تبلیغات
مطلب - جدول تناوبی
 
مطلب
                                                        
درباره وبلاگ


مدیر وبلاگ : مرتضی عامری

نویسندگان
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
جمعه 13 اردیبهشت 1392 :: نویسنده : مرتضی عامری

جدول تناوبی عناصر

جدول تناوبی عنصرهای شیمیایی‏، نمایش جدولی عنصرهای شیمیایی بر پایهٔ عدد اتمی،آرایش الکترونی و ویژگی‌های شیمیایی آن‌ها است. ترتیب جایگیری عنصرها در این جدول از عدد اتمی کمتر به سوی عدد اتمی (شمار پروتون‌های) بالاتر است. شکل استاندارد این جدول ۱۸ × ۷ است؛ عنصرهای اصلی در بالا و دو ردیف کوچکتر از عنصرها در پایین جای دارد. می‌توان این جدول را به چهار مستطیل شکست، این چهار ستون مستطیلی عبارتند از: بلوک اس در سمت چپ، بلوک پی در راست، بلوک دی در وسط و بلوک اف یا همان فلزات واسطهٔ خارجی در پایین. ردیف‌های این جدول، دوره و ستون‌های آن یا همان ستون‌های s و d و p، گروه‌های جدول تناوبی نام دارند. همچنین گاهی برخی از این گروه‌های نام‌های ویژه‌ای دارند برای نمونه گروههالوژن‌ها و گازهای نجیب از آن جمله‌اند. هدف از ساخت جدول تناوبی چه به شکل مستطیلی و چه به شکل‌های دیگر برای بررسی بهتر ویژگی‌های شیمیایی عنصرها بوده است این جدول کاربرد زیادی در دانش شیمی و پردازش رفتار عنصرها دارد.

اعتبار جدول تناوبی به پای دیمیتری مندلیف نوشته شده است با اینکه پیشروان دیگری پیش از او وجود داشته‌اند. او این جدول را در سال ۱۸۶۹ منتشر کرد این نخستین جدولی بود که به این گستردگی مرتب شده بود. مندلیف این جدول را درست کرد تا ویژگی‌های دوره‌ای آنچه که بعدها «عنصر» نام گرفت را بهتر نشان دهد. وی توانسته بود برخی ویژگی‌های عنصرهایی که هنوز کشف نشده بود را پیشبینی کند و جای آن‌ها را خالی گذاشته بود. کم کم با پیشرفت دانش، عنصرهای تازه تری شناسایی شد و جای خالی عنصرها در جدول پُر شد. با شناسایی عنصرهای نو و گسترش شبیه سازی‌های نظری دربارهٔ رفتار شیمیایی مواد، جدول آن روز مندلیف بسیار گستده تر شده است.

همهٔ عنصرهای شیمیایی از عدد اتمی ۱ (هیدروژن) تا ۱۱۸ (آن‌ان‌اکتیوم) شناسایی یا ساخته شده‌اند. از ابتدای جدول تا کالیفرنیم (و خود کالیفرنیم) همهٔ عنصرها در طبیعت پیدا می‌شوند اما باقی ماندهٔ آن‌ها در آزمایشگاه ساخته شده‌اند. دانشمندان هنوز به دنبال ساخت عنصرهای پس از آن‌ان‌اکتیوم اند و البته این پرسش را پیشرو دارند که عنصرهای تازه تر چگونه جدول را اصلاح خواهند کرد. همچنینایزوتوپ‌های پرتوزای بسیاری هم در آزمایشگاه ساخته شده است.

ظاهر

همهٔ نسخه‌های جدول تناوبی تنها دربردارندهٔ عنصرهای شیمیایی اند و مخلوط، ترکیب یا ذرات زیراتمی در آن‌ها جایی ندارد.[n ۱] هر عنصر شیمیایی یک عدد اتمی یکتا دارد و این عدد برابر با شُمار پروتون‌ها در هستهٔ اتمش است. عنصرها می‌توانند در اتم‌های گوناگون شُمارنوترون‌های متفاوت داشته باشند در این حالت به آن‌ها ایزوتوپ گفته می‌شود. برای نمونه کربن سه ایزوتوپ طبیعی دارد همهٔ ایزوتوپ‌های کربن ۶ پروتون، و بیشتر آن‌ها ۶ نوترون دارند اما یک درصد آن‌ها ۷ نوترون و شمار کمتری از آن‌ها ۸ نوترون دارد. ایزوتوپ‌ها هرگز در جدول تناوبی به صورت از هم جدا، نمایش داده نمی‌شوند بلکه به صورت دسته‌ای با هم زیر عنصر می‌آیند. عنصرهایی که هیچ ایزوتوپ پایداری ندارند جرم اتمی پایدارترین ایزوتوپشان را خواهند داشت و جرم‌های اتمی آن‌ها درون پرانتز فهرست می‌شود.

