როგორ ხდება ელემენტების კლასიფიკაცია პერიოდულ ცხრილში

პერიოდული ცხრილი, რომელიც შეიცავს ბუნებრივად წარმოშობილ და შეშლილ ქიმიურ ელემენტებს, წარმოადგენს ქიმიის ნებისმიერი კლასის ცენტრალურ საყრდენს. კლასიფიკაციის ეს მეთოდი დომიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის მიერ დაწერილი სახელმძღვანელოთი თარიღდება 1869 წლიდან. რუსმა მეცნიერმა შეამჩნია, რომ როდესაც მან ატომური წონის გაზრდის მიზნით ცნობილ ელემენტებს დაწერა, მას ადვილად შეეძლო მათი დალაგება მწკრივებად მსგავსი მახასიათებლების საფუძველზე. საოცარია, რომ მსგავსება იმდენად გამორჩეული იყო, რომ მენდელეევს შეეძლო დაეტოვებინა სივრცე რამდენიმე დაუდგენელი ელემენტისთვის თავის პერიოდულ კლასიფიკაციაში.

პერიოდულ სისტემაში ელემენტი განისაზღვრება მისი ვერტიკალური ჯგუფითა და ჰორიზონტალური პერიოდით. თითოეული პერიოდი, დანომრილი ერთიდან შვიდი, შეიცავს ატომური რიცხვის მზარდ ელემენტებს. მენდელეევის ორიგინალური ჩამონათვალისგან განსხვავებით, თანამედროვე პერიოდული სისტემა ემყარება ატომურ რიცხვს, ან პროტონის რაოდენობას ელემენტის ატომურ ბირთვში. პროტონის ნომერი არის ელემენტების ორგანიზების ლოგიკური არჩევანი, ვინაიდან პროტონები განსაზღვრავენ ატომის ქიმიურ იდენტობას, ატომური წონა განსხვავდება ატომური იზოტოპებისგან. თვრამეტი სვეტი პერიოდულ ცხრილშია, რომლებიც ჩვეულებრივ ჯგუფებად მოიხსენიება. თითოეული ჯგუფი შეიცავს რამდენიმე ელემენტს, რომლებსაც აქვთ მსგავსი ფიზიკური თვისებები მათი ძირითადი ატომური სტრუქტურის გამო.

ატომი არის მატერიის ყველაზე მცირე დაყოფა, რომელიც ინარჩუნებს მის იდენტურობას, როგორც ქიმიურ ელემენტს; ეს არის ცენტრალური ბირთვი, რომელიც გარშემორტყმულია ელექტრონული ღრუბლით. ბირთვს აქვს დადებითი მუხტი პროტონის გამო, რომელიც იზიდავს პატარა, უარყოფითად დამუხტულ ელექტრონებს. ელექტრონები და პროტონები ნეიტრალური ატომისთვის ტოლია რიცხვით. ელექტრონები ორგანიზებულია ორბიტალებად ან გარსებად კვანტური მექანიკის პრინციპების გამო, რაც ზღუდავს ელექტრონულ რაოდენობას თითოეულ გარსში. ატომებს შორის ქიმიური ურთიერთქმედება ჩვეულებრივ გავლენას ახდენს მხოლოდ გარეთა ელექტრონებში, რომლებსაც ეწოდება ვალენტური ელექტრონები. თითოეულ ჯგუფის ელემენტებს აქვთ იგივე რაოდენობის ვალენტური ელექტრონები, რის გამოც ისინი ანალოგიურად რეაგირებენ სხვა ატომების ელექტრონების მოპოვების ან დაკარგვისას. ელექტრონული გარსი იზრდება ზომით, რაც იწვევს პერიოდული სისტემის მზარდი პერიოდის ზომას.

პერიოდული სისტემის უკიდურეს მარცხენა მხარეს მოიცავს ძლიერ რეაქტიული ლითონების ორ ჯგუფს. წყალბადის გარდა, პირველი სვეტი შედგება რბილი, გამოუყენებელი ტუტე ლითონებისაგან. ამ ლითონებს აქვთ მხოლოდ ერთი ელექტრონი ვალენტურ გარსში, რომელიც ქიმიური რეაქციების დროს ადვილად გადაეცემა სხვა ატომს. აფეთქებული რეაქტიულობის გამო, როგორც ჰაერში, ასევე წყალში, ტუტე ლითონები იშვიათად გვხვდება მათი ელემენტარული ფორმით ბუნებაში. მეორე ჯგუფში, ტუტე მიწის მეტალებს აქვთ ორი ვალენტური ელექტრონი, რაც მათ ოდნავ მკაცრად და ნაკლებად რეაქციულად აქცევს. ამასთან, ეს მეტალები ჯერ კიდევ იშვიათად გვხვდება ელემენტარული ფორმით.

პერიოდული სისტემის ელემენტების უმრავლესობა კლასიფიცირდება როგორც ლითონები. გარდამავალი ლითონები მაგიდის ცენტრში მდებარეობს და მოიცავს ჯგუფებს სამიდან 12 – ის ჩათვლით. ეს ელემენტები მყარია ოთახის ტემპერატურაზე, გარდა ვერცხლისწყლისა, და ლითონებისაგან აქვს მეტალის ფერი და მოქნილობა. იმის გამო, რომ ვალენტული გარსი ძალიან იზრდება, გარდამავალი ლითონების ნაწილი ამოღებულია პერიოდული ცხრილიდან და ემატება სქემის ბოლოში; ეს ცნობილია როგორც Lanthanides და Actinides. პერიოდული სისტემის ფსკერთან ახლოს გარდამავალი მრავალი ლითონი იშვიათი და არასტაბილურია.

პერიოდული ცხრილის მარჯვენა მხარეს, უხეში დიაგონალური ხაზი ყოფს მარცხნივ მეტალებს მარჯვნივ, არამეტალებისაგან. ამ ხაზში მოთავსებულია მეტალიიდები, მაგალითად, გერმანიუმი და დარიშხანი, რომლებსაც აქვთ მეტალის თვისებები. ქიმიკოსები ამ გამყოფი ხაზის მარჯვნივ მოცემულ ყველა ელემენტს კატეგორიაში ადგენენ არამეტალებად, გარდა მე –18 ჯგუფისა, რომელიც მდებარეობს მემარჯვენეზე. ბევრი არამეტალი გაზურია და ყველა გამოირჩევა ელექტრონების მოპოვებისა და ვალენტური გარსის შევსების ტენდენციით.

პერიოდული ცხრილის მარჯვენა მხარეს, მე -18 ჯგუფი მთლიანად აირებისგან შედგება. ამ ელემენტებს აქვთ სრული ვალენტური გარსი და ელექტრონები არც მოიპოვებენ და არც კარგავენ. შედეგად, ეს გაზები არსებობს თითქმის მხოლოდ ელემენტარული ფორმით. ქიმიკოსები მათ კლასიფიცირებენ კეთილშობილ ან ინერტულ გაზებად. ყველა კეთილშობილი გაზები არის უფერო, უსუნო და არარეაქტიული.