كيف رتب العالم مندليف العناصر في الجدول الدوري

كتابة: alaa saad آخر تحديث: 17 يونيو 2022 , 13:52

كيف رتب العالم مندليف العناصر في الجدول الدوري

يعد الجدول الدوري وهو جدول طوره الكيميائي والمعلم الروسي ديمتري منديليف عندما بدأ في تدريس الكيمياء العضوية، لكنه لم يتمكن من العثور على كتاب يلبي احتياجاته التعليمية، لذلك نشر كتاب عن الكيمياء في عام 1861، كما بدأ في كتابة كتاب آخر وهو مبادئ الكيمياء في عام 1868، وهاتان المجموعتان من العناصر المختلفة التي لها أوجه تشابه في تطور الأوزان الذرية.

كما أنّ جميع العناصر الكيميائية المعروفة في الجدول الدوري مرتبة حسب المصفوفة العلمية، بحيث يتم ترتيبها من اليسار إلى اليمين، ومن أعلى إلى أسفل حسب الزيادة في العدد الذري، ويتوافق مع الزيادة في الكتلة الذرية، ويُطلق على مستوى الإلكترون المشغول في هذا العنصر والعناصر المرتبة في نفس العمود مجموعات لها تكوينات إلكترونية متوازنة ومتطابقة، وهذا هو السبب في أنها تتفاعل كيميائيًا بطريقة مماثلة.

أثبت منديليف أنه يمكن استخدام ترتيب الأوزان الذرية بعد دراسة التربة القلوية لترتيب العناصر داخل كل مجموعة، وكذلك لوضع المجموعات نفسها، ثم عمل على فهم الخصائص الكيميائية والفيزيائية للعناصر الكيميائية ومركباتها، والتي قادته إلى اكتشاف القانون الدوري الذي نشر قبل الجمعية الكيميائية الروسية في مارس 1869، وتم ترتيب هذه العناصر وفقًا لقيم أوزانها الذرية، وقد ساعده هذا القانون في إعداد جدول منهجي لجميع العناصر التي كانت معروفة في عصره.

رتبت العناصر في الجدول الدوري حسب

  • يتم ترتيب العناصر الكيميائية بترتيب زيادة العدد الذري.
  • تسمى الصفوف الأفقية بالنقاط والأعمدة الرأسية تسمى المجموعات.
  • العناصر في نفس المجموعة لها خصائص كيميائية متشابهة، هذا لأن لديهم نفس عدد الإلكترونات الخارجية ونفس التكافؤ.[2]

رتبت العناصر في الجدول الدوري

أول من وضع نسخة للجدول الدوري على حسب عددها الكتلي

أول من وضع نسخة للجدول الدوري على حسب عددها الكتلي هو هنري موسلي . بعد سنوات من البحث ، كان لدينا أخيرًا جدول دوري نجح بالفعل ، وحقيقة أننا ما زلنا نستخدمه اليوم هي شهادة على الإنجاز الهائل لهذه العقول والعديد من العقول العظيمة الأخرى في القرنين الماضيين من الاكتشافات العلمية.[3]

ما هو الجدول الدوري

يُعد الجدول الدوري هو عبارة عن مجموعة من الصفوف والأعمدة التي تتعامل مع الجدول الدوري، حيث يتعامل الكيميائيون بالفعل مع 118 عنصرًا كيميائيًا معروفًا (بعد إضافة أربعة عناصر جديدة في عام 2016) منذ 150 عامًا، ولا يزال ترتيب العناصر التي استخدمها منديليف في جدول ه الكيميائي مستخدمًا، لأن الجدول الدوري الحديث يبدأ بأبسطها ذرة وهي ذرة الهيدروجين.

كما يتم ترتيب العناصر الأخرى وفقًا لأعدادها الذرية (الرقم الذري هو عدد البروتونات الموجبة التي تحتويها الذرة) مع استثناءات قليلة، فإن ترتيب العناصر يتوافق تمامًا مع الزيادة في كتلة ذرات العناصر الكيميائية المتعاقبة، كما يحتوي الجدول الدوري الحديث على 7 صفوف (دورات) و 18 عمودًا، ويمثل كل منها 7 صفوف دورة، حيث يشير عدد كل دورة إلى عدد الإلكترونات في مستويات طاقتها.

وباعتبار عنصر الصوديوم كمثال يتبيّن أنه في الفترة الثالثة مما يعني أن ذرة الصوديوم تحتوي على إلكترونات ذات مستويات الطاقة الثلاثة الأولى فقط، وإذا نزلت قليلاً سترى أن الدورات أطول، لأنها تحمل المزيد من الإلكترونات التي تستهلك مستويات طاقة أكثر وأكثر تعقيدًا، لذا يعتبر العدد الذري من أهم الحوادث التي ساعدت على تطور الجدول الدوري.

نبذة عن حياة العالم مندليف

إنّ العالم مندليف هو ديمتري إيفانوفيتش مينديليف، عالم روسي ولد في 27 يناير 1834 في قرية توبولسك في سيبيريا، وتوفي في 20 يناير 1907 في سانت بطرس في روسيا، وأصاب والده بالعمى في نفس العام الذي ولدت فيه، وتوفي عام 1847، ولتلبية احتياجات الأسرة، كانت والدته تدير مصنع زجاج بسيط مملوك للعائلة، ولكن في عام 1848 احترق المصنع بالكامل، وذهبت والدة منديليف مع عائلته إلى سان بطرسبرج، حيث التحق منديليف بالمعهد التربوي، وبعد ذلك بوقت قصير توفيت والدته.

