هر آنچه باید درباره جدول تناوبی مندلیف بدانید
به گزارش مجله فان پی سی، جدول تناوبی مندلیف یکی از مهم ترین ابزارها در علم شیمی است که به ما یاری می نماید تا عناصر شیمیایی را سازماندهی کنیم و ویژگی های آن ها را بهتر درک کنیم. در این مقاله، به آنالیز جزئیات مختلف جدول تناوبی مندلیف، از جمله نام عناصر، خواص آن ها، و نحوه طبقه بندی آن ها خواهیم پرداخت، اما پیش از آن باید بدانیم جدول تناوبی چیست؟
جدول تناوبی مندلیف چیست؟
جدول تناوبی مندلیف، که به افتخار دیمیتری مندلیف، شیمیدان روسی، نام گذاری شده است، یک ساختار سازمان یافته است که عناصر شیمیایی را بر اساس خواص و ویژگی های آن ها مرتب می نماید. این جدول به صورت مستطیلی طراحی شده و شامل دوره ها و گروه ها است که به شناسایی و مطالعه عناصر یاری می نماید.
جدول تناوبی به ما این امکان را می دهد که الگوهای خاصی را در مورد خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر شناسایی کنیم. این جدول به عنوان یک ابزار آموزشی و مرجع برای شیمیدانان و دانشجویان شیمی بسیار مهم است. این جدول تا الان 118 عنصر را در خود جای داده است.
تا به امروز عنصرهای شیمیایی از عدد اتمی 1 (هیدروژن) تا 118 (اوگانسون) شناسایی یا ساخته شده اند. دانشمندان هنوز در پی ساخت عناصر نو جدول تناوبی پس از اوگانسون هستند و البته این پرسش را پیش رو دارند که عنصرهای تازه تر چگونه جدول را اصلاح خواهند کرد. بعلاوه ایزوتوپ های پرتوزای بسیاری هم در آزمایشگاه ساخته شده است.
دیمیتری مندلیف و تاریخچه جدول تناوبی
دیمیتری ایوانوویچ مندلیف، شیمیدان روسی، در تاریخ 8 فوریه 1834 در سیبری روسیه به جهان آمد. او در دانشگاه سن پترزبورگ تحصیل کرد و در آنجا به تدریس و تحقیق پرداخت. مندلیف به خاطر کارهایش در زمینه شیمی و به ویژه ایجاد جدول تناوبی عناصر شناخته می گردد. این جدول به جدول دورانی عناصر هم معروفیت دارد چون بر اساس دوره های مختلف و تکرار صفات عناصر تنظیم شده است. مندلیف در سال 1869 جدول تناوبی را طراحی کرد. او در ابتدا اطلاعات مربوط به عناصر موجود، از جمله جرم اتمی، خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر را جمع آوری کرد و در پی راه مناسب و بهینه ای برای دسته بندی آن ها می گشت.
او در ابتدا عناصر را بر اساس جرم اتمی (از کم به زیاد) در یک جدول قرار داد. با این کار، او متوجه شد که عناصر با خواص مشابه در ستون های عمودی قرار می گیرند. در واقع مندلیف متوجه شد که خواص عناصر به صورت دوره ای تکرار می شوند. بنابراین او جدول را به گونه ای طراحی کرد که این تکرارها را بهتر نشان دهد و توانست به چیزی شبیه به جدول تناوبی امروزی دست پیدا کند.
یکی از بزرگ ترین دستاوردهای مندلیف این بود که توانست خواص عناصر ناشناخته را پیش بینی کند. برای مثال، او پیش بینی کرد که باید عناصری مانند گالیم و ژرمانیوم وجود داشته باشند و خواص آن ها را توصیف کرد، در حالی که در زمان او هنوز این عناصر کشف نشده بودند. زمانی که این عناصر نو کشف شدند، مندلیف جدول خود را اصلاح کرد و به این ترتیب، جدول به یک ابزار مهم در علم شیمی تبدیل شد.
جدول تناوبی بر چه اساسی طبقه بندی شده است؟
اگر ندانید که جدول تناوبی چیست، احتمال این را هم نمی دانید که جدول بر چه اساسی طبقه بندی شده است. جدول تناوبی بر اساس عدد اتمی عناصر طبقه بندی شده است. عدد اتمی نشان دهنده تعداد پروتون ها در هسته اتم است و این عدد به ترتیب افزایش در جدول قرار گرفته است. بعلاوه، خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر نیز در این طبقه بندی نقش دارند.
