الترتيب الدوري للعناصر

الجدول الدوري للعناصر الكيميائية:
 والذى يعرف أيضا وهو عرض جدولي للعناصر الكيميائية المعروفة. أول من قام ببنائه ديمتري مندليف, حيث قام في عام 1869 بترتيب العناصر طبقا للكتل الذرية للعناصر ، ثم قام هنري موزلي عام 1911 بإعادة ترتيب العناصر بحسب العدد الذري ، أي عدد الإلكترونات الموجودة بكل عنصر, حيث تتكرر الخواص الكيميائية بصفة دورية في الجدول.

المجموعات

المجموعة هى العامود الرأسي في الجدول الدوري للعناصر . يوجد في الجدول 18 مجموعة في الجدول الدوري القياسي. العناصر الموجودة في كل مجموعة لها نفس تركيب غلاف التكافؤ من حيث عدد الإلكترونات, وهذا يعطى لهذه العناصر تشابها في الخواص.


أرقام المجموعات
هناك ثلاثة أنظمة لترقيم المجموعات الأول باستخدام الأرقام العربية، والثانى باستخدام الأرقام رومانية، والثالث عبارة عن مزج بين الأرقام الرومانية والحروف اللاتينية. وقد تم اختيار الترقيم العربى من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية (IUPAC). وقد تم تطوير هذا النظام المقترح من IUPAC ليحل محل الأرقام الرومانية حيث أنها قد تسبب الالتباس نظرا لأنها تستخدم نفس الأسماء لمعان مختلفة.

الجدول الدوري القياسي



طرق أخرى لعرض الجدول الدوري
الجدول الدوري القياسي ، وهو مثل المعروض بالأعلى وبه المعلومات الأساسية عن العناصر .
الجدول الدوري الرأسي والذى يحسن من القدرة على المتابعة أثناء التصفح في الشبكة المعلوماتية .
الجدول الدوري الكبير وبه المعلومات الأساسية عن العناصر ، وأسماء العناصر .
الجدول الدوري الضخم وبه المعلومات الأساسية عن العناصر ، وأسماء العناصر والكتل الذرية.
الجدول الدوري العريض وبه عناصر المستوى الفرعى f بداخله وأيضا مجموعة اللانثينيدات والأكتينيدات .
الجدول الدوري الممتد وبه أماكن العناصر حتى 218 .
الجدول الدوري موضحا التوزيع الإلكتروني .
الجدول الدوري موضحا الخاصية الفلزبة واللا فلزية .
الجدول الدوري موضحا المستويات الفرعية .
قائمة العناصر مرتبة بالإسم .
قائمة العناصر مرتبة بالرمز .
قائمة العناصر مرتبة بالعدد الذري .
قائمة العناصر مرتبة بدرجة الغليان .
قائمة العناصر مرتبة بدرجة الإنصهار .
قائمة العناصر مرتبة بالكثافة .
قائمة العناصر مرتبة بالكتلة الذرية .
*الجدول الدوري موضحا الرنين المغناطيسي

توضيح تركيب الجدول الدوري
عدد إلكترونات التكافؤ تحدد إلى أى دورة يتنتمى العنصر . كل غلاف من أغلفة الطاقة في ذرات العناصر ينقسم إلى مستويات فرعية عديدة ، والتى تمتلئ بزيادة الرقم الذري للعناصر طبقا للترتيب التالي :

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...
هذا الترتيب يماثل ترتيب الجدول الدوري . ونظرا لأن الألكترونات في مستويات الطاقة الخارجية هى التى تحدد خواص العناصر الكيميائية ، فإن العناصر تميل لأن تكون متشابهه في مجموعات الجدول الدوري . العناصر التى تلى بعضها في مجموعة الجدول الدوري يكون لها خواص فيزيائية متشابهه بالرغم من الإختلاف الكبير بين كتلة كل منها . بينما العناصر التى تلى بعضها في دورة الجدول الدوري يكون لها كتلة متشابهه ولكن تختلف في خواصها الفيزيائية .