كما تخرج منديليف من المعهد وأصبح مدرسًا في عام 1855، والتحق بالمدرسة الثانوية في سيمفيروبول ولم يمكث هناك لمدة شهرين فقط ودرس في الخارج لمدة عامين، والتحق بجامعة هايدلبرغ، وهناك أسس منديليف مختبره الخاص في شقته في عام 1860، كما حضر مندليف مؤتمرًا كيميائيًا دوليًا لمناقشة بعض القضايا الكيميائية، مثل الصيغ الكيميائية، والرموز الكيميائية والوزن الذري، وفي هذا المؤتمر التقى منديليف بالعديد من الكيميائيين المشهورين في أوروبا، وتواصل معهم خلال السنوات التالية.

عاد مندليف إلى سان بطرسبرج وفي عام 1861، بعد حصوله على لقب أستاذ في جامعته وهناك تم تعيينه أستاذًا للتكنولوجيا الكيميائية بجامعة سانت بطرسبرغ واستمر في دراسته، كما يعتبر اكتشاف الجدول الدوري أحد أهم إنجازات ديمتري مندليف في عالم الكيمياء، ولا تزال الأنماط التي تتكرر في العديد من مجموعات العناصر الكيميائية التي اكتشفها مندليف قيد الدراسة حتى يومنا هذا، كما تتبيّن إنجازات مندليف الأخرى فيما يلي:

  • لم يقتصر نجاح مندليف على عالم الكيمياء، بل كان له إنجازات في عالم الفيزياء، وفي مجالات أخرى منها: أنّه أثبت أنّ السوائل تتمدد عند تعرضها للحرارة.
  • كما بيّن وحدّد درجة غليان المادة.
  • كان لدى مندليف أيضًا بصمات أصابع في عدة مجالات أخرى بما في ذلك الأرصاد الجوية والتنبؤ بالطقس وصناعات النفط والصناعات الكيماوية.
  • كما قدم العديد من الأبحاث في العديد من المجالات، ولا يزال مرجعًا معتمدًا حتى يومنا هذا.

تاريخ جدول مندلييف

بدأ العلماء في تصنيف وترتيب العناصر الكيميائية المعروفة قبل عام 1869، والتي كان عددها 63 عنصرًا بما في ذلك الذهب والفضة والقصدير والزئبق والنحاس والرصاص وتم اكتشاف العديد من العناصر على مدار 220 عامًا، وخلال هذه الفترة حدد العلماء العناصر الفردية.

كما تعلموا العديد من الخصائص الكيميائية الأخرى من خلال تعريض العناصر الفردية بشكل منهجي لمواد كيميائية مختلفة ومراقبة التفاعلات، كما يعتبر هذا هو السبب في أنها احتاجت إلى طريقة لتنظيم العناصر بطريقة مفيدة، وقد قدم العديد من العلماء بما في ذلك مندليف العديد من المساهمات الدورية المعروفة.

لماذا استمر الجدول الدوري الذي وضعه مندليف إلى الآن

لم يكن عالم منديليف أول من حاول تنظيم العناصر الكيميائية في جدول، ولكن كان هناك علماء سبقوه في ذلك، لأنهم صنفوا العناصر ذات الخصائص المتشابهة، ولكن الجديد في فكرة مندلييف التي لم يسبقها أحد، حيث أنّه كان متوقع زيادة العناصر الكيميائية في المستقبل وكان محقًا.

احتوى الجدول الدوري على 63 عنصرًا معروفًا للعلماء، واليوم يحتوي الجدول الدوري على 118 عنصرًا، وبما أن منديليف كان يعتقد أن هذه الزيادة ستحدث في المستقبل، فقد ترك العديد من الفجوات عندما اكتشف تركيب الجدول الدوري مثل عنصر الألومنيوم الذي لم يكن معروف في أي وقت لكن Mendeleev أفسح المجال له وتنبأ بخصائصه، بناءً على خصائص العناصر القريبة.

بشكل عام من خلال بحث عن نجاح مندليف في عالم الكيمياء يوجد تدرجًا جيدًا في الخواص الكيميائية والفيزيائية مع مرور الوقت، ولكن هناك العديد من الاستثناءات لهذه القاعدة العامة وهذا يجعل دراسة الكيمياء مجالًا مثيرًا مليئًا بالعديد من الأشياء غير المتوقعة، فالمعادن نفسها يمكن أن تتراوح من المواد الصلبة اللينة وليس لها لمعان، مثل الصوديوم والبوتاسيوم إلى مواد صلبة ولامعة مثل الكروم والبلاتين والحديد من ناحية أخرى.

كما تميل اللافلزات إلى أن تكون مواد صلبة أو غازات مثل الكربون والأكسجين (على التوالي) نظرًا لمظهرها، يصعب أحيانًا التمييز بين المعادن الخاملة وغير الفلزية الخاملة، وقد يبدو للشخص العادي أنه لا يوجد معدن صلب لامع أكثر من المعدن الناعم مثل الصوديوم، كما يتكرر الاتجاه الدوري من المعدن إلى اللافلزية مع كل دورة، وتميل العناصر داخل نفس المجموعة إلى مشاركة العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية المهمة.[1]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى