شرح درس الجدول الدوري الحديث
علم الكيمياء هو علم قائم بذاته، يهتم بالعناصر الموجودة في الطبيعة بصفة عامة، كما يهتم بالخصائص الكيميائية والفيزيائية لجميع هذه العناصر بصة خاصة، ويعتبر الجدول الدوري السبيل الذي يمهد معرفة العناصر الموجودة في الطبيعة ويسهل دراستها؛ لذلك يتطلب معرفته قدر الإمكان، وللمزيد تابع السطور التالية.
ما هو الجدول الدوري الحديث
هو جدول كيميائي يضم 118 عنصر، منهم 92 عنصر موجودين في الطبيعة أما بالنسبة لباقي العناصر فيتم تحضيرها معمليا، ولم يتواجد الجدول الدوري كما بالشكل الحالي له، ولكنه مر بالعديد من التطورات على مر تاريخ الكيمياء، ومن مراحل تطور الجدول الدوري:
المرحلة الأولى من الجدول الدوري الحديث
- كانت أولى المحاولات من العالم الفرنسي أنطوان لافوازييه، والذي قام بوض العناصر التي لا يمكن تقسيمها إلى مواد أصغر في جدول مثل أكسيد الماغنسيوم.
- عقبة العالم جون دالتون الذي وضع جدول تترتب فيه العناصر اعتماداً على كتلها الذرية.
- جاء العالم همفري ديفي، ليكمل ما قام به أنطوان لافوازييه، حيث قسم كل من عنصر الصودا والبوتاس، وحصل في النهاية على عنصري الصوديوم والماغنسيوم، الذي لاحظ التشابه الكبير بينهم في الخواص.
- قام أحد العلماء الفرنسيين بوضع نظام يساعد في ترتيب العناصر بواسطة كتلتها الذرية، وحدد ما يقارب 60 عنصر ورتبهم في جدول اعتماداً على كتلهم الذرية.
شاهد أيضًا: ما الكسور التي في أبسط صورة؟ وما أنواع الكسور
المرحلة الثانية من الجدول الدوري
- جاء العالم مندليف وقام بترتيب العناصر في جدول على حسب أوزانها الذرية، كما خصص أماكن في جدولة للعناصر التي لم يتم إكتشافها بعد، كما قام بوضع العناصر المتشابهة في خواصها في مجموعات.
- قام العالم ويليام رامزي، بإكتشاف العناصر النبيلة والتي تعرف بالغازات الخاملة.
المرحلة الثالثة من الجدول الدوري
- في هذه المرحلة قام العالم موزلي بإكتشاف أن هذه العناصر يتم ترتيبها على أساس العدد الذري وليس على أساس الوزن الذري، وذلك أثناء دراسته للخواص السينية لبعض العناصر، قام بتحديد مجموعتين اللانثانيدات والأكتنيدات أسفل الجدول الدوري، وتم ترتيب العناصر المتشابهة في مجموعات أفقية.
- يتكون الجدول الدوري الحديث من 7 دورات أفقية.
شاهد أيضًا: تمكن موزلي من تطوير الجدول الدوري حسب الأعداد الكتلية
تقسيم الجدول الدوري الحديث
يتكون الجدول الدوري الحديث من 18 مجموعة رأسية، و7 دورات أفقية، ويتم ترقيم المجموعات بطريقتين مختلفتين، هما الترقيم التقليدي والترقيم الحديث، كما ينقسم إلى أربع فئات مختلفة، هي كالآتي:
أولاً الفئة S
- يتوجد أقصى يسار الجدول الدوري.
- تتكون من مجموعتين مختلفتين.
- ويتميز أرقام المجموعة بالحرف A، وتضم كلاً من 1A، 2A.
ثانيا الفئة P
- تتواجد هذه الفئة أقصى يمين الجدول الدوري، وتتكون من 6 مجموعات مختلفة.
- تتميز كذلك عناصر هذه الفئة بالرمز A، ماعدا عناصر المجموعة الصفرية أو الغازات الخاملة التي تأخذ رقم( 18).
- تبدأ هذه المجموعة من 3A، أو( 13) وتنتهي بالمجموعة الصفرية.
ثالثاً عناصر الفئة d
- تتواجد في وسط الجدول الدوري، حيث تتكون من 10 مجموعات رأسية.
- تتميز عناصر هذه الفئة بالحرف B، وذلك باستثناء المجموعة الثامنة والتي تشمل 3 أعمدة رأسية، وتوضع هذه الأعمدة في مجموعة واحدة نظرا لوجود تشابه كبير بين عناصرها في الخواص.
- تبدأ هذه الفئة بالمجموعة 3B أو المجموعة 3، وتنتهي بالمجموعة 2B والتي تكون بالترقيم الحديث المجموعة 12.
- تعرف عناصر هذه المجموعة بالعناصر الانتقالية، والتي تفصل بين كل من الفئة S والفئة P.
رابعاً عناصر الفئة F
- توجد هذه العناصر أسفل الجدول الدوري وتتميز إلى سلسلتين هما الأكتينيدات و اللانثانيدات.
