جدول تناوبی چیست؟
جدول تناوبی نماد علم شیمی است. یک تصویر که همه عناصر شناخته شده در جهان را به صورت یک جدول نشان می‌دهد. الگوهای زیادی بین عناصر در این جدول وجود دارد. اینطور به نظر می‌رسد که همه عناصر باهم هماهنگ شده و در کنار هم قرار گرفته‌اند تا یک جدول خوانا و به نوبه خود تصویری از شیمی را ارائه دهند. ایده عناصر برای اولین بار در 300 قبل از میلاد به وجود آمد. ارسطو فیلسوف بزرگ یونانی این ایده را در سر داشت که همه چیز روی زمین از این عناصر تشکیل شده است. در دوران باستان، عناصری مانند طلا و نقره به راحتی در دسترس بودند، اما عناصری که ارسطو انتخاب کرد، زمین، آب، آتش و هوا بود.
کشف عناصر و شکل‌گیری جدول تناوبی
در سال 1649، ایده عناصر گام بزرگی برداشت، و در آن زمان هنیگ براند اولین کسی بود که “فسفر” را به عنوان عنصر جدید کشف کرد. براند کیمیاگری بود که در جستجوی سنگ فیلسوف یا شیئی بود که هر فلز معمولی را به طلا تبدیل کند. او در تحقیقات خود، هر روشی، از جمله تقطیر ادرار انسان را امتحان کرد. بعد از انجام این آزمایش، براند یک سنگ سفید درخشان یافت. این سنگ سفید عنصر جدیدی بود که آن را فسفر نامید. در سال 1869، 63 عنصر کشف شده بود. با کشف هر عنصر جدید، دانشمندان متوجه شدند که الگوهایی بین عناصر در حال شکل‌گیری است و برخی شروع به قرار دادن عناصر در جدول کردند.
دانشمندانی مانند جان نیولندز و الکساندر-امیل بگویه دو شانکورتوآ نسخه‌های خود از جدول تناوبی را ارائه کردند. این نسخه‌ها نسبتاً ساده و ابتدایی بودند و تا حدودی مبهم و همچنین خواندن آن‌ها مشکل بود.
دانشمندی که همه این عناصر را در یک جدول گرد آورد، دیمیتری مندلیف (1834 تا 1907) بود. مندلیف معلم و شیمیدان متولد روسیه اولین کسی بود که نسخه مدرن جدول تناوبی را منتشر کرد. مندلیف عناصر را بر اساس وزن اتمی (جرم مولی) مرتب کرد. زمانی که عناصر بر اساس وزن اتمی مرتب شدند، خواص شیمیایی مشابهی از خود نشان دادند. شباهت‌های بین خواص ماکروسکوپی در هر یک از خانواده‌های شیمیایی باعث می‌شود که انتظار شباهت‌های میکروسکوپی نیز وجود داشته باشد. اتم‌های سدیم باید به نوعی شبیه به اتم‌های لیتیوم، پتاسیم و سایر فلزات قلیایی باشند. این مسئله می‌تواند واکنش‌های شیمیایی مرتبط و ترکیبات مشابه این عناصر را بخوبی توضیح دهد.
جدولی که مندلیف ارائه کرد به قدری خوب بود که می‌توانست عناصری را پیش بینی کند که در آن زمان هنوز ناشناخته بودند. این عناصر شامل ژرمانیوم، گالیوم و اسکاندیم بود. با این حال، برخی از مشکلات در جدول وجود داشت. از آنجایی که در زمان انتشار مندلیف همه عناصر کشف نشده بودند، او عناصر مهمی مانند گازهای نجیب را کنار گذاشت.
