بطاقات عناصر الجدول الدوري لمندليف.

الكيمياء موضوع رائع ولكنه صعب. وإذا لم يكن لدى المدرسة ملحقات لإجراء التجارب ، فيمكننا القول إنها مرت تمامًا. ولكن هناك شيء يجب أن يكون فيه كل شخص على الأقل موجهًا إلى الحد الأدنى. هذا هو الجدول الدوري.

بالنسبة لأطفال المدارس ، فإن التعلم هو تعذيب حقيقي. إذا رأوها في الأحلام ، عندها فقط كوابيس. الكثير من العناصر ، لكل منها رقمها الخاص ... لكن أم واحدة للعديد من الأطفال ابتكرت طريقة مسلية ، كيف تتعلم الجدول الدوري. إنه مناسب للأطفال والكبار على حد سواء ، وسوف يخبرك رد الفعل عن ذلك بكل سرور "بسيط جدا!".

الجدول الدوري للعناصر الكيميائية

كما أوضحت كارين تريب ، وهي أم لأربعة أطفال ، أنه من خلال النهج الصحيح ، من الممكن تعلم أي شيء. لإرفاق دراسة الكيمياءحتى الأطفال الصغار ، قررت تحويل الجدول الدوري للعناصر إلى ساحة معركة بحرية.

تحتوي اللعبة على أربع صفحات مع الجدول الدوري - صفحتان لكل لاعب. يحتاج كل لاعب إلى رسم سفنه على طاولة ، وعلى الأخرى - لتعيين طلقاته وسفن العدو المحطمة بالنقاط.

قواعد القتال البحري هي نفسها كما في اللعبة الكلاسيكية. فقط من أجل إسقاط قارب الخصم ، لا تحتاج إلى تسمية الحرف والرقم ، ولكن العنصر الكيميائي المقابل.

ستسمح هذه التقنية للأطفال ليس فقط بتعلم أسماء العناصر الكيميائية. يعزز تنمية الذاكرة والتفكير المنطقي. بعد كل شيء ، سيحلل الأطفال الأرقام التسلسلية والألوان.

لتسهيل عثور الأطفال في البداية على العنصر المطلوب ، يجب ترقيم الصفوف والأعمدة بالأرقام. ولكن ، وفقًا لكارين ، بعد بضعة أيام من لعب "معركة البحر الكيميائية" ، بدأ أطفالها في التنقل بشكل مثالي في الجدول الدوري. حتى أنهم يعرفون الكتل الذرية والأرقام التسلسلية للعناصر.

بمرور الوقت ، يمكن أن تكون قواعد اللعبة معقدة. على سبيل المثال ، ضع السفينة فقط ضمن عائلة واحدة من العناصر الكيميائية.

حتى الابنة البالغة من العمر ثماني سنوات لأم مبدعة لم تدرس الكيمياء بعد في المدرسة تلعب هذه اللعبة بسرور. وبالنسبة للبالغين ، فهذه طريقة رائعة للاستمتاع.

يمكن طباعة جميع صفحات الجدول الدوري للعب معركة البحر على طابعة عادية أو ملونة واستخدامها لعدد غير محدود من المرات.

الجدول الدوري للعناصر الكيميائية

التمثيل البياني للقانون الدوري هو الجدول الدوري. يحتوي على 7 فترات و 8 مجموعات.

الشكل المختصر للجدول D.I. مندليف.

نسخة شبه طويلة من الجدول D.I. مندليف.

هناك أيضًا نسخة طويلة من الجدول ، وهي تشبه النسخة شبه الطويلة ، ولكن لا يتم إخراج سوى اللانثانيدات والأكتينيدات من الجدول.

الجدول الأصلي لـ D. I. Mendeleev

1. فترة - عناصر كيميائية مرتبة في خط (1-7)

صغير (1 ، 2 ، 3) - تتكون من صف واحد من العناصر

كبير (4 ، 5 ، 6 ، 7) - تتكون من صفين - زوجي وفردي

يمكن أن تتكون الفترات من 2 (الأول) ، 8 (الثاني والثالث) ، 18 (الرابع والخامس) أو 32 (السادس). الفترة الأخيرة ، السابعة غير مكتملة.

تبدأ جميع الفترات (باستثناء الأولى) بمعدن قلوي وتنتهي بغاز نبيل.

