ترتب العناصر في الجدول الدوري بناء على كتلتها الذريه

ترتب العناصر في الجدول الدوري بناء على كتلتها الذريه

ترتب العناصر في الجدول الدوري بناء على كتلتها الذريه، إذ نشر ديميتري مندليف بالجدول الدوري عام 1869 أنَّ ترتيب العناصر يتم اعتمادًا على الكتلة الذرية للعنـصر، ففي وقتها لم تكن النواة مُكتشفة بعد ولم يتم فهم بنية الذرة الداخلية، ولكن بعد فهم البنية الخاصة وخصائص النواة تحديدًا تم الاعتماد في ترتيب عناصر الجدول الدوري على العدد الذري لكل عنصر، وسُمى بالجدول الدوري الحديث.[1]

ما معنى الكتلة الذرية

ببساطة تُعرف الكتلة الذرية على أنها المجموع الكُلي لكلاً من البروتونات، والنيوترونات، والإلكترونات في ذرة واحدة، والجدير بالذكر أنّ الكتلة الخاصة بالإلكترونات تكون ضعيفة للغاية مما يستدعي التغاضي عنها عند حساب الكتلة الذريَّة، يُرمز للكتلة الذرية بالرمز “u” كما يتساوى متوسط كتلة العنصر مع نظائره في الطبيعة.[2]

الكتلة الذرية للعناصر في الجدول الدوري

يصف الجدول التالي أول 50 عنصر اعتمادًا على العدد الذري والكتلة الذرية لكل عنصر:[1]

كيفية حساب الكتلة الذرية لذرة واحدة

• إيجاد العدد الذري للعنصر أو لنظيره.
• إيجاد عدد نيوترونات الذرة.
• جمع عدد البروتونات والنيوترونات.

إيجاد العدد الذري للعنصر أو لنظيره: يمكنك إيجاد العدد الذري للعنصر عن طريق معرفة عدد البروتونات للعنصر، وهو عدد ثابت لا متغير، مثلاً نجد العدد الذري لعنصر الأكسجين يساوي 8، وذلك لأنّ عدد بروتونات النواة لديه 8 بروتونات، لذا يمكن إيجاد العدد الذري للعنصر المراد حساب كتلته الذرية فوق رمز العنصر الكيميائي.

إيجاد عدد نيوترونات الذرة: لا تتساوى أعداد النيوترونات بين ذرات العنصر الواحد، فيمكن أن تتساوى البروتونات للذرات ولكن يختلف عدد النيوترونات لهما، إذ يمكنك حساب عدد النيوترونات من خلال النظير الخاص للعنصر، مثلاً عنصر كربون-14 هو النظير المشع للكربون-12 في الطبيعة، لذا يتم حساب النيوترونات في تلك الحالة عن طريق طرح أعداد البروتونات من عدد نظير العنصر لتكون كالتالي: 14 – 6 = 8 نيوترونات.

جمع عدد البروتونات والنيوترونات: تمثّل الخطوة الأخيرة للحصول على الكتلة الذرية للعنصر، على سبيل المثال إذا كانت ذرة الكربون تحتوي على 6 بروتونات + 6 نيوترونات = 12 للكتلة الذرية، وإذا كان النظير كربون-13، والبروتونات 6، ستكون المعادلة 6 بروتونات + 7 نيوترونات = 13 للوزن الذري للعنصر.[3]

متى يزداد العدد الذري

كلما اتجهنا نحو الأسفل في الجدول الدوري.

يُشـار للعدد الذري بالرمز “Z” وهو عدد البروتونات الكُلّي في النواة، حيثُ تضم ذرات العنصر الواحد نفس عدد البروتونات وكذلك نفس العدد الذري، بينما يختلف العدد الذري باختلاف العناصر، فمثلا العدد الذري لذرات عنصر الكربون يساوي 6، أمّا العدد الذري لعنصر الأكسجين يساوي 8 نظرًا لاختلاف عنصر الكربون عن الأكسجين.[4]

مجموعات الجدول الدوري

• العناصر القلوية.
• العناصر القلوية الترابيَّة.
• مجموعة البورون.
• مجموعة الكربون.
• مجموعة النيتروجين.
• مجموعة الأكسجين.
• مجموعة الهالوجينات.
• مجموعة الغازات النبيلة.

تتكوّن مجموعات الجدول الدوري في 18 صف عمودي، ينقسم الـ 18 صف لثمانية مجموعات على ترتيب رأسي، وعشرة مجموعات فرعية، وتتمثّل تلك المجموعات في الآتي:

العناصر القلوية: تتمثّل عناصر تلك المجموعة في الآتي “Li – Na – k – Rb – Cs – Fr”، تتميّز تلك العناصر بكونها مختزلة قوية، كما أن درجة انصهارها وكثافتها منخفضة، تعمل أيضًا على تكوين مجموعة أيونات أحادية، وتتفاعل بصورة كبيرة مع الهواء كما يفقدها الهواء لبريقها الخاص.

