همان طور که می دانید عناصر زیادی در جهان وجود دارد. درواقع جهان هستی از عناصر و ترکیبشان با یکدیگر به وجود آمده است. جدول تناوبی راهنمای کامل شناخت عناصر است. کاربرد و استفاده از جدول تناوبی منجر به شناخت دقیق‌تر عناصر می‌شود. جدول تناوبی از گروه ها و دوره هایی (تناوب) تشکیل یافته است. از فواید جدول تناوبی این است که عناصر با خواص مشترک را در یک گروه قرار داده است. بنابراین با شناخت این گروه ها می توان به راحتی به خواص عناصر پی برد. جدول تناوبی راه خوبی برای شناسایی خواص فلزی و نافلزی عناصر و همین‌طور الکترونگاتیوی و خواص دیگر است. حفظ عناصر جدول تناوبی و موقعیتشان برای شیمیست ها امری مهم بوده و در بسیاری از مسائل شیمی به کار می آید. در ادامه با راهنمای کامل جدول تناوبی عناصر با ما همراه باشید.
نشریه علمی جهان شیمی فیزیک قبلا هم به بررسی جدول تناوبی و عناصر موجود در آن پرداخته است. برای اطلاع از خواص تمام عناصر جدول تناوبی می توانید به سایت نشریه علمی جهان شیمی فیزیک مراجعه نمایید. در این مقاله به بررسی جدول تناوبی عناصر به عنوان یک راهنمای کامل می پردازیم.
فهرست
تاریخچه جدول تناوبی
زمان شکوفایی تئوری عناصر مربوط به عصری می شود که ارسطو فیلسوف یونانی در ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در آن زندگی می کرد. ارسطو نظریه خود را با نام نظریه چهار عنصر مطرح نمود. مبنای نظریه ارسطو این بود که تمام مواد از چهار عنصر آب، باد، خاک و آتش به وجود آمده‌اند.
بعد ها در سال ۱۶۴۸ میلادی کیمیاگری به نام هیننگ موفق به کشف عنصر فسفر گشت. در ادامه دانشمندان دیگری موفق به کشف های مهم تری از عناصر و طبقه بندی آن‌ها شدند. اما اوج شاهکار طبقه بندی عناصر در کار دانشمندی به نام مندلیف نهاده شد.
کشف مندلیف
مندلیف نام دانشمندی بزرگ است که نه تنها در تنظیم جدول تناوبی بلکه کشفیات او در علم شیمی منحصر به فرد است. مندلیف عناصر و خواصشان را روی کارت هایی نوشت. او این کارت ها را به دفعات مختلف و بر اساس خصوصیات مختلفشان به حالت های گوناگونی در کنار هم قرار داده و مقایسه نمود.
مندلیف در نهایت قانون مهمی برای در کنار هم چیدن عناصر کشف نمود. او کشف کرد که می توان عناصر را بر مبنای افزایش جرم اتمی به گروه های مشخصی تقسیم نمود. عناصری که در یک گروه یا ستون از این جدول قرار داشتند، خصوصیات شیمیایی یکسانی هم داشتند. در هر سطر از این جدول نیز عناصر برمبنای افزایش جرم اتمی به ترتیب مرتب شده اند.
اوج خلاقیت و شاهکار مندلیف در این بود که وی در این جدول جای عناصر کشف نشده را نیز خالی گذاشت. به طوری که بسیاری از آن ها بعدها کشف شدند. مندلیف قانون تناوب را در سال ۱۸۶۹ برای نخستین بار به انجمن شیمی فیزیک پترزبورگ ارائه نمود. او بر روی شاهکار بی نظیر خود بیست سال وقت گذاشت.
جدول تناوبی عناصر چه ساختاری دارد
جدول تناوبی شامل ۷ ردیف یا تناوب است. این جدول ۱۸ گروه یا ستون از عناصر را شامل می شود. عناصر تشکیل دهنده هر گروه دارای خواصی مشابه هستند. از این گروه ها می توان برای درک بهتر به گروه هالوژن ها اشاره کرد که عناصر گروه هفتم هستند. عناصر موجود در این گروه، از لحاظ شیمیایی تقریبا دارای یک رفتار هستند.
