در قرن 19 ابتدا یوهان دوبراینر خواص مجموعه ای از عناصر را به صورت 3 تایی مورد بررسی قرار داد.سپس جان نیولندز قانون 8 تایی خود را تنظیم و ارائه کرد.طبقه بندی نوین تناوبی عناصر از کایولیوس لوتامیر به ویژه مندلیف نشات میگیرد.هنری موزلی توانست بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر عدد اتمی صحیح آن را تعیین کند.بنا بر این توانست مشکل عناصری را که بر اساس وزن اتمی در جای درست خود قرار نمیگرفتند حل کند
تاریخ ها نیز برای سالی هستند که جدول خودشون رو ارائه کردند .
لاووازیه ۱۷۸۹
برزیلیوس ۱۸۰۸
دوبرامیز ۱۸۱۷
لوشان کورتوا ۱۸۶۲
نیولندر ۱۸۶۳
ادلینگ ۱۸۶۴
مندلیف ۱۸۶۹ : (جدول)
لوتارمیر ۱۸۷۰
بوهر ؟ : (جدول)
و اینم یه جدولی هست که نمی دونم که کی اون رو درست کرده :
در سال ۱۸۷۱ دیمتری ایثوانوویچ مندلیف (۱۹۰۷- ۱۸۳۴) دانشمند نابغه روسی طرح جدول تناوبی خود را مطرح نمود.جدول تناوبی مندلیف بر پایه ویژگی های شیمیایی و فیزیکی ۶۳ عنصر کشف شده تا آن زمان استوار بود. قبل از مندلیف دانشمندانی چون دوبرنیر، نیولندز و می یر نیز سعی کرده بودند تا عنصرهای کشف شده را به صورتی طبقه بندی نمایند که از روی موقعیت آنها در جدول تناوبی بتوان خواص شان را پیشگویی نمود. اما دسته بندی مندلیف به دلیل ابتکاراتی که مندلیف در تهیه آن بکار برده بود بسیار موفق تر از سایر دسته بندی ها بود.
مندلیف با بررسی عناصر مختلف متوجه شد که یک نظام و الگوی مشخص در تکرار تناوبی خواص عناصر وجود دارد. این نظام که بر پایه آن گفته می شد، هرگاه عنصرها را بر اساس افزایش جرم اتمی مرتب نماییم، خواص شیمیایی و فیزیکی آن ها به طور تناوبی تکرار می شود، اساس طبقه بندی مندلیف گردید.
مندلیف در تنظیم جدول خود از دو اصل زیر استفاده نمود:
۱- عنصرها برحسب افزایش تدریجی جرم اتمی آن ها در ردیف هایی کنار یکدیگر قرار می گیرند.
۲- عنصرهایی که در یک گروه قرار می گیرند، باید خواص مشابهی داشته باشند.
وی در مواردی مجبور شد برخی از خانه های جدول تناوبی خود را خالی بگذارد، تا سایر عناصر با خواص مشابه در یک گروه قرار بگیرند. در توجیه این مسئله مندلیف معتقد بود که هنوز تعدادی از عناصر کشف نشده اند. او خواص این عناصر را پیش از کشف آنها پیش بینی نمود و همین مسئله سایر دانشمندان را در کشف این عناصر مشتاق کرد. از جمله عناصری که مندلیف جای آنها را خالی گذاشت می توان به عناصری با عدد جرمی ۴۴، ۶۸و ۷۲ اشاره کرد، که بعدها این عناصر کشف شده و باعث شهرت و اعتبار هرچه بیشتر مندلیف شدند.
علاوه بر سه عنصر فوق مندلیف خواص ۷ عنصر دیگر را نیز به همین ترتیب پیشگویی کرده بود که بعدها یکی پس از دیگری کشف شده و باعث شهرت یافتن جدول تناوبی مندلیف شدند.
