الرقم الكتلي هو الأساس لترتيب العناصر في الجدول الدوري
رقم الكتلة هو أحد الأرقام التي تعبر عن العناصر الكيميائية ، حيث يمكن تعريف رقم الكتلة على أنه مجموع عدد البروتونات الموجبة والنيوترونات المتعادلة الموجودة داخل النواة.
ولكن فيما يتعلق بصحة المعلومات التي تفيد بأن الرقم الكتلي هو أساس ترتيب عناصر الجدول الدوري ، فهذه المعلومات غير صحيحة ، حيث يتم ترتيب الجدول الدوري على أساس العدد الذري.
يمكن القول أن النمط الذي يتم فيه ترتيب العناصر بناءً على العدد الذري في الجدول الدوري هو نمط تصاعدي يتكون على أساس الصقر في هذا العدد.
لذلك من المعروف أن الرقم الكتلي هو أساس ترتيب العناصر في الجدول الدوري خاطئ وتحتاج إلى تصحيحه بالقول إن الرقم الذري هو الأساس الذي يتم على أساسه ترتيب العناصر في الجدول الدوري.
تصنيف الجدول الدوري
سبق أن أوضحنا صحة العبارة القائلة بأن الرقم الكتلي هو أساس ترتيب عناصر الجدول الدوري ، والآن سنقدم تصنيف الجدول الدوري ، لأن العديد من العلماء صنفوا الجدول الدوري بناءً على مختلف العوامل ، وتشمل هذه التصنيفات ما يلي:
- صنف بريزيليوس الجدول الدوري على أساس المعادن واللافلزات.
- قام عالم منديليف بترتيب العناصر بناءً على ترتيبها التصاعدي ، بناءً على أوزانها الذرية ، ومن الممكن أن تكرر الخواص الكيميائية والفيزيائية نفسها في دورة واحدة.
- أما بالنسبة للعالم موزلي ، فقد رتب العناصر بترتيب تصاعدي على أساس الأعداد الذرية.
- يتم تقسيم العناصر الموجودة في الجدول الدوري بترتيب تصاعدي عن طريق ملء مستويات الطاقة الجزئية.
ترتيب الجدول الدوري
تم ترتيب الجدول الدوري على أساس علمي لأن العناصر الكيميائية في الجدول مرتبة من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل وفقًا للعدد الذري كما أوضحنا سابقًا.
ينقسم الجدول الدوري إلى صفوف وأعمدة. تسمى الصفوف الموجودة في الجدول دورات وتسمى الأعمدة الموجودة في الجدول الدوري مجموعات. يشير رقم فترة العنصر إلى أكبر مستوى يمكن أن يشغله الإلكترون.
أيضًا ، العناصر المرتبة في نفس العمود لها تركيبات إلكترونية متطابقة وبالتالي لها خصائص كيميائية متشابهة.
هناك بعض العوامل التي يستخدمها العلماء لتحديد طريقة ترتيب العناصر في الجدول الدوري ، وتشمل هذه العوامل ما يلي:
- كيفية ملء مدارات الطاقة بالإلكترونات.
- وجود الصقر في العدد الذري للعناصر.
- يوجد تشابه بين العناصر التي تحتوي على نفس عدد الإلكترونات لمدارات الطاقة الخارجية ؛ في الخواص الكيميائية.
خصائص العناصر في الجدول الدوري
بعد أن أوضحنا أن الرقم الكتلي هو أساس ترتيب العناصر في الجدول الدوري ، سنهتم بعرض خصائص العناصر الكيميائية ، حيث توجد أكثر من خاصية يمكن للعناصر الكيميائية في الجدول الدوري بواسطتها يتم التعرف عليها ، وتشمل هذه الخصائص ما يلي:
1- نصف قطر الذرة
توجد علاقة عكسية بين قيمة العدد الذري ونصف قطر الذرة ، حيث يتناقص نصف قطر الذرة في الدورات الأفقية لصقر العدد الذري باتجاه الجانب الأيمن من الجدول الدوري ، وذلك بسبب الشحنات الموجبة. نواة الصقر ، وكذلك قوى الجذب بين النواة والإلكترونات في المدار الأخير للذرة المعروفة بإلكترونات التكافؤ ، والتي تقلل من قطر الذرة.
2- جهد التأين لعنصر كيميائي
هناك علاقة طردية بين العدد الذري وقيمة جهد التأين ، لأن قيمة جهد التأين تزداد مع زيادة العدد الذري ، بسبب صغر قطر الذرة ، والصقر هو نسبة القوى الجاذبة بين إلكترونات التكافؤ والنواة.
يتم إعطاء قيمة جهد التأين في المجموعات الرأسية ، بالإضافة إلى عدد مستويات الطاقة ، من خلال العدد الذري للصقر ، نصف قطر الذرة.
