كيف يتم تصنيف العناصر في الجدول الدوري

يعتبر الجدول الدوري ، الذي يحتوي على جميع العناصر الكيميائية الطبيعية والمجنونة ، الركيزة الأساسية لأي فصل دراسي في الكيمياء. يرجع تاريخ طريقة التصنيف هذه إلى كتاب مدرسي من عام 1869 كتبه ديمتري إيفانوفيتش مندليف. لاحظ العالم الروسي أنه عندما كتب العناصر المعروفة من أجل زيادة الوزن الذري ، يمكنه بسهولة فرزها إلى صفوف بناءً على خصائص متشابهة. بشكل مثير للدهشة ، كانت أوجه التشابه مميزة جدًا لدرجة أن Mendeleev كان قادرًا على ترك مساحات للعديد من العناصر غير المكتشفة في تصنيفه الدوري.

في الجدول الدوري ، يتم تحديد العنصر من خلال مجموعته العمودية والفترة الأفقية. تحتوي كل فترة ، من رقم واحد إلى سبعة ، على عناصر ذات عدد ذري ​​متزايد. على عكس القائمة الأصلية لمندليف ، يعتمد الجدول الدوري الحديث على العدد الذري ، أو عدد البروتونات في نواة العنصر الذرية. رقم البروتون هو اختيار منطقي لتنظيم العناصر ، حيث تحدد البروتونات الهوية الكيميائية للذرة ، بينما يختلف الوزن الذري باختلاف النظائر الذرية. يوجد ثمانية عشر عمودًا في الجدول الدوري ، ويشار إليها عادةً باسم المجموعات. تحتوي كل مجموعة على العديد من العناصر التي لها خصائص فيزيائية متشابهة بسبب تركيبها الذري الأساسي.

الذرة هي أصغر تقسيم للمادة يحافظ على هويتها كعنصر كيميائي ؛ إنها من نواة مركزية محاطة بسحابة إلكترونية. النواة لها شحنة موجبة بسبب البروتونات التي تجذب الإلكترونات الصغيرة سالبة الشحنة. الإلكترونات والبروتونات متساوية في العدد بالنسبة للذرة المحايدة. يتم تنظيم الإلكترونات في مدارات أو قذائف وفقًا لمبادئ ميكانيكا الكم ، والتي تحد من عدد الإلكترونات في كل غلاف. عادة ما تؤثر التفاعلات الكيميائية بين الذرات على الإلكترونات الخارجية في الغلاف الأخير فقط ، والتي تسمى إلكترونات التكافؤ. تحتوي العناصر في كل مجموعة على نفس عدد إلكترونات التكافؤ ، مما يجعلها تتفاعل بشكل مشابه عندما تكتسب أو تفقد إلكترونات إلى ذرات أخرى. تزداد قذائف الإلكترون في الحجم ، مما يتسبب في زيادة حجم الفترة الزمنية للجدول الدوري.

يتضمن الجانب الأيسر الأقصى من الجدول الدوري مجموعتين من المعادن شديدة التفاعل. باستثناء الهيدروجين ، يتكون العمود الأول من معادن قلوية ناعمة ولامعة. تحتوي هذه المعادن على إلكترون واحد فقط في غلاف التكافؤ ، والذي يمكن التبرع به بسهولة إلى ذرة أخرى في التفاعلات الكيميائية. بسبب تفاعلها المتفجر في كل من الهواء والماء ، نادرًا ما توجد الفلزات القلوية في شكلها الأولي في الطبيعة. في المجموعة الثانية ، تحتوي معادن الأرض القلوية على إلكترونين تكافؤين ، مما يجعلها أكثر صلابة وأقل تفاعلًا. ومع ذلك ، نادرًا ما توجد هذه المعادن في شكلها الأولي.

يتم تصنيف غالبية العناصر في الجدول الدوري على أنها معادن. تقع المعادن الانتقالية في وسط الجدول ، وتمتد على مجموعات من ثلاثة إلى 12. تكون هذه العناصر صلبة في درجة حرارة الغرفة ، باستثناء الزئبق ، ولها لون معدني وقابلية للتطويع المتوقعة من المعادن. نظرًا لأن أغلفة التكافؤ تنمو بشكل كبير جدًا ، يتم اقتباس بعض المعادن الانتقالية من الجدول الدوري وإلحاقها بأسفل المخطط ؛ هذه المعروفة باسم Lanthanides و Actinides. العديد من المعادن الانتقالية بالقرب من أسفل الجدول الدوري نادرة وغير مستقرة.

على الجانب الأيمن من الجدول الدوري ، يقسم خط قطري تقريبي المعادن الموجودة على اليسار من اللافلزات على اليمين. على امتداد هذا الخط توجد أشباه فلزات ، مثل الجرمانيوم والزرنيخ ، والتي لها بعض الخصائص المعدنية. يصنف الكيميائيون جميع العناصر الموجودة على يمين هذا الخط الفاصل على أنها غير فلزية ، باستثناء المجموعة 18 في أقصى اليمين. العديد من اللافلزات غازية ، وكلها ملحوظة لميلها لاكتساب الإلكترونات وملء غلاف التكافؤ الخاص بها.

المجموعة 18 ، في أقصى الجانب الأيمن من الجدول الدوري ، تتكون بالكامل من الغازات. هذه العناصر لها غلاف تكافؤ كامل ، ولا تميل إلى اكتساب أو فقدان الإلكترونات. نتيجة لذلك ، توجد هذه الغازات بشكل حصري تقريبًا في شكلها الأولي. يصنفها الكيميائيون على أنها غازات نبيلة أو خاملة. جميع الغازات النبيلة عديمة اللون والرائحة وغير متفاعلة.