في جميع الفترات ، مع زيادة الكتلة الذرية النسبية للعناصر ، لوحظ زيادة في الخصائص غير المعدنية وضعف الخصائص المعدنية. في فترات طويلة ، يحدث انتقال الخصائص من المعدن النشط إلى الغاز النبيل بشكل أبطأ (بعد 18 و 32 عنصرًا) منه في فترات قصيرة (بعد 8 عناصر). بالإضافة إلى ذلك ، في فترات قصيرة من اليسار إلى اليمين ، يزداد التكافؤ في المركبات التي تحتوي على الأكسجين من 1 إلى 7 (على سبيل المثال ، من Na إلى Cl ). في الفترات الكبيرة ، في البداية يزداد التكافؤ من 1 إلى 8 (على سبيل المثال ، في الفترة الخامسة من الروبيديوم إلى الروثينيوم) ، ثم هناك قفزة حادة ، وينخفض ​​التكافؤ إلى 1 للفضة ، ثم يزداد مرة أخرى.

2. المجموعات - أعمدة عناصر عمودية بنفس عدد إلكترونات التكافؤ ، مساوية لرقم المجموعة. هناك مجموعات فرعية رئيسية (أ) وثانوية (ب).

المجموعات الفرعية الرئيسية تتكون من عناصر الفترات الصغيرة والكبيرة.

المجموعات الفرعية الجانبية تتكون من عناصر لفترات كبيرة فقط.

في المجموعات الفرعية الرئيسية ، من أعلى إلى أسفل ، يتم تحسين الخصائص المعدنية ، بينما تضعف الخصائص غير المعدنية. تختلف عناصر المجموعات الرئيسية والثانوية اختلافًا كبيرًا في الخصائص.

يشير رقم المجموعة إلى أعلى تكافؤ للعنصر (باستثناء N ،من ).

تشترك عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية والثانوية في صيغ الأكاسيد الأعلى (وهيدراتها). للأكاسيد المرتفعة وهيدرات عنصرها I-III مجموعات (باستثناء البورون) الخصائص الأساسية هي السائدة ، معالرابع إلى الثامن - حمضي.

مجموعة			ثالثا				سابعا	ثامنا (باستثناء الغازات الخاملة)
أكسيد أعلى	ه 2 س	EO	ه 2 يا 3	أ.تم 2	ه 2 يا 5	أ.تم 3	ه 2 يا 7	أ.تم 4
هيدرات أكسيد أعلى	دهر	ه (أوه) 2	E (أوه) 3	H 2 EO 3	H 3 EO 4	H 2 EO 4	نيو 4	H 4 EO 4

بالنسبة لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية ، فإن صيغ مركبات الهيدروجين شائعة. عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية I-III المجموعات تشكل المواد الصلبة - الهيدريدات (الهيدروجين في حالة الأكسدة - 1) ، ومن الرابع إلى السابع مجموعات - غازية. مركبات الهيدروجين لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسيةرابعا المجموعات (EN 4) - محايد ،الخامس المجموعات (EN 3) - القواعد ،السادس والسابع المجموعات (H 2 E و NE) - الأحماض.

كيف تستخدم الجدول الدوري؟ بالنسبة لشخص غير مبتدئ ، فإن قراءة الجدول الدوري هي نفسها النظر إلى الأحرف الرونية القديمة للجان من أجل قزم. ويمكن للجدول الدوري أن يخبرنا الكثير عن العالم.

بالإضافة إلى خدمتك في الامتحان ، لا غنى عنه أيضًا لحل عدد كبير من المشكلات الكيميائية والفيزيائية. لكن كيف تقرأها؟ لحسن الحظ ، يمكن للجميع اليوم تعلم هذا الفن. سنخبرك في هذه المقالة بكيفية فهم الجدول الدوري.

النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية التي تحدد اعتماد الخصائص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية.

تاريخ إنشاء الجدول

لم يكن ديمتري إيفانوفيتش مندليف كيميائيًا بسيطًا ، إذا كان هناك من يعتقد ذلك. كان كيميائيًا وفيزيائيًا وجيولوجيًا وعالم قياس وعالم بيئة واقتصادي ورجل نفط ورائد طيران وصانع أدوات ومعلم. خلال حياته ، تمكن العالم من إجراء الكثير من الأبحاث الأساسية في مختلف مجالات المعرفة. على سبيل المثال ، يُعتقد على نطاق واسع أن مندليف هو الذي حسب القوة المثالية للفودكا - 40 درجة.

لا نعرف كيف عالج مندليف الفودكا ، ولكن من المعروف على وجه اليقين أن أطروحته حول موضوع "الحديث عن مزيج الكحول والماء" لم يكن لها علاقة بالفودكا واعتبرت تركيزات الكحول من 70 درجة. مع كل مزايا العالم ، فإن اكتشاف القانون الدوري للعناصر الكيميائية - وهو أحد القوانين الأساسية للطبيعة ، قد جلب له شهرة واسعة.

