تاريخ الجدول الدوري

لقد احتجت هذا البحث لمادة الفيزياء...
لذلك احببت ان انقله للمنتدى الغالي لمن يحتاجه من الاعضاء و حتى الزوار...

كان أرسطو عام 330 ق م يعتبر العناصر أربعة عناصر .هي الأرض والهواء والنار والماء . وفي عام 1770صنف لافوازييه 33 عنصر.وفرق بين الفلزات (المعادن ) واللافلزات . وفي عام 1828 صنع جدولا للعناصر وأوزانها الذرية ووضع للعناصر رموزها الكيماوية . وفي عام 1829 وضع دوبرينر ثلاثة جداول بها ثلاثة مجموعات كل مجموعة تضم 3 عناصر متشابهة الخواص . المجموعة الأولي تضم الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والثانية تضم الكالسيوم والإسترونشيوم والباريوم . والثالثة تضم الكلورين والبرومين واليود. وفي عام 1864 رتب جون نيولاندز John Newlands 60 عنصرا حسب الأوزان الذرية ووجد تشابها مابين العنصر الأول والعنصر التاسع والعنصر الثاني والعنصر العاشر إلي آخره من الترتيب . فاقترح قانون أوكتاف the 'Law of Octaves' .وكان ديمتري مندليف Dmitri Mendeleev - عالم كيميائي روسي ولد بمدينة توبوليسك بسيبيريا عام 1834 - عرف بانه أبو الجدول الدوري للعناصر the periodic table of the elements .وهذا الجدول له أهميته لدراسة الكيمياء وفهم وتبسيط التفاعلات الكيميائية حتي المعقدة منها . ولم يكن مندليف قد رتب الجدول الدوري للعناصر فقط ، بل كتب مجلدين بعنوان مباديء الكيمياء Principles of Chemistry. مات 20 يناير 1907 .
تم إقتراح الجدول الدوري الأصلي بدون معرفة التركيب الداخلى للذرات ، فلو تم ترتيب العناصر طبقا للكتلة الذرية ، ثم تم وضع الخواص الأخرى فيمكن ملاحظة التكرارية التى تحدث للخواص عند تمثيلها مقابل الكتلة الذرية . أول من أدرك تلك التكرارية هو الكيميائي الألماني جوهان فولف جانج دوبرينير والذى لاحظ عام 1829 وجود ثلاثيات من العناصر تتقارب في صفاتها .


يتبع...

وبعد ذلك لاحظ الكيميائي الإنجليزى جون أليكساندر ريينا نيولاندز عام 1865 ، أن العناصر ذات الخواص المتشابهه تتكرر بدورية مقدارها 8 عناصر ، مثل ثمانيات السلم الموسيقي ، وقد لاقى هذا الإقتراح ثمانيات نيولاند سخرية من معاصريه . وأخيرا في عام 1869 ، قام الألماني يوليوس لوثر ماير والكيميائي الروسي ديمتري إيفانوفيتش ميندليف تقريبا في نفس الوقت بتطوير أول جدول دوري ، بترتيب العناصر طبقا للكتلة . وقد قام مندليف بتغيير وضع مكان بعض العناصر نظرا لأان مكانها الجديد يتماشى بصورة أفضل مع العناصر الجديدة المجاورة لها, وقد تم تصحيح بعض الاخطاء في وضع بعض العناصر طبقا لقيم الكتل الذرية ، وتوقع أماكن وجود بعض العاصر التى لم تكتشف بعد . وقد تم إثبات صحة جدول مندليف لاحقا بعد إكتشاف التركيب الإلكتروني في القرن 19 ، القرن 20 .
في عام 1940 قام جلين تى سيبورج بتوضيح بعد-يورانيوم اللانثينيدات والأكتينيدات والتى يمكن أن توضع ضمن الجدول أو أسفله

يتبع...

