شیمی دبیرستان  کرمان ناحیه 2

گروه دیگر عناصر که فلزاتی نرم و بسیار واکنش پذیرند، عبارتند از: لیتیم (Li) ، سدیم (Na) ، پتاسیم (K) ، روبیدیم (Rb) ، سزیم (Cs) و فرانسیم (Fr). اعداد اتمی این عناصر که فلزات قلیایی نامیده می شوند، به ترتیب 3 ، 11 ، 19 ، 37 ، 55 و 87 است.

قانون تناوبی و جدول تناوبی

مقایسه اعداد اتمی عناصر در دو گروه گازهای نجیب و فلزات قلیایی نشان می‌دهد که اگر فهرستی از عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی تنظیم شود، به دنبال هر گاز نجیب ، یک فلز قلیایی قرار می‌گیرد. از بررسی گروههای دیگر عناصر ، علاوه بر این دو گروه ، معلوم می‌شود که وقتی عناصر بنابر عدد اتمی مرتب است شده باشند، خواص عناصر یک الگوی تکراری را نشان می‌دهند.

قانون تناوبی می‌گوید که هرگاه عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی مورد بررسی قرار گیرند، شباهتهای خواص عناصر به‌طور تناوبی تکرار می‌شود. جدول تناوبی بر مبنای این قانون تنظیم شده است. طرح جدول به گونه ای است که عناصر مشابه باهم گروه‌بندی شده‌اند و خواص عناصر را می‌توان از مکانی که در جدول دارند، پیشگویی کرد.

عناصری که اعداد اتمی آنها از 58 تا 71 است، در پایین جدول دیده می‌شوند و آنها را لانتانیدها یا لانتونوئیدها می‌نامند. این عناصر متعلقند به دوره ششم (که مرکب از 32 عنصر است) و در واقع باید در بدنه جدول پس از لانتان (Z=58) آمده باشند. اما برای این کار باید جدول را به‌طور عمودی برید، دو قسمت بریده را از هم جدا کرد و لانتانیدها را در مکان مناسب خود جاگذاری کرد. این آرایش ، معمول نیست، زیرا جدول طویل می‌شود و نسخه‌برداری یا چاپ آن مشکل است.

همین نکات درباره عناصری با اعداد اتمی 89 تا 103 ملحوظ می‌شود. این عناصر را آکتینید یا آکتینوئید می‌نامند و در زیر لانتانوئیدها ، در ته جدول تناوبی جای دارند. آنها متعلق به دوره هفتم هستند و باید پس از آکتینیوم (Z=89) جاگذاری شوند. به استثنای دوره اول ، هر دوره با یک فلز قلیایی آغاز می‌شود و با یک گاز نجیب پایان می‌یابد. عنصر پیش از گاز نجیب ، در هر دوره کامل (به جز نخستین دوره) ، یک هالوژن که نافلزی بسیار واکنش پذیر است، جای دارد. این هالوژنها عبارتند از: فلوئور ، کلر ، برم ، ید و استاتین.

گروه

عناصری که در یک ستون عمودی جدول ظاهر می‌شوند، یک گروه یا خانواده نامیده می‌شوند. عناصر یک گروه ، خواص شیمیایی مشابهی دارند. سه گروهی که از آنها نام بردیم، گروههای گازهای نجیب ، فلزات قلیایی و هالوژنها هستند. هر گروه ، با عنوان خاص مشخص می‌شود که معمولا مرکب از یک عدد رومی است و به دنبال آن ، حرف A یا B می‌آید. اما برای مشخص کردن گروهها چند سیستم متداول است.

در حدود 80% عناصر شناخته شده ، فلز هستند. خط مورب پله‌وار جدول تناوبی ، مشخص کننده تقسیم تقریبی میان فلزات و نافلزات است. نافلزات در طرف راست این خط قرار می‌گیرند، اما این تقسیم‌بندی ، دقیق و کامل نیست. عناصر نزدیک به این خط ، گاهی شبه فلزات و نیمه فلزات نامیده می‌شوند. این عناصر ، خواصی میان فلزات و نافلزات دارند.

در یک دوره ، گستره ای از خواص متفاوت مشاهده می‌شود. هر دوره ، به استثنای دوره اول ، با یک فلز بسیار واکنش‌پذیر یعنی یک فلز قلیایی آغاز می‌شود. خواص عناصر بعدی ، از یک عنصر به عنصر دیگر تغییر می‌کند. خواص فلزی کاسته می‌شود و جای آن را خواص نافلزی می‌گیرد. هر دوره به جز دوره اول ، با یک نافلز بسیار واکنش‌پذیر یعنی یک هالوژن که یک گاز نجیب به دنبال آن می‌آید، پایان می‌پذیرد.

جدول تناوبی به شکلی که امروزه در دسترس می باشد، از ابتدا به این صورت نبوده و طی سال های بسیاری گسترش یافته است.

گرچه منابع، دیمتری مندلیف را اولین دانشمندی معرفی کردند که عناصر را بر اساس وزن اتمی شان به صورت جدول مرتب کرد اما تا قبل از آنچه مندلیف ارایه کرده بود، تاریخچه ای در این مورد وجود دارد که در زیر خلاصه ای از آن آورده شده است.

در سال 1669 بازرگان آلمانی و کیمیاگر مبتدی به نام Hennig Brand تلاش کردند سنگ فیلسوف را کشف کنند، چیزی که ظاهرا می توانست فلزات را به طلای خالص تبدیل کند. او اولین نفری بود که فسفر را کشف کرد. در سال 1680 Robert Boyle، نیز فسفر را کشف کرد و این عنصر به عموم شناخته شد.

در سال 1809 ، حداقل 47 عنصر کشف شده بود که دانشمندان سعی می کردند آنها بر اساس مشخصاتشان دسته بندی کنند.

در سال 1863 شیمیدان انگلیسی John Newlands ، عنصر کشف شده را بر اساس مشخصاتشان به 11 گروه تقسیم کرد.

در سال 1869 شیمیدان روسی Dimitri Mendeleev، بر اساس وزن اتمی عناصر را رده بندی کرد. او کشف سایر عناصر را نیز پیش بینی کرد و فضایی را برای آنها در جدول تناوبی خود در نظر گرفت.

در سال 1886 فیزیکدان فرانسوی Antoine Bequerel ، اولین بار رادیو اکتیویته را کشف کرد. Marie و Pierre Curie روی تابش اورانیم و توریوم تحقیق کردند و در ادامه رادیم و پولونیم را کشف کردند.

در سال 1894 Sir William Ramsay و Lord Rayleigh گازهای نجیب را کشف کردند که به عنوان گروه 0 به جدول تناوبی اضافه شدند.

در سال 1897 فیزیکدان انگلیسی J. J. Thomson اولین بار الکترون (ذره با بار منفی در یک اتم) را کشف کرد.

در سال 1913 Bohr کشف کرد که الکترون ها به دور یک هسته با انرژی های مختلف می چرخند که آنها را اربیتال نامید. تابش در حین حرکت آنها از یک اربیتال به اربیتال دیگر ساتع می شود.