فمثلا ، يوجد بقرب النيتروجين ( N ) عنصر الكربون ( C ) والأكسجين ( O ) ( عند النظر للدورة ). وبغض النظر عن تقاربهم في الكتلة ( مقدرا الإختلاف بينهم مجرد وحدات كتل ذرية محدودة ) ، فإن لهم خواص مختلفة تماما ، والذى يمكن ملاحظته عند النظر إلى خاصية التآصل : فمثلا عندما يكون الأكسجين ثنائى الذرة فهو غاز ويساعد على الإحتراق ، بينما النيتروجين ثنائي الذرة يكون غاز لا يساعد على الإشتعال ، والكربون صلب يمكن أن يحترق ( يمكن للماس أن يحترق .

وبالعكس ، فإنه بالقرب من الفلور ( Cl ) عند النظر للمجموعة ), في المجموعات الأخيرة كل من الفلور ( F ) و البروم ( Br ) . وبغض النظر أيضا عن إختلافهم الكبير في الكتلة فإن لهم خواص متقاربة للغاية . فهم جميعا عناصر تساعد على التآكل بشدة ( أى أنها ترتبط بسرعة مع الفلزات لتكون أملاح هاليدات الفلز ) ، الكلور والفلور غازات ، ولكن البروم سائل له درجة غليان منخفضة للغاية ، كما أن الكلور والبروم لهما لون .


تاريخ الجدول الدوري
المقالة الرئيسية : تاريخ الجدول الدوري

كان أرسطو عام 330 ق م يعتبر العناصر أربعة عناصر .هي الأرض والهواء والنار والماء . وفي عام 1770صنف لافوازييه 33 عنصر.وفرق بين الفلزات (المعادن ) واللافلزات . وفي عام 1828 صنع جدولا للعناصر وأوزانها الذرية ووضع للعناصر رموزها الكيماوية . وفي عام 1829 وضع دوبرينر ثلاثة جداول بها ثلاثة مجموعات كل مجموعة تضم 3 عناصر متشابهة الخواص . المجموعة الأولي تضم الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والثانية تضم الكالسيوم والإسترونشيوم والباريوم . والثالثة تضم الكلورين والبرومين واليود. وفي عام 1864 رتب جون نيولاندز John Newlands 60 عنصرا حسب الأوزان الذرية ووجد تشابها مابين العنصر الأول والعنصر التاسع والعنصر الثاني والعنصر العاشر إلي آخره من الترتيب . فاقترح قانون أوكتاف the 'Law of Octaves' .وكان ديمتري مندليف Dmitri Mendeleev - عالم كيميائي روسي ولد بمدينة توبوليسك بسيبيريا عام 1834 - عرف بانه أبو الجدول الدوري للعناصر the periodic table of the elements .وهذا الجدول له أهميته لدراسة الكيمياء وفهم وتبسيط التفاعلات الكيميائية حتي المعقدة منها . ولم يكن مندليف قد رتب الجدول الدوري للعناصر فقط ، بل كتب مجلدين بعنوان مباديء الكيمياء Principles of Chemistry. مات 20 يناير 1907 .

تم إقتراح الجدول الدوري الأصلي بدون معرفة التركيب الداخلى للذرات ، فلو تم ترتيب العناصر طبقا للكتلة الذرية ، ثم تم وضع الخواص الأخرى فيمكن ملاحظة التكرارية التى تحدث للخواص عند تمثيلها مقابل الكتلة الذرية . أول من أدرك تلك التكرارية هو الكيميائي الألماني جوهان فولف جانج دوبرينير والذى لاحظ عام 1829 وجود ثلاثيات من العناصر تتقارب في صفاتها .

بعض الثلاثيات
العنصر الكتلة الذرية الكثافة
كلور 35.5 0.00156 g/cm3
بروم 79.9 0.00312 g/cm3
يود 126.9 0.00495 g/cm3