علاوه بر عدد اتمی، جدول بعلاوه بر اساس خواص مشابه عناصر در گروه ها و دوره ها ترتیب داده شده است. به عنوان مثال، عناصر گروه یک (فلزات قلیایی) همه دارای یک الکترون در لایه بیرونی خود هستند و به همین علت رفتار مشابهی در واکنش های شیمیایی دارند.
دوره و گروه در جدول تناوبی
همان طور که گفته شد، در جدول تناوبی، عناصر بر اساس ویژگی های شیمیایی و فیزیکی خود دسته بندی می شوند. دو مفهوم کلیدی در این دسته بندی، دوره و گروه در جدول هستند. در ادامه به شرح این دو مفهوم می پردازیم.
دوره ها سطرهای افقی در جدول هستند. هر دوره نشان دهنده یک سطح انرژی نو برای الکترون ها است. هر دوره از چپ به راست با افزایش تعداد پروتون ها و الکترون ها پیش می رود و عناصر در یک دوره معمولاً ویژگی های شیمیایی متفاوتی دارند. به عنوان مثال، یک دوره از فلزات قلیایی در سمت چپ آغاز می گردد و به گازهای نجیب در سمت راست می رسد.
گروه ها ستون های عمودی جدول هستند. هر گروه شامل عناصری است که ویژگی های شیمیایی مشابهی دارند. عناصر در یک گروه معمولاً تعداد الکترون های والانس مشابهی دارند که باعث مشابهت در رفتار شیمیایی آن ها می گردد. به عنوان مثال، گروه یک شامل فلزات قلیایی (مثل لیتیوم، سدیم و پتاسیم) است که همگی خواص مشابهی دارند.
در هر دوره، با پیشرفت از چپ به راست، ویژگی های شیمیایی عناصر تغییر می نماید. به طور کلی، خاصیت فلزی کاهش می یابد و خاصیت غیر فلزی افزایش می یابد. عناصر در یک گروه معمولاً رفتار مشابهی در واکنش های شیمیایی دارند. به عنوان مثال، همه عناصر گروه 17 (هالوژن ها به معنای نمک زا) تمایل به تشکیل نمک دارند. درک دوره ها و گروه ها در جدول تناوبی به شما یاری می نماید تا رفتار و ویژگی های عناصر را بهتر درک کنید و ارتباطات بین آن ها را شناسایی کنید. با همه این ها آیا می دانید جدول دارای چند دوره است و بعلاوه اینکه جدول دارای چند گروه است؟
جدول تناوبی دارای چند دوره است؟
جدول تناوبی شامل 7 دوره است. هر دوره نشان دهنده تعداد لایه های الکترونی است که در اتم های عناصر آن دوره وجود دارد. به عنوان مثال، عناصر دوره اول تنها یک لایه الکترونی دارند، در حالی که عناصر دوره آخر 7 لایه الکترونی دارند. این تقسیم بندی به ما یاری می نماید تا رفتار الکترون ها و ویژگی های شیمیایی عناصر را بهتر درک کنیم.
جدول تناوبی دارای چند گروه است؟
جدول تناوبی بعلاوه شامل 18 گروه است. هر گروه شامل عناصری است که ویژگی های شیمیایی مشابهی دارند. به عنوان مثال، عناصر گروه یک (فلزات قلیایی) همه دارای یک الکترون در لایه بیرونی خود هستند و ویژگی های مشابهی از خود نشان می دهند. این ویژگی ها باعث می گردد که عناصر در یک گروه رفتار مشابهی در واکنش های شیمیایی داشته باشند.
فلزات و نافلزات جدول تناوبی مندلیف
جدول به دو دسته اصلی تقسیم می گردد: فلزات و نافلزات جدول تناوبی. فلزات در این جدول به طور کلی در سمت چپ و مرکز قرار دارند و دارای ویژگی های خاصی هستند. این ویژگی ها شامل موارد زیر است.
ویژگی فلزات
رسانایی الکتریسیته و حرارت: فلزات به خوبی الکتریسیته و حرارت را راهنمایی می نمایند. این ویژگی به علت وجود الکترون های آزاد در ساختار آن ها است.