هناك أسطورة وفقًا لها يحلم العالم بالنظام الدوري ، وبعد ذلك كان عليه فقط الانتهاء من الفكرة التي ظهرت. ولكن ، إذا كان كل شيء بهذه البساطة .. فإن هذا الإصدار من إنشاء الجدول الدوري ، على ما يبدو ، ليس أكثر من أسطورة. عندما سُئل عن كيفية فتح الطاولة ، أجاب ديمتري إيفانوفيتش نفسه: " لقد كنت أفكر في ذلك ربما لمدة عشرين عامًا ، وأنت تعتقد: جلست وفجأة ... أصبحت جاهزة ".

في منتصف القرن التاسع عشر ، قام العديد من العلماء بمحاولات تبسيط العناصر الكيميائية المعروفة (كانت معروفة 63 عنصرًا) في وقت واحد. على سبيل المثال ، في عام 1862 وضع ألكسندر إميل شانكورتوا العناصر على طول اللولب ولاحظ التكرار الدوري للخصائص الكيميائية.

اقترح الكيميائي والموسيقي جون ألكسندر نيولاندز نسخته من الجدول الدوري في عام 1866. حقيقة مثيرة للاهتمام هي أنه في ترتيب العناصر ، حاول العالم اكتشاف بعض التناغم الموسيقي الغامض. من بين المحاولات الأخرى كانت محاولة مندليف التي توجت بالنجاح.

في عام 1869 نُشر المخطط الأول للجدول ، ويعتبر يوم 1 مارس 1869 يوم اكتشاف القانون الدوري. كان جوهر اكتشاف مندليف هو أن خصائص العناصر ذات الكتلة الذرية المتزايدة لا تتغير بشكل رتيب ، ولكن بشكل دوري.

احتوت النسخة الأولى من الجدول على 63 عنصرًا فقط ، لكن Mendeleev اتخذ عددًا من القرارات غير القياسية. لذا ، فقد خمّن أن يترك مكانًا في الجدول للعناصر غير المكتشفة بعد ، كما قام أيضًا بتغيير الكتل الذرية لبعض العناصر. تم تأكيد الصحة الأساسية للقانون الذي استمده منديليف قريبًا جدًا ، بعد اكتشاف الغاليوم والسكانديوم والجرمانيوم ، والتي تنبأ العلماء بوجودها.

عرض حديث للجدول الدوري

يوجد أدناه الجدول نفسه.

اليوم ، بدلاً من الوزن الذري (الكتلة الذرية) ، يُستخدم مفهوم العدد الذري (عدد البروتونات في النواة) لترتيب العناصر. يحتوي الجدول على 120 عنصرًا ، مرتبة من اليسار إلى اليمين بترتيب تصاعدي للعدد الذري (عدد البروتونات)

أعمدة الجدول تسمى المجموعات ، والصفوف هي فترات. هناك 18 مجموعة و 8 فترات في الجدول.

1. تنخفض الخصائص المعدنية للعناصر عند التحرك على طول الفترة من اليسار إلى اليمين ، وتزداد في الاتجاه المعاكس.
2. تتناقص أبعاد الذرات أثناء انتقالها من اليسار إلى اليمين على طول الفترات.
3. عند الانتقال من أعلى إلى أسفل في المجموعة ، تزداد الخصائص المعدنية المختزلة.
4. تزداد الخواص المؤكسدة وغير المعدنية على طول الفترة من اليسار إلى اليمين.

ماذا نتعلم عن العنصر من الجدول؟ على سبيل المثال ، لنأخذ العنصر الثالث في الجدول - الليثيوم ، ونفكر فيه بالتفصيل.

بادئ ذي بدء ، نرى رمز العنصر نفسه واسمه تحته. يوجد في الزاوية اليسرى العلوية الرقم الذري للعنصر ، بالترتيب الذي يوجد به العنصر في الجدول. العدد الذري ، كما ذكرنا سابقًا ، يساوي عدد البروتونات في النواة. عادة ما يساوي عدد البروتونات الموجبة عدد الإلكترونات السالبة في الذرة (باستثناء النظائر).

يشار إلى الكتلة الذرية تحت العدد الذري (في هذا الإصدار من الجدول). إذا قمنا بتقريب الكتلة الذرية إلى أقرب عدد صحيح ، نحصل على ما يسمى بالعدد الكتلي. يعطي الفرق بين العدد الكتلي والعدد الذري عدد النيوترونات في النواة. وبالتالي ، فإن عدد النيوترونات في نواة الهليوم هو اثنان ، وفي الليثيوم - أربعة.