كالسيوم 40.1 1.55 g/cm3
سترانشيوم 87.6 2.6 g/cm3
باريوم 137 3.5 g/cm3

وبعد ذلك لاحظ الكيميائي الإنجليزى جون أليكساندر ريينا نيولاندز عام 1865 ، أن العناصر ذات الخواص المتشابهه تتكرر بدورية مقدارها 8 عناصر ، مثل ثمانيات السلم الموسيقي ، وقد لاقى هذا الإقتراح ثمانيات نيولاند سخرية من معاصريه . وأخيرا في عام 1869 ، قام الألماني يوليوس لوثر ماير والكيميائي الروسي ديمتري إيفانوفيتش ميندليف تقريبا في نفس الوقت بتطوير أول جدول دوري ، بترتيب العناصر طبقا للكتلة . وقد قام مندليف بتغيير وضع مكان بعض العناصر نظرا لأان مكانها الجديد يتماشى بصورة أفضل مع العناصر الجديدة المجاورة لها, وقد تم تصحيح بعض الاخطاء في وضع بعض العناصر طبقا لقيم الكتل الذرية ، وتوقع أماكن وجود بعض العاصر التى لم تكتشف بعد . وقد تم إثبات صحة جدول مندليف لاحقا بعد إكتشاف التركيب الإلكتروني في القرن 19 ، القرن 20 .

فى عام 1940 قام جلين تى سيبورج بتوضيح بعد-يورانيوم اللانثينيدات والأكتينيدات والتى يمكن أن توضع ضمن الجدول أو أسفله ( كما موضح بالأعلى )


جدول مندليف

كان مندليف قد حاول تصنيف العناصر من خلال ملاحظاته ان بعض العناصر لها خاصية كيميائية وفيزيائية متشابهة. وهذا التشابه اعتبره مندليف المفتاح للكشف عن النماذج الخفية في العناصر. فبدأ بكتابة بطاقات عليها العناصر والحقائق الثابتة والمعروفة عنها. وجعل لكل عنصر بطاقة دون عليها درجة الإنصهار والكثافة واللون والوزن الذري لذرة كل عنصر والقوة الترابطية له. وعدد الروابط التي يستطيع العنصر تكوينها . ولما فرغ مندليف من تدوين البطاقات حاول تصنيفها بعدة طرق . واخيرا لاحظ أن ثمة نماذج بدت له من خلال ترتيب هذه العناصر حسب الزيادة في الكتلة الذرية atomic mass أو الوزن الذري . فلاحظ أن القوة الترابطية the bonding power للعناصر من الليثيوم lithium حتي الفلورين fluorine تغيرت بطريقة مرتبة . فمثلا بعد الفلورين fluorine نجد العنصر الأثقل الصوديوم الذي له نفس القوة الترابطية كالليثيوم . لهذا رتب مندليف بطاقة الصوديوم تحت بطاقة الليثيوم . وهذا معناه في جدول مندليف أن العنصر له نفس الخاصية كالعنصر الذي فوقه أو العنصر الذي تحته .ورغم هذا لم يكن جدول مندليف كاملا او دقيقا . لأن ترتيب العناصر به حسب تزايد الكتلة( الوزن ) الذرية atomic mass لكل عنصر ، خلف 3 فراغات بجدوله و وقال مندليف أن هذه الفراغات ستملآ بعناصر لم تكتشف بعد . ومن خلال موقعها في جدوله استطاع أن يبين خواصها . ونشر جدول مندليف عام 1869م. ومعني كلمة دوري "periodic" أن أنماطا من خواص العناصر متكررة في كل صف. وبعد 16 سنة من نشر جدول مندليف استطاع الكيميائيون اكتشاف العناصر الثلاثة المفقودة من الجدول وهي اسكانيديوم scandium وجاليوم gallium وجرمانيوم germanium .وكانت خواصها تشبه ما ذكره مندليف عنها . فالجدول الدوري نجده جدولا للعناصر الكيماوية مرتبة لتبين خواصها الكيمائية والفيزيائية . غير ان عناصر كالكلورين والحديد والنحاس مواد كيماوية اساسية لاتتكسر بالتفاعلات الكيماوية .عكس المركبات الكيماوية التي تتكون من عدة عناصر . فالجدول الدوري وسيلة لترتيب العناصر المعروفة حتي العناصر التي لم تكتشف بعد . حقيقة العناصر المتشابهة في الخواص توضع في نفس المجموعة بالجدول الدوري . لكن لعدة سنوات لم يحل لغز هذا التشابه في هذا السلوك الصفاتي.