طبقه بندی عناصر به چیدمان همه عناصر شیمیایی بر اساس خواص مطالعه آنها اشاره دارد. جدول تناوبی مدرن نتیجه این طبقه بندی است. تمام مواد در محیط ما از واحدهای اساسی به نام عناصر تشکیل شده است. تنها 31 عنصر شیمیایی در سال 1800 کشف شد. حدود 63 عنصر اضافی پس از پیشرفت های فنی در سال 1865 یافت شد. طبقه بندی دوره ای در نتیجه این امر برای عناصر ضروری شد. در طول سالها، تلاشهای زیادی برای طبقه بندی عناصر انجام شده است، از سهگانههای دوبراینر گرفته تا قانون اکتاوها نیولندز، جدول تناوبی مندلیف و قانون تناوبی مدرن.
فهرست
نیاز به طبقه بندی عنصرها چیست؟
یکی از مهمترین مفاهیم علم، طبقه بندی عناصر بر اساس خواص و ساختار ساده آنهاست. اولین جدول عناصر توسط شیمیدان دیمیتری مندلیف در سال 1869 نوشته شد. جدول تناوبی عناصر را بر مبنای عدد اتمی و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها مرتب می کند. جدول همیشه به ردیف هایی به نام تناوب و ستون هایی به نام گروه تقسیم می شود.
طبقه بندی عنصرها و تناوب بر اساس خواص
عناصر شیمیایی در جدول تناوبی بل بر اساس ترتیب اعداد اتمی مربوطه در یک گروه قرار می گیرند. تعداد کل پروتون های درون هسته یک اتم برابر با عدد اتمی عنصر است. جدول تناوبی ویژگی های زیر را نشان می دهد:
- در مجموع دارای 18 ستون و گروه عمودی است.
- از چپ به راست، این گروه بندی ها از 1 تا 18 شماره گذاری شده اند.
- دارای هفت ردیف افقی است که به آنها تناوب می گویند.
- عناصر اصلی گروه مواردی هستند که در گروه های 1 و 2 و همچنین در گروه های 13 تا 17 یافت می شوند. عناصر ذکر شده در بالا اغلب به عنوان عناصر نماینده نامیده می شوند.
- عناصر انتقالی عناصر گروه 3 تا 12 هستند.
- عناصری که دارای اعداد اتمی از 58 تا 71 (یعنی از Ce تا Lu) هستند و به دنبال لانتانیم (La) وجود دارند، به نام لانتانید شناخته می شوند. اکتینیدها عناصری هستند که دارای اعداد اتمی از 90 تا 103 (یعنی از Th تا Lw) هستند. اینها عناصر بلوک f و همچنین عناصر انتقالی داخلی نامیده می شوند.
جدول تناوبی فعلی برای مطالعه عناصر امروزه استفاده می شود. طبقه بندی دوره ای عناصر بر اساس ویژگی هایشان گروه بندی می شوند. عناصر با خواص مشابه در یک گروه خاص قرار می گیرند، در حالی که عناصر با ویژگی های متفاوت در گروه های جداگانه قرار می گیرند. برخی نقاط خالی در جدول تناوبی باقی مانده اند تا عناصری را که در آینده بدون ایجاد اختلال در روند عناصر کشف می شوند، در چای خود قرار بگیرند.
اهمیت طبقه بندی دوره ای عنصرها
مطالعه عناصر را ساده تر میکند
گروه بندی عناصر الگویی قابل پیش بینی به ما می دهد که در آن ویژگیهای عناصر اغلب تغییر میکنند. جدول تناوبی مطالعه خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر را ساده و سازماندهی می کند.
کمک به کشف عناصر جدید
اگرچه بسیاری از عناصر قبلاً شناسایی شده اند، هنوز احتمال کشف عناصر جدید وجود دارد. دانشمندان می توانند از جدول تناوبی برای تعیین ویژگی های تناوبی عناصر استفاده کنند که به آنها اجازه میدهد بین عناصر جدید و موجود تمایز قائل شوند. علاوه بر این، دانشمندان به طور مداوم برای کشف عناصر جدید و بررسی خواص آنها تلاش می کنند.
اهمیت جدول تناوبی مندلیف
- وجود این جدول مطالعه عناصر را سیستماتیک تر کرد. به عبارت دیگر، جدول پیشبینی ویژگیهای عناصر را با کمک ویژگیهای یک عنصر واحد موجود در یک گروه خاص فراهم میکند.
- این جدول به کشف عناصر در آینده کمک کرد.
- مندلیف با کمک مکانها و ویژگی های پیشبینی شده آنها، جرم اتمی چندین عنصر را پیش بینی کرد.
محدودیت های جدول مندلیف در طبقه بندی عنصرها
- هیدروژن همراه با فلزات قلیایی به عنوان بخشی از گروه IA طبقه بندی می شود. با این حال، دارای چندین ویژگی با هالوژن های گروه VII A است. در نتیجه، جایگاه آن در جدول تناوبی مندلیف همچنان قابل بحث است.
- اگرچه عناصر موجود در جدول تناوبی مندلیف به ترتیب جرم اتمی فهرست شدهاند، عنصری که جرم اتمی بیشتری دارد گاهی قبل از عنصری قرار میگیرد که جرم اتمی کمتری دارد.
- طبق نظر مندلیف، عناصری که در یک گروه در کنار هم قرار می گیرند باید دارای ویژگی های مشابه باشند. با این حال، هیچ شباهتی بین عناصری که در دو زیر گروه مختلف از یک گروه قرار می گیرند، مشاهده نمی کنیم.
- عناصر با ویژگی های قابل مقایسه در برخی شرایط با هم گروه بندی شده اند.
- لانتانوئیدها و اکتینوئیدها در دو ردیف مجزا در پایین جدول تناوبی قرار گرفتند.