الجدول الدوري
التعليم علوم كيمياء

الجدول الدوري

الجدول الدوري وهي مجموعة منظمة لجميع العناصر الكيميائية بترتيب الزيادة العدد الذري  أي العدد الإجمالي للبروتونات في نواة الذرة  عندما يتم ترتيب العناصر الكيميائية على هذا النحو هناك نمط متكرر يسمى “القانون الدوري” في خصائصها حيث العناصر في نفس العمود (المجموعة) لها خصائص متشابهة  كان الاكتشاف الأولي الذي قام به ديمتري آي مينديلييف في منتصف القرن التاسع عشر ذا قيمة لا تقدر بثمن في تطوير الكيمياء

لم يتم التعرف فعليًا حتى العقد الثاني من القرن العشرين على أن ترتيب العناصر في النظام الدوري هو ترتيب الأعداد الذرية ، التي تساوي الأعداد الصحيحة منها الشحنات الكهربائية الموجبة لـ النوى الذرية معبراً عنها بوحدات إلكترونية  في السنوات اللاحقة تم إحراز تقدم كبير في شرح القانون الدوري من حيث التركيب الإلكتروني للذرات والجزيئات  زاد هذا التوضيح من قيمة القانون ، الذي يستخدم اليوم بقدر ما كان في بداية القرن العشرين عندما عبر عن العلاقة الوحيدة المعروفة بين العناصر

تعرف على كيفية تنظيم الجدول الدوري

شهدت السنوات الأولى من القرن التاسع عشر تطورًا سريعًا في الكيمياء التحليلية – فن التمييز بين المواد الكيميائية المختلفة – وما ترتب على ذلك من تكوين مجموعة كبيرة من المعرفة بالخصائص الكيميائية والفيزيائية لكل من العناصر والمركبات سرعان ما استلزم هذا التوسع السريع في المعرفة الكيميائيةالتصنيف

لأنه على أساس تصنيف المعرفة الكيميائية لا يعتمد فقط على الأدب المنهجي للكيمياء ولكن أيضًا على الفنون المختبرية التي يتم من خلالها نقل الكيمياء كعلم حي من جيل من الكيميائيين إلى جيل آخر  تم تمييز العلاقات بسهولة بين المركبات أكثر من تمييزها بين العناصر   وهكذا حدث أن تصنيف العناصر تأخر لسنوات عديدة عن تصنيف المركبات  في الواقع ، لم يتم التوصل إلى اتفاق عام بين الكيميائيين فيما يتعلق بتصنيف العناصر لما يقرب من نصف قرن بعد أن أصبحت أنظمة تصنيف المركبات راسخة للاستخدام العام

جرت محاولات لاحقًا لإثبات أن الأوزان الذرية للعناصر يمكن التعبير عنها بوظيفة حسابية   وفي عام 1862A.-E.-B  اقترح de Chancourtois تصنيفًا للعناصر استنادًا إلى القيم الجديدة للأوزان الذرية التي قدمها نظام ستانيسلاو كانيزارو لعام 1858  رسم دي شانكورتوا الأوزان الذرية على سطح أسطوانة بمحيط 16 وحدة ، وهو ما يقابل الوزن الذري التقريبي لـ الأكسجين  جلب المنحنى الحلزوني الناتج عناصر وثيقة الصلة إلى نقاط متقابلة أعلى أو أسفل بعضها البعض على الأسطوانة ، واقترح نتيجة لذلك أن “خصائص العناصر هي خصائص الأرقام” ، وهو تنبؤ رائع في ضوء المعرفة الحديثة

تصنيف العناصر في الجدول الدوري

في عام 1864 ، اقترح JAR Newlands تصنيف العناصر بترتيب زيادة الأوزان الذرية   حيث يتم تخصيص أرقام ترتيبية للعناصر من الوحدة إلى الأعلى وتقسيمها إلى سبعةمجموعة لديه خصائص ترتبط ارتباطا وثيقا السبعة الأولى من العناصر المعروفة آنذاك: الهيدروجين و الليثيوم و البريليوم ، البورون ، الكربون ، النيتروجين، والأكسجين  سميت هذه العلاقة بـقانون الأوكتافات ، قياسا على الفترات السبع للمقياس الموسيقي

ثم في عام 1869 ، نتيجة للارتباط الواسع بين الخصائص والأوزان الذرية للعناصر ، مع إيلاء اهتمام خاص لـ التكافؤ (أي عدد الروابط الفردية التي يمكن أن يشكلها العنصر) ، اقترح مندلييف القانون الدوري ، والذي بموجبه “تظهر العناصر المرتبة وفقًا لحجم الأوزان الذرية تغيرًا دوريًا في الخصائص” توصل لوثار ماير بشكل مستقل إلى استنتاج مماثل نُشر بعد ظهور ورقة مندلييف

