو الأرقام الرومانية أو مزيج من الأرقام الرومانية والحروف اللاتينية. تم اختيار الترقيم العربي من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية.

تم تطوير هذا النظام، الذي اقترحه IUPAC، ليحل محل الأرقام الرومانية، مما أدى إلى حدوث ارتباك حيث كانوا يستخدمون نفس الأسماء لمعاني مختلفة.

تاريخ الجدول الدوري

في عام 330 قبل الميلاد، اعتبر أرسطو أربعة عناصر فقط، وهي الأرض والهواء والنار والماء. في عام 1770، صنف لافوازييه 33 عنصرًا وميز بين المعادن وغير المعدنية، وفي عام 1828 قام بعمل جدول للعناصر وأوزانها الذرية ووضع العناصر مع رموزها الكيميائية.

في عام 1829، أنشأ Dobereiner 3 جداول تحتوي على 3 مجموعات، كل منها يحتوي على 3 عناصر ذات خصائص متشابهة. المجموعة الأولى تشمل الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم، والثانية تشمل الكالسيوم والسترونتيوم والباريوم، والمجموعة الثالثة تشمل الكلور والبروم واليود.

في عام 1864، رتب جون نيولاندز 60 عنصرًا وفقًا لأوزانهم الذرية. وجد أوجه تشابه بين العنصر الأول والعنصر التاسع، والعنصر الثاني، والعنصر العاشر، وما إلى ذلك. اقترح قانون الأوكتاف.

كان لديمتري مندليف دور كبير في تطوير الجدول الدوري وكان يُدعى أبو الجدول الدوري للعناصر، حيث أنه لم يرتب الجدول فحسب، بل كتب أيضًا مجلدين بعنوان مبادئ الكيمياء، واستمر في رحلة البحث حتى توفي في 20 يناير 1907 م.

تم اقتراح الجدول الدوري الأصلي دون التعرف على البنية الداخلية للذرات، وبعد ذلك لاحظ الكيميائي الإنجليزي جون نيولاندز أن العناصر ذات الخصائص المتشابهة تتكرر بشكل دوري بمقدار 8 عناصر.

في عام 1869 وضع الألماني يوليوس لوثر ماير والكيميائي الروسي دميتري مينديليف أول جدول دوري لترتيب العناصر وفقًا للكتلة.

قام منديليف بتغيير مواضع بعض العناصر لأن مكانها الجديد يتماشى مع العناصر الجديدة بجانبها، وقام بتصحيح بعض الأخطاء في وضع بعض العناصر وفقًا لقيم الكتل الذرية، وتوقع مواقع بعض العناصر التي تحتوي على لم يتم اكتشافه بعد، وثبت صحة طاولته لاحقًا. اكتشاف الهيكل الإلكتروني في القرن 19-20.

لمعرفة ما هو العدد الذري وما هو الجدول الدوري ما هو الفرق بين العدد الذري والعدد الكتلي نوصي بة هذا المقال

طاولة مندليف

حاول العالم الروسي منديليف تصنيف عناصر الجدول الدوري، من خلال ملاحظاته بأن بعض العناصر لها خواص كيميائية وفيزيائية متشابهة، واعتبر منديليف هذا التشابه مفتاحًا للكشف عن الأنماط الخفية في العناصر.

ومن هنا كتب بطاقات كتبت عليها العناصر والحقائق الثابتة، وجعل كل عنصر بطاقة فيها درجة الذوبان، والكثافة، واللون، والوزن الذري لذرة كل عنصر، وقوة الترابط لكل عنصر، وعدد الروابط التي يمكن أن يشكلها كل عنصر.

عندما انتهى منديليف من تدوين البطاقات، حاول تصنيفها بعدة طرق، ثم لاحظ ظهور أنماط بترتيب هذه العناصر حسب الإتعلم في الكتلة الذرية، أو الوزن الذري. لاحظ أن قوة الترابط للعناصر من الليثيوم إلى الفلور تغيرت بطريقة منظمة.