لذلك انتهت دورتنا التدريبية "طاولة مندليف للدمى". في الختام ، ندعوكم لمشاهدة فيديو موضوعي ، ونأمل أن يصبح السؤال عن كيفية استخدام الجدول الدوري لمندليف أكثر وضوحًا بالنسبة لك. نذكرك أن تعلم موضوع جديد يكون دائمًا أكثر فاعلية ليس بمفرده ، ولكن بمساعدة معلم متمرس. لهذا السبب ، يجب ألا تنسى أبدًا ، من سيشاركك بكل سرور بمعرفته وخبرته.

في الواقع ، لاحظ الفيزيائي الألماني يوهان فولفجانج دوبرينير تجميع العناصر منذ عام 1817. في تلك الأيام ، لم يكن الكيميائيون قد فهموا تمامًا طبيعة الذرات ، كما وصفها جون دالتون في عام 1808. في "النظام الجديد للفلسفة الكيميائية" ، شرح دالتون التفاعلات الكيميائية بافتراض أن كل عنصر مكون من نوع معين من الذرات.

اقترح دالتون أن التفاعلات الكيميائية تنتج مواد جديدة عندما تنفصل الذرات أو تتحد. كان يعتقد أن أي عنصر يتكون حصريًا من نوع واحد من الذرات ، والذي يختلف عن الآخرين في الوزن. وزن ذرات الأكسجين ثمانية أضعاف وزن ذرات الهيدروجين. يعتقد دالتون أن ذرات الكربون أثقل ستة أضعاف من الهيدروجين. عندما تتحد العناصر لتكوين مواد جديدة ، يمكن حساب كمية المواد المتفاعلة من هذه الأوزان الذرية.

كان دالتون مخطئًا بشأن بعض الكتل - الأكسجين أثقل 16 مرة من الهيدروجين ، والكربون أثقل 12 مرة من الهيدروجين. لكن نظريته جعلت فكرة الذرات مفيدة ، وألهمت ثورة في الكيمياء. أصبح القياس الدقيق للكتلة الذرية مشكلة رئيسية للكيميائيين لعقود قادمة.

بالتأمل في هذه المقاييس ، لاحظ دوبرينير أن مجموعات معينة من ثلاثة عناصر (أطلق عليها اسم الثلاثيات) تظهر علاقة مثيرة للاهتمام. البروم ، على سبيل المثال ، لديه كتلة ذرية في مكان ما بين كتلة الكلور واليود ، وجميع هذه العناصر الثلاثة أظهرت سلوكًا كيميائيًا مشابهًا. كان الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم أيضًا ثالوثًا.

لاحظ كيميائيون آخرون وجود روابط بين الكتل الذرية ، ولكن لم تكن الكتل الذرية حتى ستينيات القرن التاسع عشر مفهومة جيدًا ومقاسة بما يكفي لتطوير فهم أعمق. لاحظ الكيميائي الإنجليزي جون نيولاندز أن ترتيب العناصر المعروفة بترتيب زيادة الكتلة الذرية أدى إلى تكرار الخصائص الكيميائية لكل ثامن عنصر. هذا النموذج أطلق عليه "قانون الأوكتاف" في ورقة عام 1865. لكن نموذج نيولاندز لم يصمد جيدًا بعد الأوكتاف الأولين ، مما دفع النقاد إلى اقتراح أنه يقوم بترتيب العناصر أبجديًا. وسرعان ما أدرك مندلييف أن العلاقة بين خصائص العناصر والكتل الذرية كانت أكثر تعقيدًا بعض الشيء.

تنظيم العناصر الكيميائية

ولد مندليف في توبولسك بسيبيريا عام 1834 ، وهو الطفل السابع عشر لوالديه. عاش حياة مليئة بالألوان ، سعى وراء اهتمامات مختلفة وسافر على طريق الشخصيات البارزة. أثناء تلقيه التعليم العالي في المعهد التربوي في سانت بطرسبرغ ، كاد أن يموت بسبب مرض خطير. بعد التخرج ، قام بالتدريس في المدارس الثانوية (كان هذا ضروريًا للحصول على راتب في المعهد) ، إلى جانب دراسة الرياضيات والعلوم للحصول على درجة الماجستير.

ثم عمل مدرسًا ومحاضرًا (وكتب أوراقًا علمية) حتى حصل على منحة دراسية لجولة بحثية ممتدة في أفضل المعامل الكيميائية في أوروبا.