كان مندليف قد حاول تصنيف العناصر من خلال ملاحظاته ان بعض العناصر لها خاصية كيميائية وفيزيائية متشابهة. وهذا التشابه اعتبره مندليف المفتاح للكشف عن النماذج الخفية في العناصر. فبدأ بكتابة بطاقات عليها العناصر والحقائق الثابتة والمعروفة عنها. وجعل لكل عنصر بطاقة دون عليها درجة الإنصهار والكثافة واللون والوزن الذري لذرة كل عنصر والقوة الترابطية له. وعدد الروابط التي يستطيع العنصر تكوينها . ولما فرغ مندليف من تدوين البطاقات حاول تصنيفها بعدة طرق . واخيرا لاحظ أن ثمة نماذج بدت له من خلال ترتيب هذه العناصر حسب الزيادة في الكتلة الذرية atomic mass أو الوزن الذري . فلاحظ أن القوة الترابطية the bonding power للعناصر من الليثيوم lithium حتي الفلورين fluorine تغيرت بطريقة مرتبة . فمثلا بعد الفلورين fluorine نجد العنصر الأثقل الصوديوم الذي له نفس القوة الترابطية كالليثيوم . لهذا رتب مندليف بطاقة الصوديوم تحت بطاقة الليثيوم . وهذا معناه في جدول مندليف أن العنصر له نفس الخاصية كالعنصر الذي فوقه أو العنصر الذي تحته .ورغم هذا لم يكن جدول مندليف كاملا او دقيقا . لأن ترتيب العناصر به حسب تزايد الكتلة( الوزن ) الذرية atomic mass لكل عنصر ، خلف 3 فراغات بجدوله و وقال مندليف أن هذه الفراغات ستملآ بعناصر لم تكتشف بعد . ومن خلال موقعها في جدوله استطاع أن يبين خواصها . ونشر جدول مندليف عام 1869م. ومعني كلمة دوري "periodic" أن أنماطا من خواص العناصر متكررة في كل صف. وبعد 16 سنة من نشر جدول مندليف استطاع الكيميائيون اكتشاف العناصر الثلاثة المفقودة من الجدول وهي اسكانيديوم scandium وجاليوم gallium وجرمانيوم germanium .وكانت خواصها تشبه ما ذكره مندليف عنها . فالجدول الدوري نجده جدولا للعناصر الكيماوية مرتبة لتبين خواصها الكيمائية والفيزيائية . غير ان عناصر كالكلورين والحديد والنحاس مواد كيماوية اساسية لاتتكسر بالتفاعلات الكيماوية .عكس المركبات الكيماوية التي تتكون من عدة عناصر . فالجدول الدوري وسيلة لترتيب العناصر المعروفة حتي العناصر التي لم تكتشف بعد . حقيقة العناصر المتشابهة في الخواص توضع في نفس المجموعة بالجدول الدوري . لكن لعدة سنوات لم يحل لغز هذا التشابه في هذا السلوك الصفاتي.


يتبع...

