جدول تناوبی
جدول تناوبی عنصرهای شیمیایی، نمایشی از عنصرهای شیمیایی شناخته شده است که بر اساس ساختار الکترونی مرتب گردیده است به گونه ای که بسیاری از ویژگی های شیمیایی عنصرها به صورت منظم در طول جدول تغییر می کنند.
جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتم ها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، می توان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. نخستین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام یوهان ولفگانگ دوبِرَینر (Johann Wolfgang Döbereiner) بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:
نمونه تثلیث ها
عنصر جرم اتمی چگالی
Cl 35.5 1.56 g/L
Br 79.9 3.12 g/L
I 126.9 4.95 g/L
Ca 40.1 1.55 g/cm3
Sr 87.6 2.6 g/cm3
Ba 137 3.5 g/cm3
و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی جان نیولندز (John Alexander Reina Newlands) متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله های هشت تایی یافت می شوند، که آنها را با نت های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی لوتار مَیر (Lothar Meyer) و شیمیدان روسی دمیتری مندلیف (Dmitry Ivanovich Mendeleev) تقریبا بطور همزمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند(ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر سده نوزدهم و آغاز سده بیستم توجیه گردید).
فهرست عناصر بر پایه نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود است. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش میدهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون ("گروه") از لحاظ شیمیایی مشابه می باشند.
گروه 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
ردیف
1 1
H
2
He
2 3
Li 4
Be
5
B 6
C 7
N 8
O 9
F 10
Ne
3 11
Na 12
Mg
13
Al 14
Si 15
P 16
S 17
Cl 18
Ar
4 19
K 20
Ca
21
Sc 22
Ti 23
V 24
Cr 25
Mn 26
Fe 27
Co 28
Ni 29
Cu 30
Zn 31
Ga 32
Ge 33
As 34
Se 35
Br 36
Kr
5 37
Rb 38
Sr
39
Y 40
Zr 41
Nb 42
Mo 43
Tc 44
Ru 45
Rh 46
Pd 47
Ag 48
Cd 49
In 50
Sn 51
Sb 52
Te 53
I 54
Xe
6 55
Cs 56
Ba *
71
Lu 72
Hf 73
Ta 74
W 75
Re 76
Os 77
Ir 78
Pt 79
Au 80
Hg 81
Tl 82
Pb 83
Bi 84
Po 85
At 86
Rn
7 87
Fr 88
Ra **
103
Lr 104
Rf 105
Db 106
Sg 107
Bh 108
Hs 109
Mt 110
Ds 111
Uuu 112
Uub 113
Uut 114
Uuq 115
Uup 116
Uuh 117
Uus 118
Uuo
* لانتانیدها 57
La 58
Ce 59
Pr 60
Nd 61
Pm 62
Sm 63
Eu 64
Gd 65
Tb 66
Dy 67
Ho 68
Er 69
Tm 70
Yb
** آکتینیدها 89
Ac 90
Th 91
Pa 92
U 93
Np 94
Pu 95
Am 96
Cm 97
Bk 98
Cf 99
Es 100
Fm 101
Md 102
No
گروههای شیمیایی جدول تناوبی
قلیائی فلزیها قلیائی خاکیها لانتانیدها آکتینیدها فلزات انتقالی
فلزات ضعیف شبه فلزات غیر فلزات هالوژنها گازهای کامل
در اینجا روشهای دیگر برای نمایش جدول ارائه شده اند:
جدول استاندارد – جدول جایگزین – جدول ضد – جدول بزرگ – جدول عظیم – جدول عریض – جدول توسعه یافته – جدول ساختاری – فلزات و غیر فلزات
کد رنگ برای اعداد اتمی:
عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می باشند؛
عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می گیرند، مشخص نماید.(
و می توانید دراین کلید واژه جدول تناوبی برای تشدید مغناطیسی را بیابید.
تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می گیرد. هر لایه به زیرلایه های متفاوتی تقسیم می شود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می یابد، این لایه ها به ترتیب زیر:
1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
…
براساس ساختار جدول پر می شوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین مینمایند، این لایه ها در میان گروهای یکسان مشابه اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه هستند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم های مشابه ولی خواص متفاوت هستند.
برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) هستند. علیرغم تشابه آنها در جرم (که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر می توان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی کند، و کربن یک جامد است که می تواند سوزانده شود(بله، می توان الماس را سوزاند!).
در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول (هالوژن ها) فلوئور(F) و برم(Br) هستند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه هستند: آنها بسیار خورنده (بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلوئور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم است؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.