بسیاری از عناصر مدت ها قبل از اینکه دوره تناوب عناصر توسط توسط دیمیتری مندلیف در سال 1869. مندلیف عناصر شناخته شده در آن زمان را به شکل جدولی مرتب کرد و یک الگو را تشخیص داد. با این کار او توانست وجود عناصری را که هنوز کشف نشده بودند پیش بینی کند.

از زمان های قدیم، فیلسوفان در مورد ترکیبات اساسی همه موادی که می توانند به روش های مختلف با هم ترکیب شوند و مواد مختلف را تشکیل دهند، حدس و گمان می کردند. اگرچه فیلسوفان باستان در تعیین زمین، آب، هوا و آتش به عنوان عناصر بنیادی طبیعت اشتباه می کردند، اما مفهوم اجزای اساسی ماده انگیزه ای را برای پیگیری علمی فراهم کرد.

در همین حال، ایده اجزای کوچک و غیرقابل تقسیم ماده، که دموکریتوس آنها را “اتم” یا اتم نامید، نیز توسط فیلسوفان باستان مطرح شد و پایه‌هایی را برای آنچه امروز کشف کرده‌ایم تنظیم کرد. کلمه “اتوموس” از پیشوند یونانی “a” به معنای “نه” و “tomos” به معنای “بریدن” گرفته شده است. بنابراین کلمه “اتم” به معنای غیرقابل برش.

سطرها و ستون ها چه چیزی را نشان می دهند؟

عناصر موجود در جدول تناوبی سطرها و ستون های خاصی نسبت به یکدیگر دارند. هر ستون گروهی از عناصر با مشابه است خواص شیمیایی. به عنوان مثال، هالوژن های ستون 17، همچنین به عنوان گروه 7A شناخته می شوند، عناصر گازی بسیار واکنش پذیر در دمای اتاق هستند. همچنین همه آنها عوامل اکسید کننده قوی هستند که با فلزات واکنش داده و نمک تشکیل می دهند.

در همین حال، ردیف ها به عنوان دوره های عناصر. آنها نمایانگر همان پوسته‌ها هستند و الکترون‌های ظرفیت از چپ به راست افزایش می‌یابند. هنگامی که یک پوسته به طور کامل پر شد، یک ردیف جدید شروع می شود. این الگو چندین بار تکرار می شود تا زمانی که همه عناصر لیست شوند.

پوسته ها و زیر پوسته ها چیست؟

هر یک پوسته الکترونی یک سطح انرژی است با فاصله ثابت از هسته هر کدام را می توان به اوربیتال و زیر مدار تقسیم کرد. آنها می توانند تعداد محدودی الکترون را در خود نگه دارند، همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است که چهار سطح انرژی اول را نشان می دهد. با افزایش سطح انرژی، تعداد الکترون هایی که نگه می دارد نیز افزایش می یابد.

سطوح انرژی یا پوسته های مختلف، در سطوح افزایشی، K، L، M و N هستند. آنها همچنین می توانند به عنوان اعداد رومی برچسب گذاری شوند: I، II، III، و IV. همانطور که در تصویر بالا می بینید، سطح انرژی اول حداکثر دو الکترون را در خود جای می دهد، سطح انرژی دوم، هشت. سطح سوم حداکثر 18 الکترون و سطح چهارم حداکثر 32 الکترون را در خود جای می دهد.

برچسب حروف (K، L، M و N) به چرخش اشعه ایکس اشاره دارد. این سطوح انرژی بر اساس طیف سنجی اشعه ایکس از عناصر استنباط شد. در همین حال، نام مداری; 1s، 2s، 2p، 3s، 3p، و غیره از نمادهای طیف سنجی که مربوط به فرکانس های الکترومغناطیسی یا انواع نور است که هر مداری ساطع می کند نامگذاری شده اند.

بر اساس حداکثر تعداد الکترون هایی که هر سطح انرژی یا پوسته الکترونی می تواند نگه دارد، می توانیم الگویی را استنباط کنیم که می توان آن را در یک فرمول ریاضی خلاصه کرد:

2(n²)

شما می توانید n را تعیین کنید^هفتم تعداد حداکثر الکترون هایی که یک پوسته می تواند بر اساس عدد ترتیبی خود نگه دارد. به عنوان مثال، لایه الکترونی سوم حداکثر می تواند نگه دارد 2 (3²) الکترون ها که 18 الکترون است. همانطور که در لایه های الکترونی به سمت بالا حرکت می کنید، می توانید یک لایه فرعی (اوربیتال) اضافه کنید. به عنوان مثال، پوسته اول فقط یک پوسته فرعی دارد که همان پوسته است س زیر پوسته، در حالی که پوسته دوم دارای س و پ زیر پوسته ها

چگونه موقعیت عناصر با خواص آنها ارتباط دارد؟

همانطور که قبلا ذکر شد، موقعیت یک عنصر در جدول تناوبی نشان دهنده ویژگی های آن بر اساس گروه و تناوب آن است. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، جدول تناوبی عناصر دارای 18 ستون (گروه) و دارای 7 ردیف (دوره) است. واکنش پذیری یک عنصر و تمایل آن به ترکیب با عناصر دیگر به گروه و دوره آن بستگی دارد. عناصر یک گروه یا گروه های مجاور با یکدیگر ترکیب نمی شوند و یک ترکیب تشکیل می دهند.