تحمل نفس المعلومات التي وضعها مندليف في جدوله . ففي هذه الجداول الحديثة وضعت العناصر التي تتشابه في خواصها علي شكل أعمدة طولية يطلق عليها مجموعات groups أو عائلات families. وعددها 18 مجموعة . فالمجموعة 1 بالجدول تضم معادن لينة كلها تتفاعل مع الماء بشدة لتعطي غاز الهيدروجين . لهذ نجد العناصر في الجدول الدوري الحديث مرتبة من اليسار لليمين ومن أعلي لأسفل في نظام تزايد العدد الذري للعناصر ( العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة ) .و يوجد بالجدول أكثر من 90 عنصر طبيعيي فوق الأرض و عناصر صناعية ابتكرات .وهذه العناصر المضافة أعدادها الذرية الأكبر بالجدول . لأنها حضرت من خلال التجارب والتفاعلات النووية . وأحدث عنصر حضر، به 116بروتون في نواة كل ذرة . هذه العناصر الصناعية لم يطلق عليها أسماء رسمبة حتي الآن . فالنظام المتبع، الترتيب حسب العدد الذري للعناصر .لكن الترتيب العمودي الذي يسمي بالمجموعات رتب حسب الخواص الكيماوية والخواص الطبيعية للعناصر، وعدد الإلكترونات في المدارات الخارجية حول النواة بذرة العنصر . ووضع العناصر في مجموعات بالجدول الدوري لم تكن واضحة المعالم . فبعض العلماء لم يوافقوا علي اختلافات بسيطة من بينها الهيدروجينHydrogen والهليوم Helium . فالهيليومHe غاز خامل لايتفاعل مع بقية العناصر . وقد وضع في المجموعة 18 التي تضم الغازات النبيلة A noble gas. وتضم أيضا النيون neon والآرجون argon والكريبتون krypton ، وكلهم غازات خاملة . لكن العلماء الذين يرتبون العناصر حسب عدد الإلكترونات في المدار الخارجي للذرات، يضعون الهليوم مع الماغنيسيوم magnesium والكالسيوم calcium والباريوم bariumفي المجموعة 2 التي يطلق عليها المعادن الأرضية القلوية the alkaline earth ****ls التي معادنها بذراتها 2 الكترون في مدارها الخارجي . والجدول الدوري نشر في أشكال وأحجام عدة لكن أكثر الجداول الحديثة المستعملة تبدأ بالمجموعة (العمود) 1حيث توجد المعادن علي اليسار ويليها المجموعة 2 معادن الأرض القلوية alkaline earth ****ls.وهاتان المجموعتان تليهما صفوف تتكون من عشرة أعمدة بها 40 عنصر وكل عمود به 4 عناصر . وهذه المجموعات العشر يطلق عليها المعادن الإنتقالية the transition ****ls وهي المجموعات من رقم 3 – 12 . والمجموعات من 13- 18في الجانب الأيمن من المجموعة يوجد خط فاصل فوقه اللامعادن non****ls كالأكسجين oxygen والكربون carbon والنيتروجين nitrogen وفي الجزء الأسفل علي اليسار يوجد القصدير tin والرصاص lead . بالإضافة لوجود مجموعتين مقسمتين لصفين . وتتكونان من 28 عنصر . كل صف به 14 عنصر . وهما باسفل الجدول الرئيسي .وهذه العناصر هي عناصر الأرض النادرة(Lanthanide، lanthanons، lanthanoids ) rare earth elements .لأن خواصها متشابهة .لدرجة يصعب علي الكيميائيين فصلهما عن بعض عندما يختلطان معا . والمفروض هذان الصفان يوضعان حسب العدد الذري بين المجموعتين 1و2 من جهة وكتلة المعادن الإنتقالية المكونة من المجموعات من 3-12 من جهة اخري ، للتقليل من حجم الجدول الدور ي . والعلماء يعتبرون الصفوف الأفقية بالجدول الدوري فترات periods تختلف في أطوالها من أعلي لأسفل الجدول .وهي تضم من أعلي لأسفل 2و8 و8 و18و18و32و32 عنصرا. وهذه الأرقام لها صلة بأقصي عدد من الإلكترونات التي يمكن أن توجد في مدار الذرة لأي عنصر في فترته . وكل فترة بالجدول ، بها العناصر غير متشابهة في الخواص عكس ما هو متبع في المجموعات بالأعمدة . والعناصر التي توجد في نفس المجموعة كالقلوبات. alkali والهالوجينات halogensنجد ان عدد الإلكترونات في المدار الخارجي لذراتها متساويا مع رقم المجموعة . ومجموعة العناصر بين مجموعة 2و مجموعة 3 المعادن الإنتقالية transition ****ls وهي متشابهة في تكوين مركبات ملونة .ولها تكافؤ مختلف وتستخدم كمواد محفزة catalysts . والعناصر من رقم 58 - 71 تعرف بالعناصر الأرضية النادرة lanthanides وحقيقة كل هذه العناصر ليست بالضرورة أن تكون نادرة في الأرض . لأن عنصر السيريوم أكثر وفرة من أي عنصر آخر واكثر 5 مرات وجودا من الرصاص . لكن كلها فضية وأكثر المعادن تفاعلا

إنتهــــــــــى