3 – الخواص المعدنية واللامعدنية للمادة
الخصائص المعدنية وغير المعدنية هي إحدى الخصائص التي يمكن تصنيفها وفقًا لاتجاه الجدول الدوري على النحو التالي:
- الخاصية المعدنية للمادة: تزداد في المادة كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل الجدول ، على سبيل المثال ، في المجموعة A1 ، يمكن اعتبار الليثيوم أحد العناصر القليلة في الخاصية المعدنية.
وعلى نفس المنوال ، يمكن اعتبار عنصر السيزيوم أعلى عنصر كيميائي فلزي
- أما بالنسبة للخاصية غير المعدنية للمادة ، فإنها تتناقص تدريجياً ، كلما انتقلنا من الجانب الأيسر إلى الجانب الأيمن من الجدول الدوري لفترة واحدة.
4- كهرسلبية عنصر
تعتمد القدرة الكهربية للعناصر على العدد الذري للعناصر ، حيث تزداد في الدورات الأفقية وبالتالي تزيد الشحنة الإيجابية الفعالة للنواة والقوة الجاذبة.
كما يتناقص في المجموعات الرأسية بسبب زيادة العدد الذري بسبب صقر نصف القطر الذري ، وهناك تحفظ بين القوى الجاذبة للنواة ومستويات الطاقة المملوءة.
أنواع العناصر في الجدول الدوري
من أجل توضيح صحة العبارة رقم الكتلة ، والتي هي أساس ترتيب عناصر الجدول الدوري ، والتي تبين أنها خطأ متكرر ، سنناقش الآن أنواع العناصر في الجدول الدوري ، حيث يحتوي الجدول الدوري على سبع فترات موضوعة أفقيًا وهناك ثماني مجموعات رأسية تمثل عناصر المجموعة أ ، توجد عشر مجموعات رأسية تمثل عناصر الانتقال ، وفي أسفل الجدول الدوري توجد مجموعات اللانثانيد والأكتينيد.
يمكن تقسيم الجدول الدوري إلى أربع مجموعات وتحمل كل مجموعة أبجدية وهذه الأحرف كالتالي: S و P و D و F.
تنقسم أنواع العناصر في الجدول إلى عدة أجزاء على النحو التالي:
- العناصر الخاملة: تُعرف هذه العناصر بالغازات النبيلة وهي عناصر تنتمي إلى المجموعة الصفرية ويمكن تمييزها بحقيقة أن مستويات طاقتها ممتلئة تمامًا.
يُصنف التركيب الكيميائي لهذه العناصر على أنه np6 ns2 والعنصر الهيليوم له تصنيف كيميائي لـ s21.
- عناصر الانتقال الرئيسية: هي عناصر المجموعة D ويمكن تمييز هذه العناصر من خلال امتلاك جميع مستويات طاقتها الكاملة باستثناء العنصرين الأخيرين.
- عناصر الانتقال الداخلية: وهي مجموعة تشتمل على عناصر من الفئة F ويمكن تمييز أن مستويات طاقتها ممتلئة باستثناء المستويات الثلاثة الأخيرة.
عناصر الجدول الدوري
فيما يتعلق بمعرفة أساس تقسيم الجدول الدوري وما إذا كان الرقم الكتلي هو الأساس لترتيب عناصر الجدول الدوري أم لا ، نتعلم أن الجدول الدوري مقسم إلى ثماني مجموعات. نعرض كل مجموعة على حدة كما يلي:
1- عناصر المجموعة الأولى (مجموعة المعادن القلوية)
تتضمن المجموعة الأولى من الجدول الدوري العناصر المعدنية القلوية والهيدروجين وتتميز هذه المجموعة بوجود إلكترون واحد في الغلاف الخارجي وتسمى هذه المجموعة أيضًا بالرمز A1.
تتمثل إحدى مزايا هذه المجموعة في أن كثافة العناصر أقل من كثافة باقي المعادن ، وأن نصف القطر الذري لعناصر هذه المجموعة أكبر من كثافة العناصر في الدورة. المجموعة ذات طاقة تأين منخفضة وكهرسلبية منخفضة وعناصر هذه المجموعة كالتالي:
- H الهيدروجين
- الليثيوم لي
- الصوديوم نا
- للبوتاسيوم
- رابيديوم رب
- Cs السيزيوم
- فرانسيوم الاب
2- عناصر المجموعة الثانية (مجموعة معادن الأرض القلوية)
يتم تحديد هذه المجموعة بالرمز A2 ، وجميع المعادن في هذه المجموعة هي عناصر معدنية تفاعلية وتظهر ألوانًا مميزة عند الاشتعال.