بالعودة إلى سانت بطرسبرغ ، وجد نفسه عاطلاً عن العمل ، لذلك كتب دليلًا ممتازًا للبرمجة على أمل الفوز بجائزة نقدية كبيرة. في عام 1862 فازت بجائزة ديميدوف. كما عمل محررًا ومترجمًا ومستشارًا في مجالات كيميائية مختلفة. في عام 1865 عاد للبحث ، وحصل على الدكتوراه وأصبح أستاذا في جامعة سانت بطرسبرغ.

بعد ذلك بوقت قصير ، بدأ منديليف تدريس الكيمياء غير العضوية. استعدادًا لإتقان هذا المجال الجديد (بالنسبة له) ، كان غير راضٍ عن الكتب المدرسية المتاحة. لذلك قررت أن أكتب بلدي. يتطلب تنظيم النص تنظيم العناصر ، لذلك كانت مسألة ترتيبها الأفضل دائمًا في ذهنه.

بحلول أوائل عام 1869 ، حقق منديليف تقدمًا كافيًا لإدراك أن مجموعات معينة من العناصر المتشابهة أظهرت زيادة منتظمة في الكتل الذرية. العناصر الأخرى التي لها نفس الكتلة الذرية تقريبًا لها خصائص متشابهة. اتضح أن ترتيب العناصر حسب وزنها الذري كان مفتاح تصنيفها.

الجدول الدوري ل D.Meneleev.

بكلمات منديليف الخاصة ، قام ببناء تفكيره من خلال كتابة كل عنصر من العناصر الـ 63 المعروفة آنذاك على بطاقة منفصلة. ثم ، من خلال نوع من لعبة سوليتير الكيميائية ، وجد النمط الذي كان يبحث عنه. قام بترتيب البطاقات في أعمدة رأسية ذات كتل ذرية من الأقل إلى الأعلى ، ووضع عناصر ذات خصائص متشابهة في كل صف أفقي. ولد الجدول الدوري لمندليف. صاغ مسودة في 1 مارس ، وأرسلها للطباعة ، وأدرجها في كتابه المدرسي الذي سيُنشر قريبًا. كما أعد بسرعة ورقة لتقديمها إلى الجمعية الكيميائية الروسية.

كتب منديليف في عمله: "العناصر مرتبة حسب حجم كتلها الذرية تظهر خصائص دورية واضحة". "كل المقارنات التي أجريتها قادتني إلى استنتاج مفاده أن حجم الكتلة الذرية يحدد طبيعة العناصر."

في غضون ذلك ، كان الكيميائي الألماني لوثار ماير يعمل أيضًا على تنظيم العناصر. قام بإعداد طاولة مماثلة لجدول مندليف ، ربما حتى قبل منديليف. لكن منديليف نشر كتابه الأول.

ومع ذلك ، فإن الأهم من هزيمة ماير هو كيف استخدم مندليف طاولته لتكوين عناصر غير مكتشفة. أثناء تحضير طاولته ، لاحظ مندليف أن بعض البطاقات مفقودة. كان عليه ترك مساحات فارغة حتى تتمكن العناصر المعروفة من محاذاة بشكل صحيح. حتى خلال حياته ، امتلأت ثلاث مساحات فارغة بعناصر لم تكن معروفة من قبل: الغاليوم والسكانديوم والجرمانيوم.

لم يتنبأ مندليف بوجود هذه العناصر فحسب ، بل وصف خصائصها بالتفصيل أيضًا. الجاليوم ، على سبيل المثال ، الذي اكتشف في عام 1875 ، كانت كتلته الذرية 69.9 وكثافة ستة أضعاف كثافة الماء. تنبأ مندلييف بهذا العنصر (أطلق عليه اسم ekaaluminum) فقط من هذه الكثافة والكتلة الذرية 68. كانت تنبؤاته عن ekasilicon مطابقة تمامًا للجرمانيوم (اكتشف عام 1886) في الكتلة الذرية (72 متوقعًا ، 72.3 فعليًا) والكثافة. كما تنبأ بشكل صحيح بكثافة مركبات الجرمانيوم مع الأكسجين والكلور.

أصبح الجدول الدوري نبويًا. يبدو أنه في نهاية هذه اللعبة ستكشف لعبة سوليتير العناصر هذه. في الوقت نفسه ، كان منديليف نفسه بارعًا في استخدام طاولته الخاصة.

