الجدول الدوري المعاصر للعناصر الكيميائية

العناصر الكيميائية هي مواد لا يمكن تقسيمها إلى مكونات أبسط من خلال العمليات الكيميائية العادية. تشكل هذه العناصر جميع المواد الأساسية في الكون، ويُقدر حاليًا أن هناك 118 عنصرًا كيميائيًا معروفًا.

من بين هذه العناصر، توجد 94 عنصرًا بشكل طبيعي، في حين تم تطوير 24 عنصرًا صناعيًا في المختبرات. يمكن دمج العناصر معًا لإنشاء مجموعة متنوعة من المواد المعقدة تُعرف بالمركبات.

الجدول الدوري الحديث للعناصر

الجدول الدوري هو تنظيم منسق لكافة العناصر الكيميائية، حيث يُرتب كل عنصر بناءً على عدده الذري، وهو إجمالي البروتونات في نواته.

يتم تنظيم العناصر في الجدول الدوري وفق نمط محدد يُعرف بـ “القانون الدوري”، حيث تمتلك العناصر الموجودة في نفس العمود خصائص متشابهة.

أصول الجدول الدوري

في عام 1864، قام الكيميائي الألماني جوليوس لوثار ماير بترتيب العناصر الكيميائية حسب الكتلة الذرية وتنظيمها وفقًا لخصائصها الكيميائية.

لاحقًا، قام الكيميائي الروسي ديمتري مندليف بتنظيم جميع العناصر المعروفة استنادًا إلى خصائصها المماثلة، ولكنه ترك فراغات في جدوله، معتقدًا أن هناك عناصر لم يتم اكتشافها بعد. وقد أجرى بعض التنبؤات حول خصائص هذه العناصر، التي اكتُشفت فيما بعد وتطابقت خصائصها مع توقعات مندليف.

بناءً على ذلك، لاقت أنساق مندليف في الجدول الدوري اهتمامًا بالغًا في المجتمع العلمي، نظرًا لتكرار بعض خصائص العناصر بانتظام خلال الجدول، وسُمي هذا الجدول بـ “الجدول الدوري”.

تم نشر الجدول الدوري لمندليف كأول جدول دوري له في عام 1869، الذي احتوى على 63 عنصرًا كيميائيًا. وبالتالي، يُعزى الفضل لمندليف في تطوير الجدول الدوري الحديث.

الفرق الرئيسي بين ترتيب مندليف وبقية العلماء هو أن مندليف لم يفترض أنه تم اكتشاف جميع العناصر.

ترك عمدًا فراغات في جدوله عند الكتل الذرية 44 و68 و72 و100، حيث وُضعت العناصر التي تُعرف الآن بالإسكنديوم والغاليوم والجرمانيوم والتكنيتيوم.

تطور الجدول الدوري الحديث

• الجدول الدوري الحديث: هو مجموعة من العناصر التي أُضيفت إلى جدول مندليف وترتيبت تصاعديًا.
• تطور الجدول الدوري الحديث عبر تاريخ طويل من جهود الكيميائيين لترتيب العناصر استنادًا إلى تفاعلاتها وخصائصها، كأداة للتنبؤ بالسلوك الكيميائي.
• في القرن العشرين، أصبح من الواضح أن العلاقة الدورية في الجدول تعتمد أساسًا على الأعداد الذرية بدلاً من الكتل الذرية.
• قام العالم موزلي بترتيب العناصر وفقًا لكتلها الذرية، سواء تنازليًا أو تصاعديًا.

ترتيب عناصر الجدول الدوري الحديث

تُرتب عناصر الجدول الدوري الحديث حسب زيادة أعدادها الذرية، حيث يتم تجميع الذرات ذات الخصائص الشبيهة في الأعمدة الرأسي. يحتوي كل مربع من الجدول على عنصر يتضمن الرقم الذري، الرمز، متوسط الكتلة الذرية، وأحيانًا الاسم.

يتم تنظيم العناصر في سبعة صفوف أفقية تعرف بالدورات، و18 عمودًا رأسيًا تُسمى المجموعات. يتم تسمية هذه المجموعات في أعلى كل عمود، حيث يوصي IUPAC باستخدام الأرقام من 1 إلى 18 كأكثر التسمية شيوعًا.

استخدامات الجدول الدوري

يُستخدم الجدول الدوري في الأبحاث العلمية في الجامعات والمدارس كمرجع لاستنتاج الصفات والخصائص الفيزيائية والكيميائية للعناصر، مما يسهل على الباحثين وطلاب العلم الحصول على نتائج دقيقة.

علاوة على ذلك، لا يزال العلماء يسعون لاكتشاف عناصر جديدة لإضافتها إلى العناصر الحالية.