در جدول تناوبی استاندارد عنصرها به ترتیب عدد اتمی (شمار پروتون‌ها در هسته) کمتر به بیشتر مرتب شده‌اند. یک ردیف تازه در جدول (دورهٔ جدول تناوبی) با یک لایهٔ الکترونی تازه و نخستین الکترونش آغاز می‌شود. عنصرهایی که در یک ستون جدول (گروه) جای می‌گیرند همگی شمار الکترون‌های برابر در لایهٔ آخر الکترونی خود دارند به عبارت دیگر آرایش الکترونی لایه آخر آن‌ها یکسان است مانند اکسیژن وسلنیم که هر دو در یک ستون اند و هر دو چهار الکترون در لایهٔ بیرونی آرایش الکترونی خود یعنی تراز P، دارند. عنصرهایی که ویژگی‌های شیمیایی همانندی دارند معمولا در یک گروه جدول می‌افتند. هرچند گاهی استثنا هم دیده می‌شود برای نمونه در بلوک f و از برخی نظرها در بلوک d عنصرهایی که در یک دوره اند ویژگی‌های نزدیک به هم از خود نشان می‌دهند. در نتیجه به آسانی می‌توان ویژگی‌های شیمیایی یک عنصر را با آگاهی از عنصرهای پیرامونی اش پیش بینی کرد.

تا سال ۲۰۱۲ جدول تناوبی ۱۱۸ عنصر داشته است که ۱۱۴ تا از آن‌ها به صورت رسمی از سوی اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی پذیرفته و نامگذاری شده‌اند. ۹۸ عنصر از ۱۱۸ تا به صورت طبیعی پدید آمده‌اند و از آن میان ۸۴ مورد از روز پدیداری زمین ثابت بوده‌اند در حالی که ۱۴ تای باقی مانده در زنجیرهٔ نیمه‌عمر افتاده‌اند یا به عبارت دیگر پرتوزایند. همهٔ عنصرهای میان اینشتینیم وکوپرنیسیم و همچنین دو عنصر فلروویوم و لیورموریوم در طبیعت پدید نیامده‌اند بلکه در آزمایشگاه ساخته شده‌اند سپس آیوپاک آن‌ها را به طور رسمی پذیرفته است. گزارش شده که عنصرهای ۱۱۳، ۱۱۷، ۱۱۵ و ۱۱۸ هم در آزمایشگاه ساخته شده‌اند اما هنوز آیوپاک آن‌ها را تایید نکرده است. برای همین این عنصرها هنوز با نام ترکیب شیمیایی و بر پایهٔ عدد اتمی‌شان شناخته می‌شوند. تاکنون عنصری سنگین‌تر از اینشتینیم (عنصر ۹۹) در طبیعت به صورت خالص در اندازهٔ قابل مشاهده، پیدا نشده است.از سال ۲۰۱۲ هنوز عنصری که ۱۱۸ را رد کند ساخته نشده است.


روش دسته بندی

گروه ها

یک گروه یا خانواده یک ستون عمودی از جدول تناوبی است. عنصرهای یک گروه معمولا ویژگی‌های نزدیک به هم بیشتری دارند تا عنصرهای یک دوره یا بلوک. دانش مکانیک کوانتوم نشان می‌دهد که دربارهٔ ساختار اتمی پژوهش می‌کند نشان می‌دهد که چون عنصرهای موجود در یک گروه همگی از آرایش الکترونی یکسانی در لایهٔ آخر الکترونی برخوردارند برای همین ویژگی‌های شیمیایی همانندی از خود نشان می‌دهند و هرچه عدد اتمی آن‌ها بالاتر می‌رود ویژگی‌هایشان بیشتر نمود پیدا می‌کند. با این حال گاهی در بلوک d و f همانندی‌های عنصرهای یک دوره به اندازهٔ همانندی‌ها در یک گروه مهم اند. به همانندی (شباهت) در یک دوره، همانندی افقیو در یک گروه، همانندی عمودی می گوییم.