أكسبته تنبؤات مندليف الناجحة مكانة أسطورية كخبير في السحر الكيميائي. لكن المؤرخين اليوم يناقشون ما إذا كان اكتشاف العناصر المتوقعة قد عزز اعتماد قانونه الدوري. قد يكون لإقرار القانون علاقة أكبر بقدرته على تفسير الروابط الكيميائية القائمة. على أي حال ، فإن الدقة التنبؤية لمندليف لفتت الانتباه بالتأكيد إلى مزايا طاولته.

بحلول تسعينيات القرن التاسع عشر ، اعترف الكيميائيون على نطاق واسع بقانونه باعتباره علامة فارقة في المعرفة الكيميائية. في عام 1900 ، وصفه ويليام رامزي الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء بأنه "أعظم تعميم تم إجراؤه في الكيمياء على الإطلاق". وقد فعل منديليف ذلك دون أن يفهم كيف.

خريطة الرياضيات

في العديد من الحالات في تاريخ العلم ، تبين أن التنبؤات العظيمة المستندة إلى معادلات جديدة صحيحة. بطريقة ما ، تكشف الرياضيات عن بعض أسرار الطبيعة قبل أن يكتشفها المجربون. أحد الأمثلة على ذلك هو المادة المضادة ، والآخر هو توسع الكون. في حالة منديليف ، نشأت تنبؤات العناصر الجديدة دون أي رياضيات إبداعية. لكن في الواقع ، اكتشف مندليف خريطة رياضية عميقة للطبيعة ، حيث أن جدوله يعكس معنى القواعد الرياضية التي تحكم العمارة الذرية.

أشار مندليف في كتابه إلى أن "الاختلافات الداخلية في المادة التي تتكون منها الذرات" قد تكون مسؤولة عن الخصائص المتكررة للعناصر بشكل دوري. لكنه لم يتبع هذا الاتجاه في التفكير. في الواقع ، فكر لسنوات عديدة في مدى أهمية النظرية الذرية على مائدته.

لكن آخرين كانوا قادرين على قراءة الرسالة الداخلية للجدول. في عام 1888 ، أعلن الكيميائي الألماني يوهانس ويزليسن أن دورية خصائص العناصر المرتبة حسب الكتلة تشير إلى أن الذرات تتكون من مجموعات منتظمة من الجسيمات الأصغر. وهكذا ، بمعنى ما ، توقع الجدول الدوري (وقدم دليلًا على) البنية الداخلية المعقدة للذرات ، بينما لم يكن لدى أي شخص أدنى فكرة عما تبدو عليه الذرة بالفعل أو ما إذا كان لديها أي بنية داخلية على الإطلاق.

بحلول وقت وفاة مندليف عام 1907 ، عرف العلماء أن الذرات مقسمة إلى أجزاء: بالإضافة إلى بعض المكونات الموجبة الشحنة التي تجعل الذرات متعادلة كهربائيًا. جاء مفتاح كيفية ترتيب هذه الأجزاء في عام 1911 ، عندما اكتشف الفيزيائي إرنست رذرفورد ، الذي كان يعمل في جامعة مانشستر في إنجلترا ، النواة الذرية. بعد ذلك بوقت قصير ، أظهر هنري موسلي ، بالعمل مع رذرفورد ، أن مقدار الشحنة الموجبة في النواة (عدد البروتونات التي تحتويها ، أو "عددها الذري") يحدد الترتيب الصحيح للعناصر في الجدول الدوري.

هنري موسلي.

كانت الكتلة الذرية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالعدد الذري لموزلي - وهي قريبة بدرجة كافية بحيث لا يختلف ترتيب العناصر بالكتلة إلا في أماكن قليلة عن الترتيب حسب العدد. أصر مندليف على أن هذه الجماهير كانت مخطئة وتحتاج إلى قياسها مرة أخرى ، وفي بعض الحالات كان على حق. هناك بعض التناقضات المتبقية ، لكن العدد الذري لموزلي يتناسب بشكل جيد مع الجدول.

في نفس الوقت تقريبًا ، أدرك الفيزيائي الدنماركي نيلز بور أن نظرية الكم تحدد ترتيب الإلكترونات المحيطة بالنواة ، وأن الإلكترونات الخارجية تحدد الخصائص الكيميائية للعنصر.

سيتم تكرار ترتيبات مماثلة للإلكترونات الخارجية بشكل دوري ، مع شرح الأنماط التي كشف عنها الجدول الدوري في الأصل. أنشأ بور نسخته الخاصة من الجدول في عام 1922 بناءً على القياسات التجريبية لطاقات الإلكترون (جنبًا إلى جنب مع بعض القرائن من القانون الدوري).

أضاف جدول بوهر عناصر تم اكتشافها منذ عام 1869 ، لكنه كان نفس الترتيب الدوري الذي اكتشفه منديليف. بدون أدنى فكرة عن ذلك ، أنشأ مندليف جدولًا يعكس العمارة الذرية التي تمليها فيزياء الكم.

لم يكن جدول بوهر الجديد هو الإصدار الأول ولا الأخير من تصميم مندليف الأصلي. تم تطوير ونشر المئات من إصدارات الجدول الدوري. الشكل الحديث - بتصميم أفقي على عكس النسخة الرأسية الأصلية لمندليف - لم يكتسب شعبية كبيرة إلا بعد الحرب العالمية الثانية ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى عمل الكيميائي الأمريكي جلين سيبورج.

ابتكر سيبورج وزملاؤه العديد من العناصر الجديدة صناعياً ، بأعداد ذرية بعد اليورانيوم ، وهو آخر عنصر طبيعي على الطاولة. رأى سيبورج أن هذه العناصر ، ما بعد اليورانيوم (بالإضافة إلى العناصر الثلاثة التي سبقت اليورانيوم) ، تتطلب صفًا جديدًا في الجدول لم يتوقعه منديليف. أضاف جدول Seaborg صفًا لتلك العناصر الموجودة أسفل الصف المماثل للعناصر الأرضية النادرة التي لم يكن لها أيضًا مكان في الجدول.

أكسبته مساهمة Seaborg في الكيمياء شرف تسمية العنصر الخاص به ، seaborgium ، رقم 106. وهو أحد العناصر العديدة التي سميت على اسم علماء مشهورين. وفي هذه القائمة ، بالطبع ، يوجد العنصر 101 ، الذي اكتشفه Seaborg وزملاؤه في عام 1955 وأطلقوا عليه اسم Mendelevium - تكريما للكيميائي الذي ، قبل كل شيء ، يستحق مكانًا في الجدول الدوري.

تحقق من قناتنا الإخبارية لمزيد من القصص مثل هذه.

كيف تستخدم الجدول الدوري؟ بالنسبة لشخص غير مبتدئ ، فإن قراءة الجدول الدوري هي نفسها النظر إلى الأحرف الرونية القديمة للجان من أجل قزم. ويمكن للجدول الدوري أن يخبرنا الكثير عن العالم.

بالإضافة إلى خدمتك في الامتحان ، لا غنى عنه أيضًا لحل عدد كبير من المشكلات الكيميائية والفيزيائية. لكن كيف تقرأها؟ لحسن الحظ ، يمكن للجميع اليوم تعلم هذا الفن. سنخبرك في هذه المقالة بكيفية فهم الجدول الدوري.

النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية التي تحدد اعتماد الخصائص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية.

تاريخ إنشاء الجدول

لم يكن ديمتري إيفانوفيتش مندليف كيميائيًا بسيطًا ، إذا كان هناك من يعتقد ذلك. كان كيميائيًا وفيزيائيًا وجيولوجيًا وعالم قياس وعالم بيئة واقتصادي ورجل نفط ورائد طيران وصانع أدوات ومعلم. خلال حياته ، تمكن العالم من إجراء الكثير من الأبحاث الأساسية في مختلف مجالات المعرفة. على سبيل المثال ، يُعتقد على نطاق واسع أن مندليف هو الذي حسب القوة المثالية للفودكا - 40 درجة.

لا نعرف كيف عالج مندليف الفودكا ، ولكن من المعروف على وجه اليقين أن أطروحته حول موضوع "الحديث عن مزيج الكحول والماء" لم يكن لها علاقة بالفودكا واعتبرت تركيزات الكحول من 70 درجة. مع كل مزايا العالم ، فإن اكتشاف القانون الدوري للعناصر الكيميائية - وهو أحد القوانين الأساسية للطبيعة ، قد جلب له شهرة واسعة.

هناك أسطورة وفقًا لها يحلم العالم بالنظام الدوري ، وبعد ذلك كان عليه فقط الانتهاء من الفكرة التي ظهرت. ولكن ، إذا كان كل شيء بهذه البساطة .. فإن هذا الإصدار من إنشاء الجدول الدوري ، على ما يبدو ، ليس أكثر من أسطورة. عندما سُئل عن كيفية فتح الطاولة ، أجاب ديمتري إيفانوفيتش نفسه: " لقد كنت أفكر في ذلك ربما لمدة عشرين عامًا ، وأنت تعتقد: جلست وفجأة ... أصبحت جاهزة ".

