يتضمن الجدول الدوري قوائم من… (أكمل)

تم إنشاء جدول العناصر الدوري من قبل العالم ديمتري مندليف استنادا إلى الملاحظات المسجلة حول تنوع الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعناصر التي ساعدت في ترتيب العناصر في فئات جدول العناصر الدوري، ومن ثم تم اكتشاف النظرية الذرية والكتلية ووضع تعريفات للكتلة الذرية والعدد الذري والعدد الكتلي، وعبر هذه الموسوعة سنتعرف على ذلك بشكل مفصل.

يتضمن الجدول الدوري قوائم من

يحتوي الجدول الدوري على قوائم من العناصر الكيميائية، والتي تكون مرتبة من اليسار إلى اليمين أو من الأعلى إلى الأسفل وفقا لعدد الذرات لكل عنصر وكذلك لخصائصها الكيميائية، حيث:

• ترتب العناصر الكيميائية وفقا لزيادة الأعداد الذرية لها، حيث تتحمل جميع العناصر الكيميائية في نفس المجموعة نفس التكافؤ الكيميائي، وبالتالي تظهر تلك العناصر تشابها في الخواص الكيميائية.
• بالنسبة للعناصر الكيميائية في نفس الصف، يتزايد التكافؤ لها كلما تحركنا من اليسار إلى اليمين، مما يؤدي إلى زيادة العدد الذري أي زيادة طاقة الذرات.

اقرأ أيضًا: مميزات الجدول الدوري الحديث

بناء الجدول الدوري الحديث

بالإشارة إلى محتويات الجدول الدوري من قوائم مرتبة للعناصر الكيميائية، يجب الإشارة إلى ما يلي:

• يتكون الجدول الدوري من عدد 118 عنصرًا.
• تعتبر العناصر الـ 94 الأولى في الجدول الدوري من العناصر الطبيعية، أي العناصر الموجودة بشكل طبيعي دون تدخل بشري في تصنيعها، بينما تصنع العناصر الأخرى بالفعل في المعامل والمفاعلات النووية وغيرها من المختبرات.
• سبق للعلماء أن بذلوا الكثير من الجهود لإنشاء الجدول الدوري، وخاصة (أنطوان لافوازييه / جون أكسندر)، حيث عملوا على استكمال ما توقف عنده العلماء السابقون في القرنين التاسع عشر والعشرين.
• على الرغم من جهود العلماء في إنشاء الجدول الدوري، لا يمكن إلا أن نعزى الفضل الأكبر للعالم الشهير ديمتري مندلييف، وبناء الجدول الدوري الحديث المستخدم حاليا يعود إليه.
• يتم ترتيب العناصر في الجدول الدوري وفقا لخصائصها في صفوف وأعمدة تحتوي على خصائص متعددة مشتقة من الاتجاهات الدورية. يطلق على الصفوف المتتالية في الجدول الدوري اسم “دورات”، في حين يطلق على الأعمدة اسم “مجموعات”.
• يمكن أيضا الإشارة إلى عناصر الصف الواحد بالاتجاه اليساري في كل دورة باسم العناصر الفلزية، بينما تتجه اللافلزات في الاتجاه اليميني.
• بشكل عام، تعرف عناصر المجموعة 17 باسم الهالوجينات، في حين يطلق على عناصر المجموعة 18 اسم “الغازات النبيلة”. تتميز هذه العناصر بترتيبها حسب مستويات الطاقة الفرعية، حيث تتميز الغازات الخاملة بملء المدارات الذرية بالإلكترونات بشكل كامل.

خواص عناصر الجدول الدوري

يجب أن نلاحظ أن خواص العناصر الكيميائية في الجدول الدوري الحديث المستخدم الآن تختلف بناء على طبيعتها ونوعها سواء كانت فلزية أو غير فلزية أو اشباه فلزات. يمكننا التعرف على الخصائص المميزة لكل مجموعة من هذه العناصر كما يلي:

1- العناصر الفلزية

هناك العديد من الخصائص الفيزيائية والكيمائية المميزة للفزات دونا عن غيرها من عناصر الجدول الدوري الحديث وهي كما يلي:

• عند النظر إلى خصائص المواد الكيميائية، نجد أن المعادن تميل لفقدان الإلكترونات من مداراتها الخارجية بسهولة، وهي أكثر عرضة للتآكل السريع.
• بالنسبة للخواص الفيزيائية، تتمثل أهمها البريق واللمعان الشديد في عناصر الجدول الدوري بدرجة أكبر من غيرها.
• جميع العناصر الفلزية تكون صلبة جدا، والاستثناء هو “عنصر الزئبق” الذي يكون سائلا.
• جميع الفلزات لها كثافة عالية وهذا يفسر سبب ارتفاع درجة انصهارها.
• يمكن تقسيم العناصر الكيميائية الفلزية إلى ألواح متعددة، ويمكن سحبها بسهولة عبر الأسلاك.
• تتميز الفلزات أيضا بأنها موصلة جيدة للكهرباء والحرارة.

2- العناصر اللافلزية

تشار إلى العناصر غير المعدنية بـ “اللامعدنية” أيضا، وتختلف خصائصها الكيميائية والفيزيائية عن العناصر المعدنية كما يلي:

• جميع العناصر غير المعدنية لا تظهر أي بريق أو لمعان، على عكس العناصر المعدنية.
• تظهر اللافزات درجات منخفضة للغاية في الكثافة، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الانصهار لجميع عناصرها.
• لا يمكن سحب أي من عناصر اللافزات عبر مجموعة من الأسلاك أو توجيهها نحو الألواح.
• العناصر اللافلزية مميزة بأنها جميعها ضعيفة التوصيل للحرارة والكهرباء.
• تتميز بأنها هشة جدا وتتكسر وتتحطم بسهولة وسرعة.
• أما بالنسبة للخصائص الكيميائية لمجموعة العناصر غير المعدنية، فإنها تميل بشكل كبير إلى اكتساب الإلكترونات، في حين تميل المعادن الفلزية إلى فقدانها.
• تتكون المركبات الأيونية في عملية فقد واكتساب الإلكترونات للفلزات واللافلزات.