بر اساس یک قرارداد جهانی، گروه‌ها از ۱ تا ۱۸ شماره‌گذاری شده‌اند که گروه شمارهٔ یک را نخستین گروه از چپ (فلزهای قلیایی) و آخرین گروه را گروه نخست از راست (گازهای نجیب) در نظر گرفته‌اند. در گذشته شمارهٔ گروه‌ها را با عددهای رومی نشان می‌دادند. همچنین در آمریکا برای گروه‌های بلوک اس و پی یک حرف A و برای عنصرهای بلوک دی یک حرف B در کنار شمارهٔ رومی گروه می‌گذاشتند. برای نمونه برای نشان دادن گروه چهار می‌نوشتند: IVB و برای گروه چهاردهم یا عنصرهای گروه کربن می‌نوشتند.IVA در اروپا هم همین روش بکار می‌آمد با این تفاوت که حرف A برای گروه‌های پیش از گروه ۱۰ و حرف B برای عنصرهای گروه ۱۰ و گروه‌های پس از آن بکار می‌رفت. در سال ۱۹۸۸ آیوپاک سامانهٔ نام‌گذاری تازه‌ای را پیشنهاد کرد و روش‌های پیشین همگی فراموش شد.

نام‌گذاری نخستین گروه‌ها
گروهنام
1فلزهای قلیایی
2فلزهای قلیایی خاکی
11فلزهای سکه
12فلزهای فرار (کم کاربرد)
13گروه بور
14گروه کربن
15گروه نیتروژن
16کالکوژن‌ها
17هالوژن‌ها
18گاز نجیب;

عنصرهای یک گروه در شعاع اتمی، انرژی یونش و الکترون‌دوستی به هم مانند اند. از بالا به پایین، شعاع اتمی عنصرها افزایش می‌یابد در نتیجه الکترون‌های لایهٔ آخر در فاصلهٔ دورتری از هسته جای می‌گیرند چون ترازهای انرژی بیشتری پُر شده‌اند. از بالا به پایین، انرژی یونش کاهش می‌یابد چون الکترون‌ها کمتر به هسته پیوند خورده‌اند و آسان تر می‌توان آن‌ها را جدا کرد. با تحلیل مشابه، از بالا به پایین الکترون‌دوستی عنصرها کاهش می‌یابد چون فاصلهٔ میان الکترون‌های لایهٔ آخر و هسته افزایش می‌یابد.البته در این میان استثناهایی هم وجود دارد. برای نمونه در گروه ۱۱ الکترون‌دوستی از بالا به پایین افزایش می‌یابد.

دوره ها

یک دوره در جدول تناوبی، یک ردیف افقی از این جدول است. با اینکه عنصرها در یک گروه همانندی‌های بسیاری دارند اما بخش‌هایی از دوره‌ها هستند که از اهمیتی بیش از گروه‌ها برخوردارند. مانند بلوک اف، جایی که لانتانیدها و آکتینیدها دو مجموعهٔ افقی از عنصرهای جدول را می‌سازند.

عنصرها در یک دوره همانندی‌هایی از دید شعاع اتمی، انرژی یونی شدن، الکترون‌دوستی و Electron affinity (مقدار انرژی آزاد شده هنگامی که یک الکترون به یک مولکول یا اتم خنثی افزوده می‌شود) از خود نشان می‌دهند. در یک دوره از چپ به راست، شعاع اتمی کاهش می‌یابد این پدیده، به این دلیل است که با افزایش عدد اتمی در یک دوره شمار لایه‌های الکترونی ثابت است اما شمار پروتون‌ها افزایش می‌یابد برای همین الکترون‌ها بیشتر به سوی هسته کشیده می‌شوند.کاهش شعاع اتمی باعث افزایش انرژی یونی شدن می‌شود (از چپ به راست). هرچه پیوندها در یک عنصر محکم تر باشد انرژی بیشتری هم برای جداسازی یک الکترون نیاز است. الکترون‌دوستی مانند انرژی یونی شدن رفتار می‌کند و از چپ به راست افزایش می‌یابد چون کشش هسته بر روی الکترون‌ها افزایش می‌یابد. همچنین مقدار Electron affinity هم در طول یک دوره اندکی تغییر می‌کند. فلزها (عنصرهای سمت چپ دوره) معمولا نسبت به نافلزها (سمت راست دوره) Electron affinity پایین تری دارند. این قانون برای گازهای نجیب برقرار نیست.





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :




 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر