چگونه جدول تناوبی عناصر ترتیب داده شده است

جدول تناوبی عناصر به همان اندازه که به نظر می رسد گیج کننده نیست.

جدول تناوبی کلاسیک عناصر شیمیایی را با توجه به تعداد پروتون هایی که هر یک در هسته اتمی خود دارند ، سازماندهی می کند.(اعتبار تصویر: کارل تیت ، مشارکت کننده livescience.com)

• گروه های میز تناوبی
• منابع اضافی:

دانشمندان درک احتیاطی از جدول تناوبی عناصر قرن ها پیش داشتند. اما در اواخر قرن نوزدهم ، شیمیدان روسی دمیتری مندلیف اولین تلاش خود را برای گروه بندی عناصر شیمیایی با توجه به وزن اتمی آنها منتشر کرد. در آن زمان فقط حدود 60 عنصر شناخته شده بودند ، اما مندلیف فهمید که وقتی عناصر با وزن سازماندهی می شوند ، انواع خاصی از عناصر در فواصل منظم یا دوره ها رخ داده است.

امروز ، 150 سال بعد ، شیمیدانان رسما 118 عنصر (پس از افزودن چهار تازه وارد در سال 2016) را تشخیص می دهند و هنوز هم از جدول دوره ای عناصر مندلیف برای سازماندهی آنها استفاده می کنند. جدول با ساده ترین اتم ، هیدروژن شروع می شود و سپس بقیه عناصر را با شماره اتمی سازماندهی می کند ، که تعداد پروتون های هر یک است. با تعداد معدودی از استثنائات ، ترتیب عناصر با افزایش جرم هر اتم مطابقت دارد.

جدول دارای هفت ردیف و 18 ستون است. هر ردیف یک دوره را نشان می دهد. تعداد دوره یک عنصر نشان می دهد که چه تعداد از سطح انرژی آن الکترون های خانه را نشان می دهد. به عنوان مثال ، سدیم در دوره سوم قرار دارد و این بدان معنی است که یک اتم سدیم به طور معمول در سه سطح انرژی اول الکترون دارد. با حرکت در جدول ، دوره ها طولانی تر هستند زیرا برای پر کردن سطح بیرونی بزرگتر و پیچیده تر ، الکترون های بیشتری لازم است.

ستون های جدول نمایانگر گروه ها یا خانواده های عناصر هستند. عناصر موجود در یک گروه اغلب به طور مشابه به نظر می رسند و رفتار می کنند ، زیرا آنها در بیرونی ترین پوسته خود تعداد الکترون ها را دارند - چهره ای که به جهان نشان می دهند. به عنوان مثال ، عناصر گروه 18 ، در سمت راست جدول ، دارای پوسته های بیرونی کاملاً کامل هستند و بندرت در واکنشهای شیمیایی شرکت می کنند.

عناصر به طور معمول به عنوان فلزی یا غیر متلاشی طبقه بندی می شوند ، اما خط تقسیم بین این دو فازی است. عناصر فلزی معمولاً هادی های خوب برق و گرما هستند. زیر گروه های موجود در فلزات بر اساس ویژگی های مشابه و خصوصیات شیمیایی این مجموعه ها است. توضیحات ما در مورد جدول تناوبی از گروه های متداول پذیرفته شده عناصر استفاده می کند ، طبق آزمایشگاه ملی لوس آلاموس (در برگه جدید باز می شود).

گروه های جدول تناوبی

فلزات قلیایی: فلزات قلیایی بیشتر گروه 1، ستون اول جدول را تشکیل می دهند. این فلزات به اندازه کافی براق و نرم برای برش با چاقو، با لیتیوم (Li) شروع و با فرانسیم (Fr) ختم می شود. آنها همچنین بسیار واکنش پذیر هستند و در اثر تماس با آب شعله می افتند یا حتی منفجر می شوند، بنابراین شیمیدان ها آنها را در روغن یا گازهای بی اثر ذخیره می کنند. هیدروژن با تک الکترون خود نیز در گروه 1 زندگی می کند، اما گاز یک نافلز در نظر گرفته می شود.

فلزات قلیایی خاکی: فلزات قلیایی خاکی گروه 2 جدول تناوبی را از بریلیم (Be) تا رادیوم (Ra) تشکیل می دهند. هر یک از این عناصر دارای دو الکترون در بیرونی ترین سطح انرژی خود هستند، که باعث می شود زمین های قلیایی به اندازه ای واکنش پذیر باشند که به ندرت به تنهایی در طبیعت یافت شوند. اما آنها به اندازه فلزات قلیایی واکنش پذیر نیستند. واکنش های شیمیایی آن ها معمولاً در مقایسه با فلزات قلیایی کندتر اتفاق می افتد و گرمای کمتری تولید می کند.