از دیگر خلاقیت هایی که مندلیف در تنظیم جدول خود بکار برد می توان به ترجیح دادن شباهت خواص عناصر یک گروه بر افزایش تدریجی جرم اتمی اشاره نمود. وی در مورد عناصری مانند تلور با عدد جرمی ۱۲۷.۶۰ و ید با عدد جرمی ۱۲۶.۹ با اینکه می بایست ید را را در گروه ششم و قبل از تلور قرار می داد با توجه به خواص آنها برعکس عمل نموده و ید را علیرغم کم بودن جرم اتمی آن بعد از تلور در گروه هفتم قرارا داد. او در مورد کبالت(۵۸.۹۳) و نیکل (۵۸.۶۹) و همچنین آرگون (۳۹.۹۵) و پتاسیم ( ۳۹.۱) نیز اصل شباهت خواص را بر افزایش جرم اتمی ترجیح داد تا اینکه عناصر دارای خواص شیمیایی و فیزیکی مشابه در یک گروه قرار بگیرند.
در سال ۱۹۱۳ میلادی ازمایش های هنری موزلی با رتوی تازه کشف شده X نشان داد که در هسته هر اتم تعدادی بار مثبت وجود دارد که همان عدد اتمی یک عنصر می باشد. عدد اتمی هر عنصر مقداری معین و ثابت بوده و برخلاف جرم اتمی اعشار ندارد.
هم چنین معین شد که عدد اتمی ید از تلور، نیکل از کبالت و تاسیم از آرگون بزرگتر است. بنابراین مبنای اصلی جدول مندلیف از جرم اتمی به عدد اتمی تغییر یافته و جایگاه هر عنصر در جدول تناوبی بر اساس یک قانون علمی به نام قانون تناوبی معین گردید.
بر اساس قانون تناوبی، هرگاه عنصرها را بر اساس افزایش عدد اتمی آنها مرتب نماییم، خواص فیزیکی و شیمیایی آنها به طور تناوبی تکرار می شود.
جدول تناوبی امروزی بر ایه قانون تناوبی استوار است. در این جدول عنصرها به ترتیب افزایش عدد اتمی در ردیف های افقی قرار گرفته اند. این جدول ۱۸ ستون عمودی و ۷ سطر افق دارد. هر ستون را یک گروه یا خانواده و هر ردیف را یک دوره یا تناوب می نامند.بنابراین ما در جدول تناوبی ۱۸ گروه داریم که ۲ گروه سمت چپ و ۶ گروه سمت راست را گروههای اصلی و ۱۰ گروه میانی را گروه عناصر واسطه یا گروههای فرعی می نامند.
در روشهای قدیمی عناصر واسطه را به ۸ گروه تقسیم می کردند به همین جداول قدیمی ۱۶ گروه داشتند. ولی در روش جدید ۱۸ گروه در جدول وجود دارد.
بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی یک عنصر را تعداد الکترون های لایه ظرفیت اتم آنها تعیین می کند. لذا از آنجایی که در یک گروه آرایش الکترونی لایه ظرفیت تمام اعضا مشابه است بنابراین خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر یک گروه مشابه یکدیگر می باشد. به کمک آرایش الکترونی یک اتم می توان شماره گروه و تناوب آن را تعیین نمود. در اتم عنصرهای متعلق به گروههای اصلی تعداد الکترون های لایه ظرفیت با شماره گروه و شماره بیرونی ترین لایه الکترونی، نشان دهنده شماره تناوب عنصر است.
برای تعیین موقعیت عناصر واسطه در جدول تناوبی بایستی تعداد الکترونهای s و d لایه های آخر را باهم جمع کنیم، چنانچه مجموع الکترونها کمتر از ۸ باشد، شماره گروه عنصر را معین می کند. چنانچه مجموع الکترونها برابر با ۸، ۹ و یا ۱۰ باشد، عنصر به گروه VIIIB متعلق است. و اگر مجموع الکترونها برابر با ۱۱ یا ۱۲ باشد عنصر به ترتیب به گروه IB و IIB تعلق دارد. در عناصر واسطه شماره زیر لایه s بیرونی ترین لایه الکترونی، شماره تناوب عنصر را معین می کند.
از میان ۱۰۹ عنصری که تا به حال خواص آنها به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته استُ ۹۱ عنصر به طور طبیعی در طبیعت یافت شده و بقیه طی واکنشهای هسته ای در آزمایشگاهها ساخته شده اند.