تعرف أيضاً على: اذاعة مدرسية عن الاخلاق الحميدة
أهمية الجدول الدوري الحديث
الجدول الدوري الحديث والذي يضم العناصر الموجودة في القشرة الأرضية، عددها 118 عنصر، يسهل على الدارسين وجود العناصر في مكان واحد حتي يسهل دراستها جميعاً، ومن أهمية الجدول الدوري بالنسبة لعلماء الكيمياء وغيرهم من المهتمين بدراسة الكيمياء في معرفة الآتي:
- التفاعلات الكيميائية ونشاط العناصر، والتي من الممكن أن تدخل فيها العناصر الموجودة في الجدول الدوري.
- مواضع العناصر في الجدول الدوري عن طريق معرفة كل من المجموعة والدورة الموجود بها العنصر.
- الخواص الكيميائية والفيزيائية للعناصر.
- التعرف على العدد الذري وعدد الإلكترونات الخاصة بكل عنصر.
أنواع العناصر الموجودة في الجدول الدوري
يحتوي الجدول الدوري على بعض العناصر التي تحمل صفات متقاربة، لذلك يتم تصنيفها ضمن فئات العناصر ومنها:
- الانتقالية الرئيسية: وهي تشمل عناصر الفئة d، والتي تبدأ من الدورة الرابعة في الجدول الدوري.
- الانتقالية الداخلية: وهي تشمل الفئة f، والتي تتواجد أسفل الجدول الدوري، تتكون من سلسلتين من العناصر.
- النبيلة: وهي التي تعرف أيضاً بالغازات الخاملة، وتتميز بإمتلاء مستويات الطاقة بالإلكترونات، لذلك فهي لا تشارك أو تفقد أو تكتسب ذرات، فلا تدخل في أي نوع من أنواع التفاعل الكيميائي، وهي توجد ضمن الفئة p الموجودة أقصى يمين الجدول الدوري.
شاهد أيضًا: النقاط في الجدول أدناه تقع على خط مستقيم ميله يساوي
خواص عناصر الجدول الدوري الحديث
- معظم العناصر المكونة للجدول الدوري توجد على هيئة معادن.
- تعرف الصفوف الأفقية في الجدول الدوري باسم دورات، والصفوف الرأسية بمجموعات.
- في المجموعة الواحدة في الجدول الدوري، تتشابه الخواص بين العناصر كما تتفق العناصر في عدد إلكترونات مستوى الطاقة الأخير.
- الدورات في الجدول الدوري الحديث تنتهي بأحد الغازات الخاملة.
- يحتوي على فلزات ولافلزات يفصل بينهم عناصر أشباه الفلزات.
تدرج الخواص في الجدول الدوري الحديث
تتواجد بعض الخواص التي تتميز بها الفئات التي تحمل الحرف A، وهي كالآتي:
خاصية الحجم الذرى
- حيث يتم قياس ومعرفة الحجم الذري وذلك بمعلومية نصف قطر الذرة والذي يقاس بوحدة البيكومتر.
- في الدورة الواحدة يقل الحجم الذري بزيادة العدد الذري، وذلك بسبب زيادة قوة جذب النواة لإلكترونات مستوى الطاقة الأخير.
- لذا فأن الحجم الذري يتناسب عكسيا مع العدد الذري في الدورة الواحدة.
- في المجموعة الرأسية، يزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري وذلك كلما اتجهنا إلى أسفل، بسبب زيادة عدد مستويات الطاقة المشغولة بالإلكترونات.
- تكون العلاقة طردية بين العدد الذري و الحجم الذري في المجموعة الواحدة.
خاصية السالبية الكهربية
- وهي التي تعني قدرة الذرة على جذب إلكترونات الرابطة الكيميائية نحوها.
- يمتلك كل عنصر قيمة سالبيه كهربية مختلفة عن غيره من العناصر.
- يتم تقسيم العناصر على أساس السالبية الكهربية إلى: مركبات قطبية، مركبات غير قطبية و مركبات أيونية.
شاهد أيضًا: بحث عن الكيمياء في الطب
تدرج الخاصية الفلزية واللافلزية في الجدول الدوري
يتكون الجدول الدوري من فلزات، لا فلزات، وأشباه فلزات وغازات خاملة، وتعتبر الخاصية الفلزية واللافلزية مميزة للعناصر والتي تتأثر بالعدد والحجم الذري، وتتدرج بين العناصر كالآتي:
في الدورة الواحدة
- تبدأ كل دورة بفلز قوي ماعدا الدورة الأولى.
- بزيادة العدد الذري في الدورة الواحدة( من اليسار إلى اليمين) تقل الخاصية الفلزية حتى نصل إلى أشباه الفلزات.
- بعدها يبدأ ظهور عناصر اللافلزات، وتزداد الخاصية الفلزية بزيادة العدد الذري في الدورة الواحدة وذلك حتى نصل في النهاية إلى الغازات الخاملة.
في المجموعة الواحدة
- تزداد الخاصية الفلزية في المجموعة الواحدة( من أعلى إلى أسفل)، وذلك بسبب زيادة الحجم الذري للعناصر الفلزية مما يزيد من سهولة فقد إلكترونات مستوى الطاقة الأخير.
- في المجموعة الواحدة تناسب كل من العدد الذري و الخاصية الفلزية طردياً، بزيادة العدد الذري في المجموعة الواحدة تزداد الخاصية الفلزية للعناصر.