طاولات حديثة

تحمل جميع الجداول الحديثة نفس المعلومات التي وضعها مندليف في طاولته. في الجداول الحديثة، توضع العناصر ذات الخصائص المتشابهة في شكل أعمدة طولية، تُعرف بالمجموعات أو العائلات، والتي تقدر بـ 18 مجموعة.

تتضمن المجموعة 1 من الجدول معادن ناعمة تتفاعل بقوة مع الماء لإعطاء غاز الهيدروجين، مما يجعل العناصر الموجودة في الجدول الدوري مرتبة من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل.

يحتوي الجدول على أكثر من 92 عنصرًا طبيعيًا فوق الأرض والعديد من العناصر الصناعية التي تم اختراعها، وتم تحضير العنصر الأحدث بـ 116 بروتونًا في نواة كل ذرة، ولم يتم تسمية هذه العناصر الصناعية بأسماء رسمية حتى الآن.

المجموعة 2 في الجدول الدوري تسمى معادن الأرض القلوية، والتي تحتوي على إلكترونين في مدارها الخارجي.

تم نشر الجدول الدوري بأشكال وأحجام مختلفة، لكن الجداول الحديثة الأكثر استخدامًا تبدأ بالمجموعة 1، تليها المجموعة 2، وتتبع هاتان المجموعتان مجموعة من الصفوف تتكون من 10 أعمدة بها 40 عنصرًا وكل عمود تحتوي على 4 عناصر.

استخدامات الجدول الدوري الحديث للعناصر

يستخدم الجدول الدوري على نطاق واسع في العديد من الأمور المتعلقة بالكيمياء والفيزياء، بما في ذلك ما يلي

  • دراسة العناصر والخواص الكيميائية والفيزيائية ومعرفة الفروق بينها.
  • توقع خصائص العناصر وكيفية تفاعلها مع العناصر الأخرى.

خصائص العنصر

تنقسم العناصر الكيميائية إلى معادن، وغير فلزية، وشبه معادن، ولكل منها خصائصه الخاصة، وهي كالتالي

أولاً المعادن

تتميز المعادن بخصائصها الفيزيائية والكيميائية كالآتي –

1- الخصائص الفيزيائية

  • لمعان وبريق.
  • موصل جيد للحرارة والكهرباء.
  • يتميز بكثافته العالية.
  • درجة انصهارها عالية.
  • يمكن سحب الأسلاك.
  • كلها صلبة باستثناء الزئبق.

2- الخواص الكيميائية

  • تُفقد الإلكترونات بسهولة.
  • تتآكل بسرعة.

ثانياً اللافلزات

خصائص اللافلزات كالتالي –

1- الخصائص الفيزيائية

  • ماتي وبدون بريق.
  • لا تسحب الأسلاك.
  • موصل ضعيف للحرارة والكهرباء.
  • لا تلمس الألواح.
  • كثافته منخفضة.
  • نقطة انصهاره منخفضة.

2- الخواص الكيميائية

  • يميل إلى اكتساب الإلكترونات.

من المعلومات حول المعادن واللافلزات وخصائصها، نوصي بقراءة هذا المقال

ثالثًا أشباه الفلزات

خصائص الفلزات هي كما يلي –

  • صلب.
  • لامع أو غير لامع
  • يمكن سحب الأسلاك.
  • إنه موصل للحرارة والكهرباء، ولكن ليس بكفاءة المعادن.
  • يمكن دقها على شكل ألواح.

لمعرفة ما هو رمز العنصر الكيميائي fe، نوصي بقراءة هذا المقال

من هنا وصلنا إلى نهاية المقال بعد أن استعرضنا أهم المعلومات حول الجدول الدوري الحديث للعناصر وخصائصها، ونتمنى أن ينال المقال رضاكم وإعجابكم.