طبقه بندی عناصر در جدول تناوبی
مقدمه
شیمیدان روسی، دیمیتری مندلیف، جدول تناوبی را در سال 1869 پس از اینکه متوجه شد خواص شیمیایی یک عنصر به جرم اتمی آن بستگی دارد، توسعه داد. مندلیف متوجه شد هنگامی که عناصر بر اساس جرم اتمی مرتب می‌شوند، خواص خاصی تکرار می‌شوند. این کشف، مندلیف را قادر ساخت تا بلوک‌های خالی جدول تناوبی را پر کند و عناصر گمشده را به درستی در آنها جای دهد.
نحوه سازماندهی جدول تناوبی
جدول تناوبی بصورت دوره‌ها و گروه‌هایی سازماندهی شده است.
دوره‌ها: دوره‌ها ردیف‌های افقی جدول تناوبی هستند و عناصری را نشان می‌دهند که تعداد لایه‌های الکترونی یا سطوح انرژی یکسانی دارند. ولی هر عنصر یک پروتون بیشتر از عنصر قبلی خود دارد. بنابراین، می‌توان گفت دوره‌ها براساس افزایش عدد اتمی عناصر مرتب می‌شوند. هفت دوره وجود دارد، دوره 1 تا 7. در دوره اول، دو عنصر وجود دارد که هر کدام فقط یک لایه الکترونی دارند. از بالا به پایین در هر دوره، یک لایه به لایه‌های الکترونی اضافه می‌شود.
گروه‌ها: به ستون‌های عمودی جدول تناوبی گروه گفته می‌شود. براساس سیستم نامگذاری آیوپاک، 18 گروه وجود دارد (گروه 1 تا 18). عناصر هر گروه دارای تعداد الکترون‌های ظرفیت یکسانی هستند و از این رو، خواص شیمیایی مشابهی دارند که توسط بیرونی‌ترین الکترون‌ها تعیین می‌شود. این الکترون‌ها در طول تشکیل پیوند شیمیایی در اختیار عناصر دیگر قرار می‌گیرند یا با آنها به اشتراک گذاشته می‌شوند.
خانواده‌های جدول دوره‌ای
خانواده متشکل از عناصری است که خصوصیات مشابهی دارند. عناصر یک خانواده ممکن است متعلق به یک گروه باشند یا در چندین گروه پخش شوند. برای درک موقعیت عناصر، هر خانواده جدول تناوبی با رنگ خاصی نشان داده می‌شوند. در این نوع طبقه بندی ده خانواده وجود دارد که در ادامه مورد بررسی قرار می‌گیرد.
فلزات قلیایی
فلزات قلیایی تمام عناصر گروه یک هستند به جز هیدروژن. این عناصر دارای یک الکترون ظرفیت هستند. بسیار واکنش پذیرند و در صورت قرار گرفتن در معرض هوا مستعد شعله‌ور شدن هستند. به همین دلیل است که فلزات قلیایی با سایر عناصر در ترکیبات ترکیب می‌شوند. به سرعت با آب واکنش می‌دهند و باید داخل روغن نگهداری شوند. فرانسیم واکنش پذیرترین فلز قلیایی است که در ردیف هفتم قرار دارد. واکنش پذیری در گروه از بالا به پایین افزایش می‌یابد. از نظر فیزیکی، فلزات قلیایی براق و سفید با نقطه ذوب و جوش کم هستند.
فلزات قلیایی خاکی
فلزات قلیایی خاکی در گروه 2 جدول تناوبی از بریلیم (Be) تا رادیوم (Ra) قرار دارند. این عناصر در بیرونی‌ترین لایه خود دو الکترون دارند و پس از فلزات قلیایی واکنش‌پذیرترین عناصر هستند. فلزات قلیایی خاکی احیا کننده‌های قوی هستند، به این معنی که می‌توانند به سرعت الکترون دهند. همچنین رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته هستند. از نظر خصوصیات فیزیکی، چگالی، نقطه ذوب و نقطه جوش پایینی دارند.
فلزات واسطه
فلزات واسطه از گروه 3 تا گروه 12 قرار دارند. بیش از یک حالت اکسیداسیون دارند. انرژی یونش پایین و رسانایی بالایی دارند. علاوه بر این، نقطه ذوب و جوش بالایی دارند. فلزات واسطه قابلیت تغییر شکل دارند و براق هستند.
