როგორ უკავშირდება ელემენტის ვალენტური ელექტრონები პერიოდულ ცხრილში მის ჯგუფს?

1869 წელს დიმიტრი მენდელეევმა გამოაქვეყნა ნაშრომი სახელწოდებით "ელემენტების თვისებების მათ ატომურ წონებთან ურთიერთობის შესახებ". იმ ნაშრომში ის აწარმოეს ელემენტების შეკვეთილი განლაგება, ჩამოთვალეს ისინი წონის ზრდის შესაბამისად და დაალაგეს ჯგუფებად, მსგავსი ქიმიური ნივთიერებების საფუძველზე თვისებები. მიუხედავად იმისა, რომ მრავალი ათწლეული დარჩა ატომური სტრუქტურის დეტალების აღმოჩენამდე, მენდელეევის ცხრილში უკვე იყო ორგანიზებული ელემენტები მათი ვალენტობის თვალსაზრისით.

მენდელეევის დროს ფიქრობდნენ, რომ ატომები განუყოფელი, უნიკალური ერთეულებია. ზოგი უფრო მძიმე იყო, ვიდრე სხვები და გონივრული იყო ელემენტების შეკვეთა წონის გაზრდით. ამ მიდგომას ორი პრობლემა აქვს. პირველი, წონის გაზომვა რთული ამოცანაა და მენდელეევის მრავალი მიღებული წონა არ იყო სწორი. მეორე, აღმოჩნდა, რომ ატომური წონა ნამდვილად არ არის შესაბამისი პარამეტრი. დღევანდელი პერიოდული ცხრილები ათავსებენ ელემენტებს მათი ატომური რიცხვის მიხედვით, რაც წარმოადგენს ბირთვში პროტონის რაოდენობას. მენდელეევის დროს პროტონები ჯერ არ იყო აღმოჩენილი.

მენდელეევმა დაწერა, რომ "ატომური წონის მიხედვით განლაგება შეესაბამება ელემენტის ვალენტობას და გარკვეულწილად სხვაობას ქიმიურ ქცევაში. "ვალენტობა, მენდელეევის გაგებით, იყო ელემენტის შესაძლებლობის მითითება სხვა ელემენტები. მენდელეევმა ატომური წონის თანმიმდევრობა გააერთიანა საერთო ვალენტურობით და მაგიდაზე ელემენტების ორგანიზება მოახდინა. ესე იგი, მან ჯგუფებში მოაწყო ელემენტები მათი ქიმიური მახასიათებლების შესაბამისად. იმის გამო, რომ ეს თვისებები ხშირად მეორდება, შედეგი იყო პერიოდული ცხრილი, რომელშიც თითოეული ვერტიკალური სვეტი, რომელსაც ეწოდება ჯგუფი, შეიცავს ელემენტებს მსგავსი მახასიათებლებით და თითოეული ჰორიზონტალური მწკრივი, რომელსაც ეწოდება პერიოდი, აწყობს ელემენტებს წონის მიხედვით, იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ და ზემოდან ქვედა

მენდელეევის პირველი პერიოდული ცხრილიდან დაახლოებით 50 წლის შემდეგ, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს რომ ატომი აშენდა ბირთვის გარშემო დადებითად დამუხტული პროტონებითა და ნეიტრალური ნეიტრონებით - ორივე შედარებით მძიმე. დადებითად დამუხტული ბირთვი გარშემორტყმულია უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების ღრუბლით. პროტონის რაოდენობა - რომელსაც ასევე ატომურ რიცხვს უწოდებენ - როგორც წესი, ემთხვევა ელექტრონების რაოდენობას. გამოდის, რომ ელემენტს ელექტრონების რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსაზღვრავს მის ქიმიურ თვისებებს. ასე რომ, პერიოდულ ცხრილში სათანადო წესრიგი განისაზღვრება ელექტრონების რაოდენობით და არა წონით, როგორც მენდელეევმა თავდაპირველად შემოგვთავაზა.

ელექტრონის ღრუს მიმდებარე ღრუბლებში ელექტრონები განლაგებულია შრეებად, რომლებსაც გარსი ეწოდება. თითოეულ გარსს აქვს ელექტრონების გარკვეული რაოდენობა, რომლის ფლობაც შეუძლია. თითოეული გარსის შევსებისას ემატება ახალი გარსი, სანამ ყველა ელექტრონს არ აღრიცხავს. ელექტრონებს უკიდურეს გარსში ელექტრონული ელექტრონები ეწოდება, რადგან სწორედ მათი ურთიერთქმედება განსაზღვრავს ელემენტის ქიმიურ თვისებებს. სვეტები, რომლებიც შეიქმნა ელემენტების ჯგუფში მსგავსი ქიმიური თვისებებით, აღმოჩნდება ზუსტად იგივე სვეტები, რომლებიც განისაზღვრება ვალენტური ელექტრონების რაოდენობით. 1A ჯგუფის ელემენტებს აქვთ მხოლოდ ერთი ვალენტური ელექტრონი და თითოეული ჯგუფის A სვეტი მარჯვნივ ამატებს კიდევ ერთ ვალენტურ ელექტრონს. ორგანიზაცია ოდნავ ბუნდოვანი ხდება B ჯგუფის ელემენტებთან, მაგრამ თითოეული მათგანი ასევე დაჯგუფებულია ვალენტური ელექტრონების რაოდენობით.