الجدول الدوري هو عرض للعناصر الكيميائية المعروضة في شكل جدول. يتم ترتيب العناصر الكيميائية بناءً على عدة عوامل مثل العدد الذري وتكوين الإلكترون والخصائص الكيميائية.
يحتوي الجدول الدوري على جميع العناصر الكيميائية التي تم التعرف عليها دوليًا ، وهي مقسمة إلى 4 كتل ، بما في ذلك الكتل -s و -p و -d و -f. يُطلق على كل صف في الجدول فترة ، بينما يُطلق على العمود اسم مجموعة. بشكل عام ، في فترة واحدة (صف) ، يكون الجانب الأيسر معدنيًا ، واليمين غير معدني.
في الجدول الدوري القياسي ، يتم ترتيب العناصر وفقًا لعددها الذري المتزايد (عدد البروتونات في النواة الذرية). يبدأ خط جديد (فترة) عندما يكون لقشرة الإلكترون الجديدة أول إلكترون. يتم تحديد العمود (المجموعة) بناءً على تكوين الإلكترون ؛ العناصر التي لها نفس عدد الإلكترونات في قشرة فرعية معينة موجودة في نفس العمود. على سبيل المثال ، يوجد الأكسجين والسيلينيوم في نفس العمود لأن كلاهما يحتوي على أربعة إلكترونات في الغلاف الخارجي p-sub.
(اقرأ أيضًا: الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ، مكتمل بالتعليقات والصور)
عادةً ما يتم تجميع العناصر ذات الخواص الكيميائية المتشابهة في نفس المجموعات في الجدول الدوري ، على الرغم من أنه في الكتلة f ، وبعضها موجود في الكتلة d ، تميل العناصر الموجودة في نفس الفترة إلى خصائص كيميائية متشابهة. لذلك ، من السهل نسبيًا تقدير الخصائص الكيميائية لعنصر ما إذا كنت تعرف خصائص العناصر المحيطة به.
اعتبارًا من عام 2016 ، تم تأكيد 118 عنصرًا على الأقل في الجدول الدوري. وتشمل هذه العناصر 1 (الهيدروجين) إلى 118 (oganesson) ، مع الإضافات الحديثة مثل nihonium و moscovium و tennessine و oganesson ، والتي أكدها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC).
من بين جميع العناصر 94 موجودة بشكل طبيعي ؛ الـ 24 المتبقية ، من الأميريسيوم إلى الكوبرنسيوم والفلروفيوم والليفيرموريوم ، موجودة فقط عند تصنيعها في المختبر. من بين 94 عنصرًا طبيعيًا ، 84 منها بدائية (عناصر قديمة). تظهر العشرة الأخرى عندما يكون هناك اضمحلال للعناصر البدائية.
لا يوجد عنصر أثقل من أينشتينيوم (العنصر 99) بكميات كبيرة وفي شكل نقي. حتى الأستاتين (العنصر 85) ؛ يمكن اكتشاف الفرانسيوم (العنصر 87) فقط في شكل انبعاث ضوئي بكمية ميكروسكوبية (300000 ذرة).
تجمعات العناصر الكيميائية
يمكن تطبيق عدة فئات على نطاق واسع على العناصر ، بما في ذلك مراعاة خصائصها الفيزيائية والكيميائية العامة ، وحالة المادة في وفرة الظروف ، ونقاط انصهارها وغليانها ، وكثافتها ، وبنيتها البلورية كمادة صلبة ، وأصلها.
الخصائص العامة
بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية ، تنقسم العناصر الموجودة إلى ثلاث فئات ، وهي المعادن والفلزات واللافلزات.
المعادن بشكل عام مواد صلبة لامعة وعالية الموصلية ، ويمكن أن تشكل سبائك مع معادن أخرى وتشكل مركبات أيونية شبيهة بالملح مع غير معادن (بخلاف الغازات النبيلة). معظم المواد غير المعدنية هي غازات عديمة اللون أو عديمة اللون ؛ اللافلزات التي تشكل مركبات مع غير فلزات أخرى مرتبطة تساهميًا. بين المعادن واللافلزات توجد أشباه فلزات لها خصائص بين الفلزات واللافلزات أو خليط من كليهما.
(اقرأ أيضًا: طريقة سهلة لحفظ الجدول الدوري ، الرقم 2 هو الأكثر متعة)
غالبًا ما تتم الإشارة إلى تصنيف أكثر تفصيلاً من خلال عرض الألوان في الجدول الدوري. يقصر هذا النظام المصطلحين "معدن" و "لا فلز" على عدد معين فقط من المعادن واللافلزات من عدد كبير من المعادن واللافلزات.
يمكن تصنيف المعادن وغير الفلزات إلى فئات فرعية توضح تدرج الخصائص من المعدن إلى غير المعدني ، للعناصر الموجودة في نفس الفترة.
تنقسم المعادن إلى معادن قلوية تفاعلية ، ومعادن أرضية قلوية أقل تفاعلًا ، ولانثانيدات وأكتينيدات ، ومعادن انتقالية ، ومعادن ما بعد الانتقال مع أضعف الخواص الفيزيائية والكيميائية.