في منتصف القرن التاسع عشر ، قام العديد من العلماء بمحاولات تبسيط العناصر الكيميائية المعروفة (كانت معروفة 63 عنصرًا) في وقت واحد. على سبيل المثال ، في عام 1862 وضع ألكسندر إميل شانكورتوا العناصر على طول اللولب ولاحظ التكرار الدوري للخصائص الكيميائية.

اقترح الكيميائي والموسيقي جون ألكسندر نيولاندز نسخته من الجدول الدوري في عام 1866. حقيقة مثيرة للاهتمام هي أنه في ترتيب العناصر ، حاول العالم اكتشاف بعض التناغم الموسيقي الغامض. من بين المحاولات الأخرى كانت محاولة مندليف التي توجت بالنجاح.

في عام 1869 نُشر المخطط الأول للجدول ، ويعتبر يوم 1 مارس 1869 يوم اكتشاف القانون الدوري. كان جوهر اكتشاف مندليف هو أن خصائص العناصر ذات الكتلة الذرية المتزايدة لا تتغير بشكل رتيب ، ولكن بشكل دوري.

احتوت النسخة الأولى من الجدول على 63 عنصرًا فقط ، لكن Mendeleev اتخذ عددًا من القرارات غير القياسية. لذا ، فقد خمّن أن يترك مكانًا في الجدول للعناصر غير المكتشفة بعد ، كما قام أيضًا بتغيير الكتل الذرية لبعض العناصر. تم تأكيد الصحة الأساسية للقانون الذي استمده منديليف قريبًا جدًا ، بعد اكتشاف الغاليوم والسكانديوم والجرمانيوم ، والتي تنبأ العلماء بوجودها.

عرض حديث للجدول الدوري

يوجد أدناه الجدول نفسه.

اليوم ، بدلاً من الوزن الذري (الكتلة الذرية) ، يُستخدم مفهوم العدد الذري (عدد البروتونات في النواة) لترتيب العناصر. يحتوي الجدول على 120 عنصرًا ، مرتبة من اليسار إلى اليمين بترتيب تصاعدي للعدد الذري (عدد البروتونات)

أعمدة الجدول تسمى المجموعات ، والصفوف هي فترات. هناك 18 مجموعة و 8 فترات في الجدول.

1. تنخفض الخصائص المعدنية للعناصر عند التحرك على طول الفترة من اليسار إلى اليمين ، وتزداد في الاتجاه المعاكس.
2. تتناقص أبعاد الذرات أثناء انتقالها من اليسار إلى اليمين على طول الفترات.
3. عند الانتقال من أعلى إلى أسفل في المجموعة ، تزداد الخصائص المعدنية المختزلة.
4. تزداد الخواص المؤكسدة وغير المعدنية على طول الفترة من اليسار إلى اليمين.

ماذا نتعلم عن العنصر من الجدول؟ على سبيل المثال ، لنأخذ العنصر الثالث في الجدول - الليثيوم ، ونفكر فيه بالتفصيل.

بادئ ذي بدء ، نرى رمز العنصر نفسه واسمه تحته. يوجد في الزاوية اليسرى العلوية الرقم الذري للعنصر ، بالترتيب الذي يوجد به العنصر في الجدول. العدد الذري ، كما ذكرنا سابقًا ، يساوي عدد البروتونات في النواة. عادة ما يساوي عدد البروتونات الموجبة عدد الإلكترونات السالبة في الذرة (باستثناء النظائر).

يشار إلى الكتلة الذرية تحت العدد الذري (في هذا الإصدار من الجدول). إذا قمنا بتقريب الكتلة الذرية إلى أقرب عدد صحيح ، نحصل على ما يسمى بالعدد الكتلي. يعطي الفرق بين العدد الكتلي والعدد الذري عدد النيوترونات في النواة. وبالتالي ، فإن عدد النيوترونات في نواة الهليوم هو اثنان ، وفي الليثيوم - أربعة.

لذلك انتهت دورتنا التدريبية "طاولة مندليف للدمى". في الختام ، ندعوكم لمشاهدة فيديو موضوعي ، ونأمل أن يصبح السؤال عن كيفية استخدام الجدول الدوري لمندليف أكثر وضوحًا بالنسبة لك. نذكرك أن تعلم موضوع جديد يكون دائمًا أكثر فاعلية ليس بمفرده ، ولكن بمساعدة معلم متمرس. لهذا السبب ، يجب ألا تنسى أبدًا خدمة الطلاب ، والتي ستشارك معرفتهم وخبراتهم معك بكل سرور.