در جدول تناوبی مدرن، که بر اساس عدد اتمی و پیکربندی الکترونی عناصر می‌باشد، ردیف‌ها و ستون‌هایی وجود دارد که به منظور سازماندهی این عناصر موجود در طبیعت تهیه شده است. جدول تناوبی توسط دانشمند روسی به نام دیمیتری مندلیف، فیزیکدان آلمانی یولیوس لوتار فون مایر در قالب‌های مختلف به صورت همزمان اما با تغییرات اندک طراحی شد.
 
براساس جدول تناوبی جدید، ردیف‌ها به عنوان دوره‌ها و ستون‌ها به عنوان گروه‌ها شناخته می‌شود. در این مقاله، ما نخست درباره‌ی دو دوره در جدول تناوبی صحبت می‌کنیم که 30 عنصر شیمیایی در این دو دوره قرار دارند و فلزات واسطه داخلی نامیده می‌شوند. این دو دوره توسط دو سری انفرادی به نام‌های لانتانوئیدها و اکتینیدها به صورت فرعی طبقه بندی شده و دو دوره‌ی آخر جدول تناوبی یعنی بلوک f را اشغال می‌کنند. در این جا برخی از حقایق و نکات اساسی درباره‌ی فلزات واسطه داخلی را بیان می‌کنیم.
 

جدول تناوبی

بر اساس تعریف، این فلزات به عنوان عناصری هستند که بلوک f را اشغال کرده و معمولاً به عنوان لانتانوئیدها و اکتینیدها شناخته می‌شوند. این فلزات متعلق به دوره‌های 6 و 7 جدول تناوبی بوده، اما معمولاً تحت عناصر دیگری به صورت جداگانه طبقه بندی می‌شوند. سری‌های لانتانوئیدها شامل حدود 14 عنصر از عدد اتمی 58 تا 71 است و زیر آن لانتان قرار دارد که دارای عدد اتمی 57 است.
 
به طور مشابه، در سری‌های اکتینیدها، 14 عنصر وجود دارد که دارای اعداد اتمی 90 تا 103 بوده و قبل از آن نیز عنصر اکتینیم با عدد اتمی 89 قرار دارد. این فلزات در شیمی به دلیل خواص بسیار مشابه در کنار هم قرار دارند و بنابراین برای اهداف مشابهی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
 
در واقع اولین شخصی که جدول تناوبی عناصر را ساخت، دانشمندی روسی به نام مندلیف بود. این دانشمند اولین نسخه از جدول تناوبی را در سال 1864 منتشر کرد. جدول مندلیف بر اساس وزن اتمی عناصر ساخته شد. او پی برد که بسیاری از عناصر وجود دارند که خواص مشابه داشته و به صورت دوره‌ای وجود دارند. بنابراین، او با مفهوم جدول تناوبی عناصر روبرو شد. جدول مندلیف به سه بخش عمده، فلزات، نافلزات و شبه فلزات تقسیم بندی شد. در این مقاله، ما همچنین بر روی گروه شبه فلزات جدول تناوبی نیز متمرکز خواهیم شد.
 

فهرست عناصر واسطه داخلی

قبلا این فلزات به عنوان لانتانیدها و اکتینیدها شناخته شده بودند، اما بعداً اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی تصمیم گرفتند که آن‌ها را به لانتانوئیدها و اکتینویدها نامگذاری کنند و پسوند ide در شیمی به آنیون‌ها اشاره داشته باشد. دو جدول در زیر ذکر شده که شما می‌توانید نام عنصر، اعداد اتمی و نمادهای این دوره‌های جدول تناوبی را مشاهده کنید.
لانتانوئیدها
نام نماد اعداد اتمی
لانتان La 57
سریم Ce 58
پرازئودیمیم Pr 59
نئودیمیم Nd 60
پرومتیم Pm 61
ساماریم Sm 62
اروپیم Eu 63
گادولینیم Gd 64
تربیوم‌ Tb 65
دیسپروزیم Dy 66
هولمیم Ho 67
اربیم Er 68
تولیم Tm 69
ایتربیم Yb 70
لوتیسم Lu 71
 