فلزات پس واسطه
فلزات پس واسطه در بین فلزات واسطه و شبه فلزها قرار دارند. این عناصر گروه 13 تا 16 را شامل می‌شوند. آنها برخی از ویژگی‌های فلزات واسطه را دارند اما نرم هستند و نسبت به فلزات واسطه هدایت ضعیف‌تری دارند. نقطه ذوب آنها کمتر از فلزات واسطه است.
شبه فلزها
شبه فلزها (متالوئیدها) خواص بینابین فلزی و نافلزی از خود نشان می‌دهند. تنها شش عنصر از این قبیل وجود دارد که سه عنصر B، Si و Ge نیمه هادی هستند و در گروه‌های 13 و 16 قرار دارند. شبه فلزها به خوبیِ فلزات، رسانای الکتریسیته نیستند و به اندازه فلزات انعطاف پذیر نیستند. این عناصر شکننده هستند.
نافلزها
نافلزها در سمت راست بالای شبه فلزها قرار دارند و گروه‌های 13 و 16 را در بر می‌گیرند. دارای الکترونگاتیوی و انرژی یونش بالا و رسانای ضعیف گرما و الکتریسیته هستند. نافلزها به صورت گازهایی مانند اکسیژن یا جامداتی مانند کربن وجود دارند. اگرچه هیدروژن در گروه یک قرار دارد، اما هیدروژن یک نافلز در نظر گرفته می‌شود.
هالوژن‌ها
هالوژن‌ها در گروه 17 قرار دارند. بسیار الکترونگاتیو و واکنش پذیر هستند و برای تکمیل لایه ظرفیت خود تنها به یک الکترون نیاز دارند. از این رو، معمولاً حالت اکسیداسیون -1 را نشان می‌دهند و با فلزات نمک تشکیل می‌دهند.
گازهای نجیب
عناصر گروه 18 را گازهای نجیب می‌نامند. لایه ظرفیت آنها بطور کامل از الکترون پُر شده و بنابراین پایدارترین آرایش الکترونی را دارند. از این رو، کمترین واکنش‌پذیری را بین عناصر جدول تناوبی دارند و به آنها گازهای بی‌اثر نیز گفته می‌شود. نقطه ذوب و جوش پایینی دارند. بی رنگ و بی بو هستند.
لانتانیدها
لانتانیدها بخشی از ردیف ششم هستند و در گروه 3 جدول تناوبی قرار دارند. نام لانتانید از اولین عنصر آن ردیف “لانتانیم” گرفته شده است. این عناصر خانواده‌ای از فلزات خاکی کمیاب با یک الکترون ظرفیت در لایه 5d هستند. بسیار واکنش‌پذیرند و مانند عوامل کاهنده قوی در واکنش‌های شیمیایی رفتار می‌کنند. این عناصر فلزات نرم نقره‌ای روشن با نقطه ذوب و جوش بالا هستند.
اکتینیدها
اکتینیدها در ردیف هفتم و در گروه 3 قرار دارند. نام آنها از اکتینیم، اولین عنصر آن ردیف گرفته شده است. این عناصر خانواده دیگری از فلزات خاکی کمیاب هستند که بسیار واکنش‌پذیرند. همچنین دارای الکتروپوزیتیویته بالایی هستند و خاصیت رادیواکتیو دارند. از نظر خصوصیات فیزیکی، آنها بسیار شبیه به لانتانیدها هستند نرم، نقره‌ای، شکل‌پذیر و انعطاف پذیر. اکتنیدها پارامغناطیس هستند. به دلیل کمبود فضا، لانتانیدها و اکتینیدها در زیر جدول تناوبی نشان داده می‌شوند.
جمع‌بندی:
جدول تناوبی (جدول دوره‌ای) یک ابزار بسیار مفید در شیمی است زیرا خواص اتمی عناصر را نشان می‌دهد. این جدول شامل بیش از صد عنصر است که به طور طبیعی و سنتزی یافت می‌شوند. جدول تناوبی به ردیف‌ها و ستون‌هایی تقسیم شده است. به ردیف‌ها دوره گفته می‌شود و هفت دوره وجود دارد. ستون‌ها گروه نامیده می‌شوند و تعداد آنها 18 عدد است.
لطفاً نظر ارزشمند خود را درباره این مقاله در بخش دیدگاه بنویسید.