شکل پذیری و چکش خواری: فلزات می توانند به راحتی تحت فشار شکل بگیرند و به صورت ورق های نازک یا سیم های نازک درآیند. این ویژگی به آن ها اجازه می دهد که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
براق بودن: فلزات معمولاً دارای سطح براق و درخشان هستند که باعث می گردد در صنعت جواهرسازی و دکوراسیون هم مورد توجه قرار گیرند.
نقطه ذوب و جوش بالا: بیشتر فلزات دارای نقطه ذوب و جوش بالایی هستند که آن ها را برای استفاده در شرایط سخت و دماهای بالا مناسب می سازد.
ویژگی نافلزات
نافلزات در جدول معمولاً در سمت راست قرار دارند و ویژگی های آن ها با فلزات فرق دارد. ویژگی های نافلزات شامل موارد زیر است:
عدم رسانایی الکتریسیته: بیشتر نافلزات به خوبی الکتریسیته را راهنمایی نمی نمایند و به همین علت در صنایع الکتریکی به عنوان عایق استفاده می شوند.
شنمایندگی: نافلزات معمولاً شنماینده هستند و نمی توانند به راحتی شکل بگیرند یعنی به هنگام تغییر شکل دادن می شنمایند.
عدم براق بودن: بیشتر نافلزات دارای سطح براق نیستند و به صورت مات دیده می شوند.
نقطه ذوب و جوش پایین: بسیاری از نافلزات دارای نقطه ذوب و جوش پایینی هستند که آن ها را برای استفاده در دماهای پایین مناسب می سازد.
شعاع اتمی در جدول تناوبی
شعاع اتمی یکی از ویژگی های مهم عناصر است که به میزان و فاصله الکترون ها از هسته اتم اشاره دارد. شعاع اتمی معمولاً به دو دسته تقسیم می گردد: شعاع اتمی کاتیونی، که این شعاع در اثر از دست دادن الکترون ها در کاتیون ها کاهش می یابد و شعاع اتمی آنیونی، که این شعاع در اثر اضافه شدن الکترون ها در آنیون ها افزایش می یابد.
شعاع اتمی در جدول به طور کلی از بالا به پایین افزایش می یابد و از چپ به راست کاهش می یابد. این موضوع به علت افزایش تعداد لایه های الکترونی و بعلاوه افزایش بار مثبت هسته در عناصر است.
چطور جدول تناوبی مندلیف را حفظ کنیم؟
برای حفظ کردن جدول تناوبی مندلیف، می توان به روش های مختلفی اشاره نمود. در ادامه به آنالیز این روش ها می پردازیم:
1. درک ساختار جدول
عناصر و گروه ها: جدول از سطرها (دوره ها) و ستون ها (گروه ها) تشکیل شده است. درک اینکه عناصر مشابه در یک گروه ویژگی های مشابهی دارند، می تواند به یادآوری یاری کند.
تعداد پروتون ها: هر عنصر دارای تعداد مشخصی پروتون است که تعیین نماینده آن عنصر است. به خاطر سپردن ترتیب عناصر بر اساس تعداد پروتون هایشان می تواند مفید باشد.
2. استفاده از تکنیک های یادآوری
مقایسه و ارتباط: سعی کنید عناصر را با چیزهای آشنا و روزمره مقایسه کنید. مثلاً، می توانید نام عناصر را با غذاها، حیوانات یا شخصیت های مشهور مرتبط کنید.
آموزش به دیگران: یکی از برترین روش ها برای یادگیری، آموزش به دیگران است. سعی کنید اطلاعات خود را به دوستان یا همکلاسی هایتان منتقل کنید.
3. تمرین و تکرار
کارت های حافظه: از کارت های حافظه برای تمرین و مرور بهره ببرید. روی یک طرف کارت نام عنصر و روی طرف دیگر نماد و ویژگی های آن را بنویسید.
پرسش و پاسخ: با خودتان یا دیگران پرسش و پاسخ کنید. این کار به شما یاری می نماید تا اطلاعات را بهتر در ذهنتان نگه دارید.
در ادامه نام عناصر جدول تناوبی مندلیف به فارسی آمده است و می توانید ببینید کدام عناصر نام فارسی شان با نام بین المللی شان فرق دارد.