فلزها بیش از ۸۰ درصد عناصر جدول را به خود اختصاص می دهند. بیشتر عناصر اصلی و تمام عناصر واسطه و واسطه داخلی فلز هستند. این عناصر در دمای اتاق جامد بوده ( بجز جیوه که مایع است.) و نقطه ذوب و جوش اغلب آنها زیاد است. سطح فلزات براق بوده و گرما و جریان الکتریسیته را به خوبی از خود عبور می دهند. چکش خوار، تورق پذیر و شکل پذیر هستند.
نافلزها اغلب در دمای اتاق یا جامد هستند و یا گاز (بجز برم که مایع است.) سطح نافلزها براق نبوده و رسانای خوبی برای برق و گرما نیستند. برخلاف فلزها، شکننده بوده و قابلیت چکش خواری و مفتول شدن را ندارند.
تعدادی از عناصر جدول برخی از خواص فلزات و برخی از خواص غیرفلزات را توأمان دارند، به این عناصر شبه فلز می گویند که نقش بسیار مهمی در صنایع الکترونیک دارند. از جمله شبه فلزات مهم می توان به سیلیسیم اشاره نمود.
نام عنصر نشانه اتمی عدد اتمی چگالی نقطه ذوب جرم اتمی شعاع اتمی شعاع یونی رنگ شعله
لیتیم Li 3 0.534 453.7 6.94 0.152 0.068 قرمز
سدیم Na 11 0.971 371 22.99 0.185 0.098 زرد
پتاسیم K 19 0.862 336.8 39.10 0.227 0.133 بنفش
روبیدیم Rb 37 1.532 312.2 85.47 0.247 0.148 قرمز
سزیم Cs 55 1.873 301.6 132.91 0.265 0.167 آبی
فرانسیم Fr 87
این گروه شامل فلزات لیتیم(Li)، سدیم(Na)، پتاسیم(k)، روبیدیم(Rb)، سزیم(Cs)، و فرانسیم (Fr) است که به آنها گاهی فلزات قلیایی نیز گفته می شود. فرانسیم از سری عناصر تجزیه رادیواکتیو طبیعی بوده و بر اثر واکنش های هسته ای به طور طبیعی تشکیل می شود. تمام ایزوتوپ های فرانسیم طول عمر کوتاهی دارند.
واکنش پذیری فلزات قلیایی از سایر فلزات بیشتر بوده و به همین دلیل هیچ یک از این فلزات در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی شوند. این عناصر یک الکترون منفرد در لایه ظرفیت خود دارند که به واسطه از دست دادن این الکترون به آرایش گاز بی اثر ماقبل خود رسیده و یون یک بارمثبت M+ تولید می کنند. با توجه به کوچک بودن نخستین انرژی یونیزاسیون در این گروه و با در نظر گرفتن این واقعیت که یونهای +M آنها کاملا کروی بوده و قطبیت پذیری آنها کم می باشد، چنین نتیجه می شود که شیمی این عناصر اساساً شیمی یونهای ۱+ آنهاست و جز حالت اکسایش ۱+ حالت دیگری برای اکسایش آنها نمی توان در نظر گرفت. در بعضی موارد مانند مولکولهای دو اتمی و گازی شکل Na2 و Cs2 و ... پیوندهای کووالانسی در بین عناصر این گروه مشاهده می شود و بدون شک در کی لیتها و ترکیبات آلی فلزی پیوند این عناصر با اکسیژن، نیتروژن و کربن به مقدار جزئی خصلت کووالانسی دارد. تمایل به داشتن خصلت کووالانسی در لیتیم حداکثر و در سزیم حداقل می باشد. با بررسی های انجام شده در مورد فرانسیم نیز مشخص شده که رفتار یون فرانسیم به همان صورتی است که از موقعیت آن در این گروه می توان انتظار داشت. در فلزات قلیایی اثر افزایش اندازه و جرم بر روی خواص شیمیایی و فیزیکی، از همه گروههای جدول تناوبی آشکارتر می باشد. از این رو در این سری با افزایش عدد اتمی نقطه ذوب، گرمای تصعید، نقطه جوش، قدرت پیوندهای کووالانسی M2 ، انرژی شبکه کلیه نمکها( به جز آنهایی که اندازه آنیون در آنها بسیار کوچک است.) و ... از بالا به پایین کاهش می یابد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 18 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله جدول مندلیف