تحتوي عناصر المجموعة الثانية على إلكترونين في الغلاف الجوي الفرعي الخارجي ، وتتميز عناصر هذه المجموعة بحقيقة أنها يمكن أن تجمع بسهولة الكاتيونات ثنائية التكافؤ ، ويمكن أن يكون لهذه المجموعة تقارب منخفض للإلكترون بالإضافة إلى انخفاض الكهربية ، و عناصر هذه المجموعة هي كما يلي:
- البيريليوم كن
- المغنيسيوم
- الكالسيوم Ca
- السترونتيوم ريال
- الباريوم با
- الراديوم رع
3- عناصر المجموعة الثالثة (مجموعة البورون)
يُشار إلى هذه المجموعة بالرمز A3 ، وجميع العناصر في هذه المجموعة عبارة عن عناصر معدنية باستثناء البورون ، لأنها شبه معدنية ، ويحتوي كل من البورون والألمنيوم على ثلاثة إلكترونات فقط في غلافها الخارجي. يمكن تقسيم المجموعات وعناصر المجموعة إلى ما يلي:
- بور ب
- الألمنيوم
- الجاليوم
- إنديوم
- الثاليوم تل
- نيهونيوم نه
4- عناصر المجموعة الرابعة (مجموعة الكربون)
يتم الإشارة إلى هذه المجموعة بالرمز 4A أو الرقم 14 وفي هذه المجموعة يوجد خليط من المعادن واللافلزات والفلزات ولا يوجد سوى أربعة إلكترونات في غلاف الإلكترون الخارجي من ذرات الكربون والسيليكون وعناصر هذه المجموعة هم كالآتي:
- الكربون ج
- السيليكون سي
- قه الجرمانيوم
- تين Sn
- الرصاص الرصاص
- فلوروفيوم فل
5- عناصر المجموعة الخامسة (مجموعة النيتروجين)
يُشار إلى هذه المجموعة بالرمز 5A أو الرقم 15 وفي هذه المجموعة يوجد خليط من عناصر مختلفة ، سواء كانت معادن أو غير فلزية أو شبه فلزات ، والقشرة الإلكترونية الخارجية لعنصري النيتروجين والفوسفور. يحتوي على خمسة إلكترونات فقط لقشرة التكافؤ الخارجية وعناصر هذه المجموعة كالتالي:
- نيتروجين
- ص
- Arsen As
- الأنتيمون Sb
- البزموت ثنائي
- موسكوفيوم ماك
6- عناصر المجموعة السادسة (مجموعة الأكسجين)
يُشار إلى هذه المجموعة بالرمز 6 أ أو الرقم 16 ، ويمكن اعتبار هذه المجموعة مجموعات انتقالية وتحتوي على مجموعة المعادن واللافلزات والأشباه الفلزية ، وتحتوي عناصر الأكسجين والكبريت في هذه المجموعة على ستة إلكترونات. في الغلاف الخارجي وعناصر هذه المجموعة كالتالي:
- للأكسجين
- بالكبريت
- سيلين سي
- Thellirium تي
- البولونيوم
- ليفرموريوم لف
7- عناصر المجموعة السابعة (مجموعة الهالوجين)
يتم تحديد عناصر هذه المجموعة بالرمز 7A أو الرقم 17 ، وتشمل هذه المجموعة اللافلزات شديدة التفاعل ، وهي المجموعة الوحيدة في الجدول الدوري التي تحتوي على عناصر كيميائية في ثلاث حالات للمادة. ظروف ضغط ودرجة حرارة الغرفة القاسية.
لاحظ أنه في هذه المجموعة ، الفلور والكلور غازات ، والبروم سائل ، واليود مادة صلبة.
الهالوجينات هي عناصر تختلف خواصها الفيزيائية عن أنها تشترك في خواص كيميائية ، وتشمل هذه الخصائص كهرسلبية عالية ، إلا أن هذه العناصر تتفاعل بشكل كبير ، وعناصر هذه المجموعة هي سبعة إلكترونات تكافؤ ، وحالة أكسدة عناصر هذه المجموعة هو -1 وعناصره:
- الفلور ف
- Cl
- البروم
- اليود أنا
- أستاتين أت
- تينيسي Ts
8- عناصر المجموعة الثامنة (مجموعة العناصر النبيلة)
يتم تحديد عناصر هذه المجموعة بالرمز 8A أو الرقم 18 ، وتسمى هذه المجموعة بالغازات النبيلة لأنها في معظم الحالات لا تتفاعل وتحتوي على غلاف إلكترون خارجي كامل ، ولديها أيضًا انخفاض في القدرة الكهربية والتقارب. للإلكترونات وعناصر هذه المجموعة كالتالي:
- الهيليوم
- نيون لا
- الأرجون
- كريبتونيان كر
- زينون Xe
- رادون Rn
- أوجانيسون أوغ
الرقم الكتلي هو الأساس لترتيب العناصر في الجدول الدوري أحد المفاهيم الخاطئة الشائعة بين الناس هو أن العدد الذري هو أساس ترتيب العناصر في الجدول الدوري.