جدول تناوبی یا همان جدول مندلیف پایه و اساس علم شیمی به حساب می آید. عناصر پایه و اساس جدول تناوبی می باشند. این جدول به نام ابداع کننده روسی اولیه آن جدول مندلیف نیز خیلی از اوقات شناخته می شود.
جدول امروز شامل حدود یکصد و هیجده عنصر است که با توجه به افزایش عدد اتمی منظم مرتب در جدول تناوبی بر اساس خواص شیمیایی قرار گرفته اند که به همین دلیل نیز به آن جدول تناوبی اطلاق می شود.
در این مقاله به تاریخچه کشف و ویژگی شیمیایی گروه بندی های این جدول به طور اجمالی می پردازیم.
فهرست مطالب این نوشته:
تاریخچه جدول تناوبی:
زمانی که ارسطو فیلسوف بزرگ یونانی نظریه خود (نظریه چهار عنصری) مبنی بر اینکه همه مواد از چهار عنصر آب، باد، خاک و آتش درست شده اند را مطرح کرد، زمان شکوفه زدن تئوری عناصربود که به 3000 سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد. جرقه شروع مطالعه بر روی خواص مواد از همین زمان آغاز شد.
کیمیاگری به اسم برند هیننگ در سال 1648 در میان تحقیقات خود برای یافتن سنگ کیمیا، اولین عنصر را کشف کرد که سنگی سفید و درخشان بود. او نام این عنصر را فسفر گذاشت.
لاوازیه:
لاوازیه اولین فردی بود که ده ها عنصر را بر اساس خواص و ویژگیهاشون طبقه بندی کرد. در طبقه بندی لاوازیه عناصر در چهار گروه گازها، فلزات، غیرفلزات و عناصر زمین قرار گرفتند. دسته بندی لاوازیه را می توان به عنوان موثرترین گام در فعالیت دانشمندان دیگر در زمینه عناصر دانست.
در سال 1829 یوهان دوبرینر به کشف جالبی رسید. او وقتی سه عنصر لیتیم، سدیم و پتاسیم را بر اساس خصوصیات مشابه در یک گروه جای داد متوجه شد می تواند با مقایسه عنصرهای کناری به خواص عنصر میانی برسد. و اما جان نیوزلندی کسی بود که عناصر را بر طبق شباهت در جرم اتمی به هفت گروه با نام قانون اکتاها دسته بندی کرد.
شاهکار مندلیف:
مندلیف کسی بود که در شیمی در تنظیم جدول تناوبی غوغا به پا کرد. او هر عنصر و خواص مربوط به آن را روی کارت هایی نوشت و همه ی این کارت ها را به دفعات مختلف با توجه به خصوصیات مختلفشان به حالت های مختلف کنار هم قرار داد و سرانجام به این قانون مهم رسید، عناصر بر اساس افزایش جرم اتمی به گروه های مشخصی تقسیم می شوند.
در این گروه بندی در هر ستون خصوصیات شیمیایی عنصرها یکسان است و هر سطر عنصرها بر اساس افزایش جرم اتمی مرتب شده اند. مندلیف قانون تناوب خود را اولین بار در سال 1869 به انجمن شیمی- فیزیک پترزبورگ ارائه کرد. این دانشمند بزرگ روی شاهکار خود بیست سال کار کرد.
دلیل شهرت جدول مندلیف:
علت اصلی شهرت جدول مندلیف این بود که این جدول همه عناصر حتی عناصری که تا آن زمان کشف نشده بودند را نیز در خود جای می داد. گالیم اولین عنصری بود که در جدول مندلیف جای خالی داشت و او نام این عنصر را اکا آلومینیم یعنی شبیه آلومینیم گذاشته بود و بعد از کشف شدن در جایگاه خود قرار گرفت.
همچنین اسکاندیم و ژرمانیوم که بعد از کشف شدن در جاهای خالی خود در جدول مندلیف قرار گرفتند. تنها گازهای نجیب بودند که مندلیف حتی وجود آن ها را پیش بینی نکرده بود اما این گازها خیلی منطقی بعد از کشفشان در سال های 1898-1892 جای خود را در جدول او پیدا کردند.
نکته دیگر اینکه برای مندلیف چیدن عناصر در یک گروه بر اساس خصوصیات شیمیایی یکسان به طبقه بندی آن ها بر طبق افزایش جرم اتمی ارجحیت داشت. این نظر مندلیف در قرار دادن تلوریم و ید بر خلاف جرم اتمیشان در جدول او کاملا مشهود است.
پیدایش جدول تناوبی کنونی:
40 سال بعد از کشف مندلیف جدول تناوبی یکبار دیگر دچار شوک جدیدی شد و این بار هنری موزلی بود که با انجام آزمایشات روی طیف پرتو ایکس عناصر توانست عدد اتمی آن ها را به دست آورد. موزلی با کشف این موضوع که هر عنصر عدد اتمی خاص خود را دارد جدول مندلیف را به جای افزایش عدد جرمی بر حسب افزایش عدد اتمی برای تمامی عناصر کشف شده تا آن زمان مرتب کرد.
در جدول موزلی نیز جای خالی برای عناصر کشف نشده وجود داشت و عدد اتمی، وزن اتمی و خصوصیات دیگر آن ها با توجه به هم گروه های خودشان مشخص می شد. ساختار جدول موزلی به شکل امروزی جدول تناوبی بسیار نزدیک است.
قانون تناوبی چیست ؟
مندلیف به این نتیجه مهم رسید که در جدول تناوبی با توجه به روند افزایشی جرم اتمی خصوصیات قابل اندازه گیری عناصر تحت تأثیر این روند نخواهد بود و این خواص به صورت متناوب گاهی افزایش و گاهی کاهش می یابد. قانون تناوبی یعنی خواص شیمیایی عناصر در جدول مندلیفی که براساس افزایش عدد اتمی مرتب شده است به طور تناوبی تکرار می شود.
ساختارجدول تناوبی عناصر:
جدول تناوبی شامل 7 ردیف (تناوب) و 18 گروه (ستون) می باشد که عناصر تشکیل دهنده هر گروه دارای خواص مشابه می باشند مثلا هالوژن ها که عناصر گروه هفتم هستند تقریبا دارای یک رفتار شیمیایی می باشند و همچنین عناصری که در یک ردیف هستند تعداد الکترون های ظرفیت (لایه آخر) یکسان دارند. اولین عنصر هر دوره یک فلز قلیایی و آخرین عنصر آن یک گاز نجیب می باشد.
تعداد پروتون های هر عنصر عدد اتمی آن می باشد. هیدروژن به عنوان اولین عنصر جدول تناوبی عدد اتمی یک را دارد. سنگینی عناصر با عدد اتمی آن ها تعریف می شود. عنصر سنگین تر به معنای بالا بودن تعداد پروتون های هسته آن عنصر است.
پلوتونیم با عدد اتمی 94 یکی از این عناصر است که در طبیعت وجود دارد اما اورانیم که از عناصر سنگین دیگر است باید در محیط آزمایشگاه و از برخورد هسته عناصر باهم به دست آید.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