تنقسم اللافلزات إلى اللافلزات المتعددة الذرات واللافلزات التي تشبه أشبه بأشباه الفلزات ؛ اللافلزات ثنائية الذرة ، اللافلزات الأساسية ؛ والغازات النبيلة أحادية الذرة ، وهي غير فلزية وخاملة تمامًا تقريبًا.
معدن
- 78٪ من العناصر المعروفة عبارة عن معادن
- توضع على الجانب الأيسر من الجدول الدوري
- عادة صلبة في درجة حرارة الغرفة
- عادة ما يكون لها نقاط انصهار وغليان عالية
- موصل جيد للحرارة والكهرباء
- يمكن دقها وشدها
اللافلزية
- تقع على الجانب الأيمن العلوي من الجدول الدوري
- في المجموع هناك 22 من اللافلزات
- عادة مادة صلبة أو غازية في درجة حرارة الغرفة
- نقاط انصهار وغليان منخفضة
- موصل ضعيف للحرارة والكهرباء
ميتالويد
- يظهر الخصائص المعدنية وغير المعدنية
أمثلة: السيليكون والجرمانيوم والزرنيخ والأنتيمون
حالة المادة
شيء أساسي آخر يستخدم عادة لتمييز العناصر الكيميائية هو حالة المادة (الطور) ، وهي صلبة أو سائلة أو غازية عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP).
تكون معظم العناصر صلبة في درجات الحرارة والضغط الجوي التقليديين ، بينما يكون بعضها غازات. يكون البروم والزئبق فقط سائلين عند درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) والضغط الجوي العادي ؛ السيزيوم والجاليوم صلبان عند درجة الحرارة هذه ، لكنهما يذوبان عند درجات حرارة 28.4 درجة مئوية (83.1 درجة فهرنهايت) و 29.8 درجة مئوية (85.6 درجة فهرنهايت).
نقاط الانصهار والغليان
تُستخدم نقاط الانصهار والغليان ، التي يتم التعبير عنها عادةً بالدرجات المئوية عند ضغط جو واحد ، بشكل عام لتحديد خصائص العناصر المختلفة. هذه الخصائص لمعظم العناصر معروفة ، ومع ذلك ، فبعض العناصر المشعة المتوفرة بكميات صغيرة جدًا غير معروفة. يبقى الهيليوم في حالته السائلة حتى عند الصفر المطلق عند الضغط الجوي ، بحيث تكون لديه نقطة غليان فقط ، ولا توجد نقطة انصهار في العرض التقليدي.
كثافة
غالبًا ما تُستخدم الكثافة عند درجة حرارة وضغط معياريين معينين (STP) في تحديد خصائص العناصر. غالبًا ما يتم التعبير عن الكثافة بالجرام لكل سنتيمتر مكعب (جم / سم 3).
بعض الغازات التي تكون عند درجة الحرارة المقاسة غازية ، وعادة ما يتم التعبير عن كثافتها لحالتها الغازية ؛ عند التسييل أو التصلب ، يكون للعناصر الغازية نفس كثافة العناصر الأخرى.
عندما يكون لعنصر متآصلات ذات كثافة مختلفة ، يتم تحديد أحد التآصلات التمثيلية في العرض التقديمي الموجز ، بينما يمكن تحديد كثافة كل تآصل في قسم التفاصيل. على سبيل المثال ، تتآصل العناصر الثلاثة المعروفة للكربون (الكربون غير المتبلور ، الجرافيت ، والماس) بكثافة 1.8-2.1 لكل منها ؛ 2،267 ؛ و 3.515 جم / سم 3.
هيكل بلوري
العناصر التي تمت دراستها حتى الآن كعينات صلبة لها ثمانية أنواع من الهياكل البلورية: مكعب ، مكعب مركز الجسم ، مكعّب متمركز على الوجه ، سداسي ، أحادي الميل ، معيني ، معيني ، ورباعي الزوايا.
بالنسبة لبعض عناصر عبر اليورانيوم الاصطناعية ، تتوفر عينات قليلة جدًا لتحديد البنية البلورية.
أصوله على الأرض
بناءً على أصولها ، من المعروف أن أول 94 عنصرًا تحدث بشكل طبيعي ، بينما يتم الحصول على العناصر الـ 24 الأخرى بشكل مصطنع كمنتجات تركيبية من خلال التفاعلات النووية الاصطناعية.
من بين 94 عنصرًا طبيعيًا ، يعتبر 83 عنصرًا بدائيًا وهي إما مستقرة أو ضعيفة الإشعاع. يُطلق على الباقي ، أي 11 ، عنصر سريع الزوال لأنه يحتوي على نصف عمر أقصر من أن يكون في بداية النظام الشمسي.
من بين 11 عنصرًا عابرًا ، هناك 5 عناصر ، مثل البولونيوم والرادون والراديوم والأكتينيوم والبروتكتينيوم ، هي منتجات اضمحلال الثوريوم واليورانيوم. 6 عناصر مميتة أخرى ، وهي التكنيتيوم والبروميثيوم والأستاتين والفرانسيوم والنبتونيوم والبلوتونيوم ، يتم إنتاجها من عملية تفاعل نووي نادرة تتضمن اليورانيوم أو العناصر الثقيلة.