پس از انتشار این جدول توسط مندلیف، دانشمندانِ آینده عناصر را به موقعیت‌های مناسب خود در جدول اضافه کردند. سِر ویلیام رمزی گازهای نجیب را اضافه کرد و هنری موزلی راهی برای یافتن عدد اتمی عناصر کشف کرد و ترتیب جدول مندلیف را تغییر داد و آن را بر اساس عدد اتمی سازماندهی کرد. سرانجام، در سال 1945 پروژه منهتن منجر به کشف بسیاری از عناصر رادیواکتیو جدید شد. گلن‌تی‌سیبورگ تغییری را در جدول به شکل افزودن سری آکتینید و لانتانید در انتهای جدول پیشنهاد کرد. این ایده با کشف عناصر آمریسیوم و کوریم و خواص منحصر به فرد آن‌ها به وجود آمد. این تغییر ابتدا پذیرفته نشد، اما اکنون در تمام جداول تناوبی گنجانده شده است.
خلاصه تاریخچه کشف عناصر
قبل از 1800 (36 عنصر): اکتشافات در دوران روشنگری و قبل از آن.
1800-1849 (+22 عنصر): انقلاب علمی و نظریه اتمی و انقلاب صنعتی.
1850-1899 (23 عنصر): عصر طبقه بندی عناصر براساس نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل طیف آن‌ها.
1900-1949 (+13 عنصر): اصلاحات جدول تناوبی تحت تاثیر نظریه کوانتومی قدیمی، و مکانیک کوانتومی.
1950-1999 (+15 عنصر): پروژه منهتن و مسائل فیزیک ذرات، برای اعداد اتمی 97 و بالاتر.
جدول تناوبی مدرن
جدول تناوبی مدرن از جهاتی با نسخه اصلی مندلیف متفاوت است. این جدول شامل بیش از 40 عنصر اضافی است، و ردیف‌های آن به جای اینکه در ستون‌های پلکانی زیر یکدیگر فشرده شوند، طولانی‌تر هستند. برای مثال، ردیف چهارم و پنجم مندلیف هر دو در دوره چهارم جدول مدرن قرار دارند. در نهایت، گالیوم (نه اسکاندیم) زیر بور در جدول تناوبی قرار می‌گیرد. این بازآرایی به دلیل نظریه مربوط به ساختار الکترونی اتم‌ها، اوربیتال‌ها و رابطه آرایش الکترونی با جدول تناوبی انجام شده است. گروه‌های عمودی عناصر و اعداد گروه جدول مندلیف همچنان حفظ شده است.
مندلیف شیمیدان فوق العاده‌ای بود که توانست بزرگترین ابزار شیمیایی را گردآوری و ارائه کند. او در جمع آوری عناصر تنها نبود و بسیاری از شیمیدانان بزرگ دیگر نیز در این امر مشارکت داشتند. ایده عناصر بیش از 5000 سال پیش آغاز شد و در نهایت تنها 200 سال پیش با جدول تناوبی مندلیف شکل گرفت. با این حال، این پایان تشکیل جدول تناوبی نبود. در طول زمان این جدول تغییر کرده است، و با کشف عناصرِ بیشتر و بیشتر، همچنان تغییر می‌کند.
جمع‌بندی
جدول تناوبی یکی از مفاهیم اساسی در شیمی است که به ترتیب و دسته‌بندی منطقی عناصر شیمیایی می‌پردازد. این ابزار مهم در درک و تحلیل ویژگی‌های عناصر از جمله وزن اتمی و ویژگی‌های شیمیایی و الکترونی، از اهمیت بسزایی برخوردار است. دانشمند روسی به نام مندلیف جدول تناوبی عناصر را در سال 1869 منتشر کرد. در این جدول عناصر بر اساس جرم اتمی مرتب و چیده شده بودند.
جدول مندلیف این ویژگی را داشت که بتوان خواص عناصری که هنوز کشف نشده بودند را پیش بینی کرد. در جدول تناوبی مدرن که امروزه ما از آن استفاده می‌کنیم عناصر بر اساس افزایش عدد اتمی سازماندهی شده‌اند. تا به امروز 118 عنصر کشف شده است. می‌توان گفت جدول تناوبی عصای دست شیمیدانان است.
لطفاً نظر ارزشمند خود را درباره این مقاله در بخش دیدگاه بنویسید.