لانتانیدها: گروه سوم خیلی طولانی تر از آن است که در ستون سوم قرار بگیرد، بنابراین شکسته شده و به طرفین چرخانده می شود تا به ردیف بالای جزیره تبدیل شود که در انتهای جدول شناور است. این لانتانیدها است، عناصر 57 تا 71 - لانتانیم (La) تا لوتتیوم (Lu). عناصر این گروه رنگ سفید مایل به نقره ای دارند و در تماس با هوا کدر می شوند.

اکتینیدها: اکتینیدها در ردیف پایین جزیره قرار دارند و عناصر 89، اکتینیم (Ac)، تا 103، لاورنسیوم (Lr) را تشکیل می دهند. از بین این عناصر، تنها توریم (Th) و اورانیوم (U) به طور طبیعی در مقادیر قابل توجهی در زمین وجود دارند. همه رادیواکتیو هستند. اکتینیدها و لانتانیدها با هم گروهی به نام فلزات واسطه داخلی را تشکیل می دهند.

فلزات واسطه: با بازگشت به بدنه اصلی جدول، بقیه گروه های 3 تا 12 نشان دهنده بقیه فلزات واسطه هستند. سخت اما چکش خوار، براق و دارای رسانایی خوب، این عناصر همان چیزی هستند که معمولاً با شنیدن کلمه فلز به آن فکر می کنید. بسیاری از بهترین آثار دنیای فلز - از جمله طلا، نقره، آهن و پلاتین - در اینجا زندگی می کنند.

فلزات پس از انتقال: پیش از پرش به دنیای غیر متلاشی ، خصوصیات مشترک به طور مرتب در امتداد خطوط گروه عمودی تقسیم نمی شوند. فلزات پس از انتقال عبارتند از: آلومینیوم (AL) ، گالیم (GA) ، ایندیوم (IN) ، تالیم (TL) ، قلع (SN) ، سرب (PB) و بیسموت (BI) ، و آنها گروه 13 را به گروه 17 می رسانند. این عناصر برخی از ویژگی های کلاسیک فلزات انتقال را دارند ، اما تمایل دارند نرم تر باشند و نسبت به سایر فلزات انتقال ضعیف تر عمل کنند. بسیاری از جداول دوره ای دارای یک خط "پله" جسورانه در زیر بور مورب اتصال با آستاتین هستند. خوشه فلزات پس از انتقال به سمت چپ پایین این خط.

متالوئیدها: متالوئیدها عبارتند از: بور (B) ، سیلیکون (SI) ، ژرمانیوم (GE) ، آرسنیک (AS) ، آنتیموان (SB) ، تلوریم (TE) و پولونیوم (PO). آنها راه پله را تشکیل می دهند که نشان دهنده انتقال تدریجی از فلزات به غیر متال ها است. این عناصر گاهی اوقات به عنوان هادی ها به عنوان نیمه هادی (B ، SI ، GE) رفتار می کنند. متالوئیدها نیز "نیمه فلزی" یا "فلزات ضعیف" نامیده می شوند.

Nonmetals: همه چیز دیگر به سمت راست بالا پله - به علاوه هیدروژن (H) ، راه برگشت در گروه 1 - غیر متقاطع است. اینها شامل کربن (C) ، نیتروژن (N) ، فسفر (P) ، اکسیژن (O) ، گوگرد (S) و سلنیوم (SE) است.

Halogens: چهار عنصر برتر گروه 17 ، از فلوئور (F) از طریق آستاتین (AT) ، یکی از دو زیر مجموعه غیر متال ها را نشان می دهد. هالوژن ها کاملاً از نظر شیمیایی واکنشی هستند و تمایل دارند با فلزات قلیایی جفت شوند تا انواع مختلفی از نمک تولید کنند. به عنوان مثال ، نمک میز موجود در آشپزخانه شما ، ازدواج بین سدیم فلزی قلیایی و کلر هالوژن است.

گازهای نجیب: گازهای بی رنگ ، بی بو و تقریباً کاملاً غیر واکنشی ، گازها بی اثر یا نجیب در گروه 18 قرار دارند. بسیاری از شیمیدانان انتظار دارند که اوگانسون (که قبلاً "Ununoctium" تعیین شده بود) ، یکی از چهار عنصر تازه نامگذاری شده ، برای به اشتراک گذاشتن این خصوصیات. با این حال ، از آنجا که این عنصر در میلی ثانیه اندازه گیری نیمه عمر دارد ، هیچ کس نتوانسته است آن را مستقیماً آزمایش کند. اوگانسون دوره هفتم جدول تناوبی را تکمیل می کند ، بنابراین اگر کسی بتواند عنصر 119 را سنتز کند (و مسابقه برای انجام این کار در حال حاضر در حال انجام است) ، برای شروع ردیف هشت در ستون فلزی قلیایی ، حلقه می شود.

به دلیل ماهیت چرخه ای ایجاد شده توسط تناوبی که نام خود را به جدول می دهد ، برخی از شیمیدانان ترجیح می دهند جدول مندلیف را به عنوان یک دایره تجسم کنند.