به عنوان مثال، در ستون اول، که فلزات قلیایی است، لیتیوم با سدیم واکنش نمی دهد و یک ترکیب تشکیل می دهد. با این حال، در یک واکنش جابجایی یا جابجایی دوگانه، سدیم به راحتی می تواند لیتیوم را جابجا کند، سدیم به راحتی توسط پتاسیم جابجا می شود و غیره. بنابراین، با پایین آمدن از ردیف بالا به ردیف پایین همان ستون، واکنش پذیری یک عنصر نسبت به سایر عناصر همان گروه افزایش می یابد.

برعکس، با رفتن از چپ به راست، واکنش پذیری عناصر کاهش می یابد. بر این اساس، می توانید ببینید که وقتی صحبت از بی اثرترین یا غیر فعال ترین عنصر به میان می آید، هیچ چیز به اندازه هلیوم که در سمت راست ترین و بالای جدول تناوبی قرار دارد، نمی شود. متعلق به ستون 18 یعنی گروه گازهای نجیب است.

دلیل اصلی واکنش نسبی عناصر، الکترون های ظرفیت مربوطه آنهاست. اگر بیرونی ترین لایه الکترونی دارای الکترون های ظرفیت ناقص باشد، مانند 7 الکترون ظرفیتی هالوژن ها، آنها تمایل به واکنش پذیری بیشتری دارند زیرا تمایل قوی تری به پذیرش الکترون دارند.

گروه های جدول تناوبی کدامند؟

جدول تناوبی عناصر دارد 18 گروه. هر گروه به دلیل عوامل متعددی دارای خواص مشابهی است که عبارتند از:

• تعداد الکترون های ظرفیت
• آرایش اوربیتال ها یا پیکربندی الکترون ها
• شعاع اتم
• الکترونگاتیوی

شما باید آن را به خاطر بسپارید الکترون ها آنهایی هستند که در پیوندهای شیمیایی نقش دارند در حالی که اعداد اتمییا تعداد پروتون ها، آنهایی هستند که خواص شیمیایی عناصر و در نهایت ترکیبات را تعیین می کنند. در همین حال، ساختار مولکولی یک ماده خواص فیزیکی آن را تعیین می کند.

در اینجا یک نمای کلی از تمام گروه های مختلف در جدول تناوبی آمده است:

• گروه 1 – فلزات قلیایی: این فلزات بسیار واکنش پذیر هستند و معمولاً به عنوان عناصر خالص در طبیعت وجود ندارند. اگرچه آنها هادی های الکتریکی خوبی هستند، اما به دلیل ماهیت واکنشی خود به عنوان اجزای الکتریکی یا الکترونیکی مفید نیستند.

• گروه 2 – فلزات قلیایی زمین: مانند فلزات قلیایی، برخی از این عناصر بسیار واکنش پذیر هستند و به ندرت به عنوان عناصر در طبیعت یافت می شوند. در عوض، آنها معمولاً در ترکیبات یا به عنوان عناصر کمیاب یافت می شوند. با این حال، برخی، مانند بریلیوم، کاربردهای تکنولوژیکی مستقیم دارند. به عنوان مثال، بریلیم با فلزات دیگر مانند مس یا نیکل مخلوط می شود تا آلیاژهای مفیدی را تشکیل دهد که می توان از آنها برای ساخت ژیروسکوپ، فنر و الکترودهای جوش نقطه ای استفاده کرد.

• گروه های 3 تا 12 – فلزات انتقالی: این فلزات رسانای خوبی برای الکتریسیته و گرما هستند. آنها همچنین به اندازه کافی چکش خوار و پایدار هستند تا در بسیاری از برنامه ها مورد استفاده قرار گیرند. برای قرن ها، بسیاری از این فلزات، مانند آهن و مس، نقش مهمی در توسعه تمدن ها و تکنولوژی داشته اند. طلا یکی از مهمترین فلزات از نظر ارزش اقتصادی برای انسان است.

• گروه 13 – گروه بور: به جز آلومینیوم، عناصر این گروه نسبتا کمیاب هستند و کاربردهای تکنولوژیکی متعددی دارند. به عنوان مثال، آلومینیوم یک فلز سبک وزن است که در ساخت هواپیما بسیار مفید است. از طرف دیگر، بور به عنوان یک محترقه سوخت موشک استفاده می شود.

• گروه 14 – گروه کربن: از نظر زندگی همانطور که می شناسیم، کربن مهمترین عنصر است. این گروه کمی متنوع است و حاوی عناصری مانند سیلیکون است که نیمه هادی است و در الکترونیک بسیار مفید است.

• گروه 16 – کالکوژن ها: اکسیژن مهمترین عنصر در این گروه از نظر حیات بیولوژیکی است. از سوی دیگر، گوگرد و سلنیوم نیز نقش مهمی در زندگی بیولوژیکی دارند، اما فقط به مقدار کمی.

• گروه 17 – هالوژن ها: این عناصر آنقدر واکنش پذیر هستند که به ندرت به عنوان عنصر در طبیعت یافت می شوند. آنها معمولاً با فلزات قلیایی ترکیب می شوند و نمک را تشکیل می دهند.

• گروه 18 – گازهای نجیب: این گازها از نظر شیمیایی بی اثر هستند، اما از راه های دیگر مفید هستند. به عنوان مثال، هلیوم در بالن ها استفاده می شود. عناصر دیگر مانند زنون و نئون در لامپ های رنگارنگ استفاده می شوند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد منابع شیمی سطح A برای کمک به شما در بازنگری و برای کسب اطلاعات در مورد مطالعه سطح A، مرکز منابع شیمی سطح A را بررسی کنید.