عناصر یک دوره یا تناوب نیز که در یک ردیف قرار دارند، دارای تعداد الکترون های ظرفیت یکسانی هستند. هر دوره جدول تناوبی با یک فلز قلیایی آغاز شده و با یک گاز نجیب پایان می پذیرد.
طبقه بندی جدول تناوبی
گروه های جدول تناوبی
گروه های جدول تناوبی به یک ستون عمودی از جدول تناوبی اتلاق می شوند. عناصر موجود در یک گروه از لحاظ ویژگی و خصوصیات، در مقایسه با عناصر هم دوره و هم بلوک، نزدیکی بیشتری به هم دارند. مکانیک کوانتوم با بررسی ساختار های اتمی نشان داده است که عناصر یک گروه از آرایش الکترونی یکسانی در لایه ظریفت برخوردارند. واکنش های شیمیایی وابسته به الکترون های ظرفیت هستند. بنابراین ویژگی های شیمیایی عناصر هم گروه با ظرفیت یکسان نیز مشابه خواهد بود. جالب است به این نکته هم اشاره شود که هرچه عدد اتمی عناصر بالاتر رود، این مشابهت ها در گروه افزایش می یابد. به شباهت عناصر در یک دوره جدول تناوبی، همانندی افقی و در یک گروه جدول تناوبی، همانندی عمودی گفته می شود.
دوره های جدول تناوبی
به یک ردیف افقی از جدول مندلیف، دوره یا تناوب گفته می شود. درست است که عناصر موجود در یک گروه شباهت‌های زیادی داشته و از لحاظ واکنش های شیمیایی اهمیت بالایی دارند. اما بخش هایی از دوره های جدول تناوبی نیز هستند که از اهمیتی به مراتب بالاتر از گروه ها برخوردارند. عناصر بلوک F که لانتانیدها و اکتینیدها قرار دارند دو مجموعه افقی از عناصر جدول را شامل می شوند.
عناصر موجود در یک دوره از لحاظ شعاع اتمی، انرژی یونش، الکترون دوستی و الکترون خواهی خواص مشترکی را از خود نشان می دهند. شعاع اتمی در یک دوره جدول مندلیف از چپ به راست کاهش می یابد. از طرفی کاهش شعاع اتمی انرژی یونش را افزایش خواهد داد.
بلوک جدول تناوبی
همان طور که می دانید لایه آخر الکترونی یا لایه ظرفیت از اهمیت بالایی برخوردار است. در واقع این لایه است که به عنصر خواص واکنش پذیری ویژه می بخشد. جدول تناوبی را به بخش‌هایی وابسته به این لایه‌های الکترونی نیز تقسیم نموده اند. هر یک از این بخش ها را یک بلوک می نامند.
بلوک S
دو گروه نخست جدول مندلیف یعنی فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی و همین طور عناصر هیدروژن و هلیم در این بلوک از جدول تناوبی قرار گرفته اند.
بلوک p
این بلوک دربردارنده شش گروه آخر از جدول تناوبی است. گروه های ۱۳ تا ۱۸ نیز در این بلوک قرار می گیرند. تمامی عناصر شبه فلز و نافلز در بلوک p جای گرفته اند.
بلوک d
گروه های ۳ تا ۱۲ آیوپاک و تمام فلزات واسطه در این بلوک قرار گرفته اند.
بلوک f
عناصر بلوک f نیز در پایین قسمت اصلی جدول جای گرفته اند. بلوک f دربردارنده لانتانیدها و اکتینیدها است.
سخن آخر
جدول تناوبی مندلیف انقلابی در شناخت عناصر است. با این جدول می توان امکان یا عدم امکان بسیاری از واکنش های شیمیایی را پیش بینی و بررسی نمود. ما در نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به مطالعه و بررسی راهنمای کامل جدول تناوبی مندلیف پرداخته ایم. با بررسی این جدول می توانید به خواص بسیاری از عناصر شیمیایی پی برید.