العناصر القلوية الترابيَّة: تظهر عناصر تلك المجموعة في الآتي “Ra – Ba – Sr – Ca – Mg – Be”، تتميّز مجموعة العناصر القلوية الترابية بأنها أشد صلابة وكثافة من مجموعة العناصر القلوية، كما أنها تعمل على تكويـن أيونات ثنائية.

مجموعة البورون: تظهر عناصر مجموعة البورون في “Tl – In – Ga – Al – B”، تعمل تلك المجموعة على تكوين أيونات ثلاثية بشحنة موجبة، كما تتمتّع أكاسيد مجموعة البورون بخصائصها الحمضية والقاعدية أيضًا.

مجموعة الكربون: تتمثّل عناصر مجموعة الكربون في الآتي “Pb – Sn – Ge – Si – C”، تميل تلك المجموعة للتأكسد خاصةً عنصر الكربون، كذلك يعد عنصر الرصاص شديد التأكسد وهو عنصر فلزي، على عكس عنصر الكربون اللافلزي، بينما يُعتبر عنصري السيلكون والجرمانيوم من أشباه الفلزات.

مجموعة النيتروجين: “Bi – Sb – As – P – N” تظهر تلك العناصر ضمن مجموعة النيتروجين، وتكوّن حالات من التأكسد بين -3 إلى +5، كما تتنوع العناصر بين الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات، على سبيل المثال البزموث وهو عنصر فلزي، أمّا عنصـري النيتروجين والفوسفور ضمن العناصر اللافلزية، وأخيرًا عنصـري الزرنيخ والأنتيمون ضمن أشباه الفلزات.

مجموعة الأكسجين: تظهر عناصرها الخمسة في الآتي “Po – Te – Se – S – O”، تتنوع عناصر مجموعة الأكسجين بين اللافلزات “أكسجين، كبريت، سلينيوم” وأشباه الفلزات “التوليريوم، البولونيوم”، كما تتراوح حالات التأكسد لتلك المجموعة بين -2 إلى +6.

مجموعة الهالوجينات: تتمثّل عناصر هذه المجموعة في الآتي “At – I – Br – Cl – F”، تمتلك تلك المجموعة خواص لا فلزيَّة قوية، كما أنها مؤكسدة جيدة ونجدها متفاعلة بشكل قوي مع العناصر الفلزية.

مجموعة الغازات النبيلة: تُعرف أيضًا تلك المجموعة بالمجموعة الصفرية، وتشمل عناصرها الآتي “Rn – Xe – Kr – Ar – Ne – He”، وتشتهر تلك العناصر بأنها خاملة كيميائياً.[5]

خصائص الجدول الدوري

• ينقسم الجدول الدوري لدورات ومجموعات، إذ تم إضافة المجموعات في الأعمدة الرأسية للجدول، بينما تم إضافة الدورات في عدة صفوف أفقية.
• يتكوّن الجدول الدوري من 118 عنصر، ولا يزال البحث عن عناصر أخرى جديدة مستمرًا.
• يتم تصنيف العناصر في الجدول الدوري تبعًا لأعدادها الذرية، ويقل حجم الذرة بالتحرك من اليسار إلى اليمين.
• تنقسم العناصر في الجدول الدوري ما بين “فلزات، لا فلزات، أشباه فلزات”.
• تتواجد العناصر المتشابهه في خصائصها في مجموعة واحدة، على سبيل المثال وجود عنصـر الليثيوم، والبوتاسيوم، والروبيديوم في أول مجموعة.
• كل دورة من الجدول الدوري تنتهي بعنصر نبيل أي خامل، إذ يمتلئ مداره الأخير بالإلكترونات.
• تمثّل عناصر الجدول الدوري مجموعة معادن قلوية، وأخرى معادن قلوية ترابية، فضلاً عن مجموعة من المعادن الأساسية والانتقالية.[6]

تطور الجدول الدوري الحديث

عندما وضع الكيميائي ديمتري مندليف الجدول الدوري للمرة الأولى قام ترتيب العناصر بالجدول الدوري على هيئة تقويم شهري، فتم تقسيم الصفوف على أنها الأسابيع، بينما أعمدة الجدول على أنها أيام الأسبوع، بينما الجدول الدوري الحديث ظهر مع بعض التعديلات إذ ضم الكثير من العناصر التي لم تكن معروفة من قبل، وتم كتابتها في صفوف بناءً على زيادة العدد الذري من ناحية اليسار نحو اليمين، أو من الأعلى نحو الأسفل، أُطلق على العناصر الموجودة في صف واحد بالدورة، بينما تُعرف عناصر العمود الواحد بالمجموعة.[7]

شيماء يوسف