نام عناصر جدول به فارسی
جدول مندلیف شامل 118 عنصر شیمیایی است که هر یک نام خاصی دارند. در این بخش، به معرفی نام عناصر جدول تناوبی به فارسی می پردازیم؛ نام عناصر جدول به ترتیب عدد اتمی از راست به چپ از این قرار است:
| هیدروژن (H) | هلیوم (He) | لیتیوم (Li) | بریلیوم (Be) | بور (B) | کربن (C) | نیتروژن (N) | اکسیژن (O) | فلور (F) | نئون (Ne) |
| سدیم (Na) | منیزیم (Mg) | آلومینیوم (Al) | سیلیکون (Si) | فسفر (P) | گوگرد (S) | کلر (Cl) | آرگون (Ar) | پتاسیم (K) | کلسیم (Ca) |
| اسکاندیم (Sc) | تیتانیوم (Ti) | وانادیوم (V) | کروم (Cr) | منگنز (Mn) | آهن (Fe) | کبالت (Co) | نیکل (Ni) | مس (Cu) | روی (Zn) |
| گالیم (Ga) | ژرمانیوم (Ge) | آرسنیک (As) | سلنیوم (Se) | برم (Br) | کریپتون (Kr) | روبیدیم (Rb) | استرانسیم (Sr) | یوتیوم (Y) | زیرکونیوم (Zr) |
| نایوبیوم (Nb) | مولیبدن (Mo) | تکنسیوم (Tc) | روتنیم (Ru) | پالادیوم (Pd) | نقره (Ag) | کادمیوم (Cd) | ایندیم (In) | قلع (Sn) | آنتیموان (Sb) |
| تلوریم (Te) | ید (I) | زنون (Xe) | سیزیم (Cs) | باریم (Ba) | لانتان (La) | سریم (Ce) | پرسیودیمیم (Pr) | نئودیمیم (Nd) | پرومتیوم (Pm) |
| ساماریوم (Sm) | یوروپیم (Eu) | گادولینیوم (Gd) | تریوم (Tb) | دیسپرزیوم (Dy) | هولمیوم (Ho) | ایتریوم (Er) | تالیوم (Tm) | لوتسیوم (Lu) | هافنیم (Hf) |
| تانتالم (Ta) | وولفرام (W) | رنیوم (Re) | اسمیم (Os) | ایریدیوم (Ir) | پلاتین (Pt) | طلا (Au) | جیوه (Hg) | تالیوم (Tl) | سرب (Pb) |
| بیسموت (Bi) | پولونیوم (Po) | آستاتین (At) | رادون (Rn) | فرانسیوم (Fr) | رادیوم (Ra) | اکتیوم (Ac) | توریم (Th) | پروتاکتینیوم (Pa) | اورانیوم (U) |
| نپتونیوم (Np) | پلوتونیوم (Pu) | امریکیم (Am) | کوریوم (Cm) | رکلیوم (Bk) | کالیفرنیم (Cf) | اینشتینیوم (Es) | فرمیوم (Fm) | ماندلیوم (Md) | نوبلیوم (No) |
| لورنسیم (Lr) | رادیم (Rf) | دوبنیم (Db) | سیبورگیم (Sg) | بوریوم (Bh) | هاسیم (Hs) | مایتنیم (Mt) | دارمشتادیم (Ds) | رُنتگنیوم (Rg) | کپنهاگن (Cn) |
| نیهونیم (Nh)، | فلرواسمیوم (Fl) | موسکوویوم (Mc) | لیورموریوم (Lv) | تنیسین (Ts) | اوگانسون (Og) |
در نهایت باید گفت جدول تناوبی مندلیف یک ابزار اساسی در علم شیمی است که به ما یاری می نماید تا عناصر و خواص آن ها را درک کنیم. با درک بهتر این جدول، می توانیم به تحلیل و پیش بینی رفتار شیمیایی عناصر بپردازیم. جدول نه تنها یک ساختار ساده از عناصر شیمیایی است، بلکه یک جهانی پیچیده و مجذوب کننده از علم است که به ما یاری می نماید تا به درک عمیق تری از مواد و ترکیبات پیرامون خود برسیم.
منبع: Britannica
منبع: دیجیکالا مگ