تاريخ الجدول الدوري

في عام 1869، قام العالم الروسي مندليف Mendeleev ببناء الجدول الدوري الحديث للعناصر إنجازاً علمياً رئيسياً. وبالرغم من الجهود الكبيرة التي بُذلت لترتيب العناصر وتصنيفها، إلا أن ذلك ظل محدوداً وغير دقيق إلى أن قدّم العالم الروسي مندليف نموذجاً للجدول الدوري مُعتمداً على الكتل الذرّية للعناصر.

وقد نجح الجدول الدوري لمندليف إلى تركه فراغات لعناصر مُحتملة لم تكن مُكتشفة بعد (الصورة 1-3)، ولعدم مُحاولته توزيع العناصر وفق أنماط مُعيّنة. لأنه لم يكن يملك دليلاً يُثبت ذلك التوزيع.

بناء الجدول الدوري الحديث

اعتُبرت عملية بناء الجدول الدوري Periodic Table الحديث للعناصر إنجازاً علمياً رئيسياً. ولم تكن مُحاولة مندليف الأولى من نوعها لإنشاء نموذج للجدول الدوري مُعتمداً على أعداد أعدادها الذرّية في صفوف أفقية تُسمّى بالدورات Periods وأعمدة رأسية تُسمّى بالمجموعات Groups.

الدورات (الصفوف الأفقية)

يتضح من الشكل (1-3) أن الجدول الدوري يتألف من 7 دورات، تتألف الدورة الأولى من عُنصريْ الهيدروجين والهيليوم، أما الدورة الثانية فتتكوّن من ثمانية عناصر تبدأ بالليثيوم وتنتهي بالنيون. ونلاحظ أن العدد الذرّي للعنصر يزداد بمقدار 1 عن العنصر الذي يسبقه.

وتم أيضاً تقسيم العناصر في الجدول الدوري إلى 8 مجموعات رئيسية (الشكل 1-3). فقد رُتّبت العناصر على شكل مجموعات رئيسية من I إلى VIII بحيث تتألف المجموعة الواحدة خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة.

توزيع العناصر في الجدول الدوري

يوضّح الشكل (3-1) توزيع الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات في الجدول الدوري. نلاحظ أن الفلزات تقع في يسار الجدول الدوري (معظم العناصر)، بينما اللافلزات تقع في يمين الجدول، ويفصل بين الفلزات واللافلزات خط متدرج من العناصر تُسمّى أشباه الفلزات Metalloids أو Semi-metals.

العلاقة بين الترتيب الإلكتروني والجدول الدوري

يُعتبر الترتيب الإلكتروني Electron arrangements علاقة واضحة مُباشرة بين موقع العنصر في الجدول الدوري وتوزيعه الإلكتروني. حيث:

• رقم الدورة: يدل على عدد مستويات الطاقة التي تحتوي على إلكترونات في العنصر
• رقم المجموعة: يدل على عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي للعناصر الرئيسية

تدرج الصفة الفلزية واللافلزية

يُبدي الانتقال من الخصائص الفلزية إلى الخصائص اللافلزية للعناصر في الدورة الواحدة ما يلي:

• تقع الفلزات في يسار الجدول الدوري
• تقع اللافلزات في يمين الجدول الدوري
• تقع أشباه الفلزات في منطقة وسطية بينهما
• تزداد الصفة الفلزية بالاتجاه من اليمين إلى اليسار في الدورة الواحدة
• تزداد الصفة الفلزية بالاتجاه من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة الواحدة

أمثلة على التدرج في الخصائص

الدورة الثالثة:

عند الانتقال من Na → Mg → Al → Si → P → S → Cl → Ar نلاحظ:

• الصوديوم (Na): فلز نشط جداً
• المغنيسيوم (Mg): فلز نشط
• الألومنيوم (Al): فلز
• السيليكون (Si): شبه فلز
• الفسفور (P): لافلز
• الكبريت (S): لافلز
• الكلور (Cl): لافلز نشط جداً
• الأرجون (Ar): غاز نبيل (خامل)