خصائص الجدول الدوري

• يحتوي الجدول الدوري على 118 عنصرًا، ويستمر البحث عن عناصر جديدة.
• يحتوي الجدول على 18 عمودًا رأسيًا.
• يحتوي الجدول على سبع دورات أفقية تعرف بصفوف الجدول الدوري أو الدور.
• يعتبر رقم عنصر الدور هو أعلى مستوى للطاقة للإلكترونات غير المثارة.
• كلما انتقلنا من اليمين إلى اليسار في الجدول الدوري، تقل الكهروسلبية.
• يوجد في أسفل الجدول سلسلتان طويلتان تُعرف الأولى باسم “لانثانيدات” والثانية باسم “أكتينيدات”.
• كل سلسلة تحتوي على 14 عنصرًا كيميائيًا، وتنتمي هذه السلاسل إلى مجموعة من العناصر الانتقالية.
• تم تقسيم العناصر الكيميائية في الجدول إلى فلزات ولا فلزات وأشباه فلزات.
• تحدد إلكترونات المدار الأخير (إلكترونات التكافؤ) رقم الدورة الخاصة بها.
• تميل العناصر في المجموعة الرابعة والخامسة والسادسة إلى كسب الإلكترونات، مما يزيد من كهروسلبتها.
• ينتهي كل دورة في الجدول بعنصر نبيل، وهو العنصر الذي يكون مداره الأخير ممتلئًا بالإلكترونات.
• تميل عناصر المجموعة الأولى والثانية والثالثة لفقد الإلكترونات، مما يجعلها أكثر كهروسلبية.
• يستند تصنيف العناصر في الجدول الدوري إلى زيادة الأعداد الذرية.
• تمتلك العناصر في نفس المجموعة خصائص مشتركة.
• تُعد معظم العناصر في الجدول الدوري معادن، خاصة المعادن الانتقالية، والمعادن الأساسية، والمعادن القلوية فهي تتواجد بشكل بارز.

أسماء عناصر الجدول الدوري

يتكون الجدول الدوري من مجموعة من العناصر الكيميائية التالية:

• الهيدروجين (H).
• الهيليوم (He).
• الليثيوم (Li).
• البريليوم (Be).
• البورون (B).
• الكربون (C).
• النيتروجين (N).
• الأكسجين (O).
• الفلور (F).
• النيون (Ne).
• الصوديوم (Na).
• المغنيسيوم (Mg).
• الألمنيوم (Al).
• السيليكون (Si).
• الفوسفور (P).
• الكلور (Cl).
• الكبريت (S).
• الأرجون (Ar).
• البوتاسيوم (K).
• الكالسيوم (Ca).
• الإسكنديوم (Sc).
• التيتانيوم (Ti).
• الفاناديوم (V).
• الكروم (Cr).
• المنغنيز (Mn).
• الحديد (Fe).
• الكوبالت (Co).
• النيكل (Ni).
• النحاس (Cu).
• الزنك (Zn).
• الغاليوم (Ga).
• الجرمانيوم (Ge).
• الزرنيخ (As).
• السيلينيوم (Se).
• البروم (Br).
• الكريبتون (Kr).
• الروبيديوم (Rb).
• السترونشيوم (Sr).
• الأتريوم (Y).
• الزركونيوم (Zr).
• النيوبيوم (Nb).
• الموليبدينوم (Mo).
• التكنيتيوم (Tc).
• الروثينيوم (Ru).
• الروديوم (Rh).
• البالاديوم (Pd).
• الفضة (Ag).
• الكادميوم (Cd).
• الإنديوم (In).
• القصدير (Sn).
• الإثمد (Sb).
• التيلوريوم (Te).
• اليود (I).
• الزينون (Xe).
• السيزيوم (Cs).
• اللانثانوم (La).
• السيريوم (Ce).
• البراسيديميوم (Pr).
• النيوديميوم (Nd).
• البروميثيوم (Pm).
• الساماريوم (Sm).
• اليوروبيوم (Eu).
• الغادولينيوم (Gd).
• التربيوم (Tb).
• الديسبروسيوم (Dy).
• الهولميوم (Ho).
• الإربيوم (Er).
• التراتوليوم (Tm).
• الإتيربيوم (Yb).
• اللوتيشيوم (Lu).
• الهافنيوم (Hf).
• التانتالوم (Ta).
• التنجستين (W).
• الرينيوم (Re).
• الأوزميوم (Os).
• الإريديوم (Ir).
• البلاتين (Pt).
• الذهب (Au).
• الزئبق (Hg).
• الثاليوم (Tl).
• الرصاص (Pb).
• البزموت (Bi).
• البولونيوم (Po).
• الأستاتين (At).
• الراديون (Rn).
• الفرنسيوم (Fr).
• الراديوم (Ra).
• الأكتينيوم (Ac).
• الثوريوم (Th).
• البروتكتينيوم (Pa).
• اليورانيوم (U).
• النبتونيوم (Np).
• البلوتونيوم (Pu).
• الأمريسيوم (Am).
• الكوريوم (Cm).
• البركيليوم (Bk).
• الكاليفورنيوم (Cf).
• الفيرميوم (Fm).
• المندليفيوم (Md).
• النوبليوم (No).
• اللورنسيوم (Lr).
• الرذرفورديوم (Rf).