الجدول الدوري

الجدول الدوري

مندلييف يتضمن الجدول الدوري الصورة من 1869 17 الأعمدة، مع اثنين من فترات كاملة تقريبا (تسلسل) من العناصر، من البوتاسيوم إلى البروم و الروبيديوم إلى اليود ، على أن يسبقه فترتين جزئية من سبعة عناصر كل (الليثيوم ل الفلور و الصوديوم والكلور)، وتليها ثلاث فترات غير كاملة في ورقة عام 1871 قدم مندلييف مراجعة لجدول 17 مجموعة ، وكان التحسين الرئيسي هو إعادة التموضع الصحيح لـ 17 عنصرًا هو وكذلك لوثار ماير   اقترحوا أيضًا جدولًا بثمانية أعمدة

تم الحصول عليها عن طريق تقسيم كل فترة من الفترات الطويلة إلى فترة من سبعة ، مجموعة ثامنةتحتوي على العناصر الأساسية الثلاثة (مثل الحديد ، الكوبالت ، النيكل، مندلييف شملت أيضا النحاس ، بدلا من وضعه في المجموعة الأولى)، والفترة الثانية من سبع سنوات تم تمييز الفترتين الأولى والثانية من سبعة فيما بعد باستخدام الحروف “أ” و “ب” المرفقة برموز المجموعة ، والتي كانت الأرقام الرومانية

مع اكتشاف الغازات النبيلة هيليوم ، نيون ، أرجون ، كريبتون ، رادون ، وزينون بواسطة اللورد رايلي (جون ويليام ستروت) والسير ويليام رامزي في عام 1894 والسنوات التالية ، اقترح مندلييف وآخرون إضافة مجموعة جديدة “صفر” لاستيعابهم الجدول الدوري  أصبح شكل “الفترة القصيرة” للجدول الدوري ، مع المجموعات 0 ، 1 ، 2 ، … 8 ، شائعًا وظل مستخدمًا بشكل عام حتى حوالي عام 1930

شكل قصير المدى من النظام الدوري للعناصر ، يسرد العناصر المعروفة بحلول عام 1930  في ذلك الوقت لم يكن من الواضح أن الثوريوم (90) والبروتكتينيوم (91) واليورانيوم (92) كانوا جزءًا من سلسلة الأكتينيد ، وكانوا غالبًا ما يتم وضعها في مجموعات IVa و Va و VIa   على التوالي ، لأنها أظهرت بعض أوجه التشابه مع الهافنيوم (72) والتنتالوم (73) والتنغستن (74)

استنادًا إلى نموذج سابق (1882) لـ T. Bayley ، ابتكر J. Thomsen في عام 1895 جدولًا جديدًا  فسر نيلز بور هذا من حيث التركيب الإلكتروني للذرات في عام 1922  في هذا الجدول هناك فترات من زيادة الطول بين الغازات النبيلة  وهكذا يحتوي الجدول على فترة من عنصرين ، وعناصر مكونة من 8 عناصر ، وعنصرين من 18 عنصرًا

وواحدًا من 32 عنصرًا ، وفترة غير مكتملة يمكن ربط العناصر في كل فترة بخطوط ربط مع عنصر واحد أو أكثر في الفترة التالية  العيب الرئيسي لهذا الجدول هو المساحة الكبيرة التي تتطلبها فترة 32 عنصرًا وصعوبة تتبع سلسلة من العناصر المتشابهة إلى حد كبير  حل وسط مفيد هو ضغط فترة 32 عنصرًا في 18 مساحة عن طريق سرد 14 lanthanoids (تسمى أيضًااللانثانيدات ) والأكتينويد 14 (وتسمى أيضًاالأكتينيدات) في صف مزدوج خاص أسفل الفترات الأخرى

اقرأ أيضاً: الميثان

إصدارات أخرى من الجدول الدوري

تم اقتراح أشكال طويلة بديلة من الجدول الدوري واحدة من أقدم وصفهاأ  ويرنر في عام 1905 ، يقسم كل فترة من الفترات الأقصر إلى جزأين ، واحد في أي من طرفي الجدول على العناصر في الفترات الأطول التي تشبهها إلى حد كبير  وبالتالي يتم الاستغناء عن خطوط الربط المتعددة التي تربط الفترات في جدول نوع Bayley هذه الفئة من الجدول، أيضا، يمكن تبسيطها إلى حد كبير عن طريق إزالة lanthanoid العناصر وactinoid إلى منطقة منفصلة بحلول منتصف القرن العشرين ، أصبح هذا الإصدار من الجدول هو الأكثر استخدامًا

القيمة التنبؤية للقانون الدوري في الجدول الدوري

اكتشاف عناصر جديدة في الجدول الدوري

تجلت القيمة الكبيرة للقانون الدوري من خلال نجاح Mendeleyev في عام 1871 في اكتشاف أن خصائص 17 عنصرًا يمكن ربطها بخصائص العناصر الأخرى عن طريق نقل 17 إلى مواضع جديدة من تلك التي تشير إليها أوزانها الذرية  يشير هذا التغيير إلى وجود أخطاء صغيرة في الأوزان الذرية المقبولة سابقًا للعديد من العناصر وأخطاء كبيرة للعديد من العناصر الأخرى

حيث تم استخدام المضاعفات الخاطئة لأوزان التجميع كأوزان ذرية (الوزن المجمع هو وزن العنصر  التي تتحد مع وزن معين لمعيار) كان Mendeleyev أيضًا قادرًا على التنبؤ بوجود ، والعديد من الخصائص ، للعناصر غير المكتشفة آنذاك مثل eka-boron و eka-aluminium و eka-silicon ، والتي تم تحديدها الآن مع العناصر scandium ،الغاليوم ، و الجرمانيوم ، على التوالي  وبالمثل ، بعد اكتشاف الهيليوم والأرجون سمح القانون الدوري بالتنبؤ بوجود النيون والكريبتون والزينون والرادون علاوة على ذلك أشار بوهر إلى أنه من المتوقع أن يكون العنصر 72 المفقود ، من موقعه في النظام الدوري   مشابهًا للزركونيوم في خصائصه بدلاً من العناصر الأرضية النادرة ؛ أدت هذه الملاحظة إلى قيام G. de Hevesy و D الهافنيوم

أهمية الأعداد الذرية في الجدول الدوري

على الرغم من التصحيحات التي تم إجراؤها من خلال إعادة تحديد الأوزان الذرية ، إلا أن بعض العناصر في جداول Mendeleyev و Lothar Meyer الدورية لعام 1871 كانت لا تزال مطلوبة من خلال خصائصها ليتم وضعها في مواضع إلى حد ما خارج ترتيب الأوزان الذرية  في أزواج ارجوني والبوتاسيوم والكوبالت و النيكل ، و التيلوريوم واليود، على سبيل المثال، كان العنصر الأول وزيادة الوزن الذري ولكن الموقف السابق في نظام الدوري تم العثور على حل لهذه الصعوبة فقط عندما تم فهم بنية الذرة بشكل أفضل

حوالي عام 1910 أدت تجارب السير إرنست رذرفورد على تشتت جسيمات ألفا بواسطة نوى الذرات الثقيلة إلى تحديد الشحنة الكهربائية النووية   لوحظ أن نسبة الشحنة النووية إلى تلك الخاصة بالإلكترون تعادل نصف الوزن الذري تقريبًا  في عام 1911 ، اقترح A. van den Broek أن هذه الكمية

الالعدد الذري ، يمكن تحديده بالرقم الترتيبي للعنصر في النظام الدوري (باتباعًا لقيادة نيولاندز ، أصبح من المعتاد ترقيم العناصر وفقًا لموقعها في الجدول) تم تأكيد هذا الاقتراح ببراعة في عام 1913 من قبلقياسات HGJ Moseley للأطوال الموجية للخطوط الطيفية للأشعة السينية المميزة للعديد من العناصر ، والتي أظهرت أن الأطوال الموجية تعتمد بالفعل بشكل منتظم على الأعداد الذرية – المتطابقة مع الأرقام الترتيبية للعناصر في الجدول  لم يعد هناك أي شك بشأن موضع أي عنصر في السلسلة المرتبة للنظام الدوري

يتضح من وجود الوزن الذري الدقيق لعنصر ما أن يكون ذا أهمية صغيرة لموقعه في النظام الدوري نظائر كل عنصر – ذرات لها نفس العدد الذري لكن لها أوزان ذرية مختلفة الخصائص الكيميائية لنظائر عنصر ما هي نفسها بشكل أساسي ، وجميع نظائر عنصر ما تحتل نفس المكان في النظام الدوري على الرغم من اختلافاتهم في الوزن الذري

توضيح القانون الدوري من الجدول الدوري

تطور الفهم التفصيلي للنظام الدوري جنبًا إلى جنب مع نظرية الكم للأطياف والبنية الإلكترونية للذرات ، بدءًا من عمل بور في عام 1913 وكانت الخطوات المهمة للأمام هي صياغة القواعد العامة لنظرية الكم القديمة من قبل ويليام ويلسون و Arnold Sommerfeld في عام 1916 ، واكتشاف مبدأ الاستبعاد بواسطة Wolfgang Pauli في عام 1925 ، واكتشاف دوران الإلكترون بواسطة George E. Uhlenbeck و Samuel Goudsmit في عام 1925 ، وتطوير ميكانيكا الكم بواسطة Werner Heisenberg خلال نفس السنة  تطور نظرية التكافؤ الإلكترونية ولعبت البنية الجزيئية ، بدءًا من افتراض وجود زوج الإلكترون المشترك من قبل جيلبرت إن لويس في عام 1916 ، دورًا مهمًا للغاية في شرح القانون الدوري

عدد المشاهدات: 205 

0 - 0

Thank You For Your Vote!

Sorry You have Already Voted!

ليصلك كل جديد

نحن لا نرسل البريد العشوائي! اقرأ المزيد في سياسة الخصوصية الخاصة بنا

Ali

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.