3- اشباه الفلزات

أما بالنسبة لمجموعة العناصر التي تنتمي إلى فئة (أشباه الفلزات)، فإنها تجمع بين خصائص العناصر الفلزية والعناصر اللافلزية تباعا، حيث:

• يمكن سحب عناصر شبيهة بالفلزات وتحويلها إلى أسلاك أو ألواح.
• تعتبر الشبه الفلزات من المعادن أو العناصر الصلبة.
• بعض الفلزات الاصطناعية تأخذ خصائص اللمعان والبريق، بينما تكون البعض الآخر غير لامع.
• يجب الإشارة إلى أن الفلزات النصفية قادرة على توصيل الحرارة والكهرباء، ولكن قدرتها أقل قليلا مقارنة بالمعادن الفلزية.

فئات الجدول الدوري

باختلاف العناصر الكيميائية في الجدول الدوري بين مجموعة الفلزات واللافلزات والشبه فلزات، نجد أن هذه العناصر تم تقسيمها إلى فئات مختلفة تمتلك خصائص متشابهة أو قريبة، سواء في الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية. وتنقسم هذه العناصر إلى الفئات التالية:

1- الفلزات القلوية

الفلزات القلوية تتواجد في المجموعة 1 وتكون لها تكافؤ واحد فقط، كما يلي:

• نظرا لتفاعلاتها الكيميائية، فإنها تتجه إلى الاندماج وتفقد استقرارها، ونادرا ما توجد في الطبيعة بشكل منفرد.
• تتحول الفلزات القلوية إلى اللون الأحمر في حين يميل العناصر إلى اللون الأسود الناتج عن عدم استقرارها وتفاعلها مع العناصر الأخرى لتشكيل روابط قوية.
• يعتبر معدن الصوديوم (Na) ومعدن البوتاسيوم (K) ومعدن الروبيديوم (RB) ومعدن الليثيوم (Li) والسيزيوم وغيرها من المعادن من أقوى أنواع الفلزات القلوية.
• أقل المعادن القلوية التفاعلية هو معدن الليثيوم.

2- الفلزات الأرضية القلوية

يشار إلى الفئة الثانية في الجدول الدوري الحديث بأرضيات قلوية فلزية، حيث:

• تعرف عناصر هذه الفئة بأنها ترابية وتميل في التفاعلات الكيميائية إلى الارتباط بالمعادن القلوية الأخرى.
• تحتاج الفلزات الأرضية إلى طاقة أكبر بعض الشيء لتتمكن من إزالة أو فقدان الإلكترونات بمستوى طاقة خارجي لها.
• تعتبر جميع عناصر الفلزات الأرضية أكثر قدرة على التفاعل السريع مع الماء ومجموعة الهالوجينات بشكل خاص لتكوين “الأملاح.
• الفلزات القلوية تكتسب اللون الفضي ومعظم تفاعلاتها تنتج أملاح الكالسيوم أو المغنيسيوم أو الراديوم أو الباريوم أو البريليوم وغيرها من الأملاح.

3- سلسلة اللانثينيدات والاكتينيدات

تتم العناصر الكيميائية في الجدول الدوري ترتيبها تباعا وفقا لسلسلة اللانثانيدات والأكتينيدات

• تتألف سلسلة اللانثانيدات من حوالي 15 عنصرا بدءا من العنصر 57 وانتهاء بالعنصر 71.
• على الرغم من ندرة معظم عناصر اللانثينيدات، إلا أن بعضها يعتمد عليه بشكل أساسي في تطبيقات الأجهزة البصرية مثل الليزر.
• تتبع العناصر ترتيبا تصاعديا في سلسلة اللانثانيدات وفقا لأعدادها الذرية التي تزداد بها صلابتها.
• أما بالنسبة لعناصر سلسلة الاكتينيدات، فإنها تتكون من حوالي 15 عنصرا يتراوح وزنها الذري بين 89 و 103.

4- سلسلة المعادن الانتقالية

تعتبر سلسلة العناصر الانتقالية من أهم فئات الجدول الدوري، وأهم هذه العناصر هو الزنك

• العناصر الانتقالية الأقل قدرة على التفاعل مع فئة “الفلزات القلوية الأرضية”.
• تزداد صلابة المعادن الانتقالية مع زيادة الأعداد الذرية لها، وتتراوح هذه الأعداد بين 21 و 30 ثم من 39 إلى 48.
• يتم ترتيب سلسلة المعادن الانتقالية وفقا لأعدادها الذرية من 57 إلى 72، ثم من 72 إلى 80.
• يستمر الترتيب في الجدول الدوري الحديث من ٨٩ إلى ١٠٤ حتى يكتمل السلسلة الانتقالية للعناصر بالعدد الذري ١١٢.

5- الفئات الأخرى

أما بالنسبة إلى باقي فئات عناصر الجدول الدوري الحديثة، فترتب بين الفئات التالية:

• تتشابه المعادن الجامعة في الخصائص بين الفلزات وغير الفلزات السابقة التي تم الإشارة إليها، ومن أهم عناصرها (السيليكون).
• فئة اللا معادن تشمل العناصر التي تحمل خصائص المعادن وأيضا مجموعة الغازات مثل الأكسجين والنيون والهيدروجين والهيليوم.
• الهالوجينات هي فئة من العناصر التي تنتمي إلى المجموعة 17