اکتیونیدها
نام نماد اعداد اتمی
اکتینیم Th 89
توریم Th 90
پروتاکتینیم Pa 91
اورانیوم U 92
نپتونیم Np 93
پلوتونیوم‌ Pu 94
امریکیم Am 95
کوریم Cm 96
برکلیم Bk 97
کالیفرنیم Cf 98
اینشتینیم Es 99
فرمیوم‌ Fm 100
مندلویم Md 101
نوبلیم No 102
لورنسیم Lr 103
 
عناصر لانتان و اکتینیم در این جدول قرار دارند، اگرچه هر دوی این فلزات عناصری هستند که متعلق به بلوک f نیستند، اما به دلیل این که خواص مشابهی را با عناصر بلوک f نشان می‌دهند، در این جدول قرار می‌گیرند.
 

خواص عناصر

لانتانوئیدها و اکتینویدها برای اهداف متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرند، چون این فلزات عناصری بسیار قوی و بادوام هستند. عناصر لانتانوئیدها بسیار مشابه با همدیگر بوده و در ساخت لیزر، عینک‌های آفتابی، آهن‌ربا برای اهداف تجاری و غیره استفاده می‌شوند. عناصری که در گروه اکتینیم قرار دارند نیز خواص شیمیایی و فیزیکی بسیار مشابهی دارند. اورانیوم و پلوتونیوم‌ در ساخت سلاح‌های هسته‌ای استفاده شده و اکثر عناصر دیگر این دوره از طریق واکنش‌های هسته‌ای تولید می‌شوند.
 
لانتانوئیدها: 14 عنصر در گروه لانتان قرار دارند که از سزیم با عدد اتمی 58 شروع شده و تا لوتیسم با عدد اتمی 71 ادامه دارد. بر اساس حقایق مربوط به لانتان، همه‌ی عناصر موجود در این سری شامل یون‌های سه بار مثبت بوده به همین دلیل آن‌ها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی با همدیگر می‌باشند. لانتانوئیدها و اکتینویدها برای اهداف متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرند، چون این فلزات عناصری بسیار قوی و بادوام هستند. این عناصر به منظور آزاد سازی هیدروژن با آب واکنش می‌دهند و اکثر آن‌ها به منظور ساخت لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فلزات دارای خواص مغناطیسی بوده و به همین دلیل به منظور ساخت آهنرباهای قوی با فلزات دیگر ترکیب می‌گردند.
 
اکتینویدها: در این سری از عناصر، به واسطه‌ی نزدیک بودن سطوح انرژی، آن‌ها بسیار ناپایدار بوده و دارای حالات اکسیداسیون متفاوتی مانند سه بار مثبت، چهار بار مثبت، پنج بار مثبت و شش بار مثبت می‌باشند.
 
به دلیل این حالات مختلف، اکثر عناصر توان رادیواکتیو بالایی داشته و بنابراین می‌توانند در رآکتورهای هسته‌ای، و در تکنیک‌های تاریخ نگاری که به تعیین سن فسیل ها کمک می‌کند، مورد استفاده قرار گیرند. عناصری مانند اورانیوم، توریم، امریکیم و پلوتونیوم‌ در فهرست عناصر رادیواکتیو قرار دارند و در این رآکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
 

موقعیت شبه فلزات در جدول تناوبی

شبه فلزات که به عنوان متالوئیدها نیز شناخته می‌شوند، بین فلزات و نافلزات در جدول تناوبی عناصر قرار دارند. هفت عنصر وجود دارد که به عنوان شبه فلزات طبقه بندی شده و در گروه 13، 14، 15، 16 و 17 قرار دارند. آن‌ها در خطی پله‌ای یافت می‌شوند که به تمایز بین فلزات از نافلزات در این جدول عناصر کمک می‌کند. خطی که شبه فلزات را از فلزات و نافلزات در جدول تناوبی جدا می‌کند، خط آمفومتری نامیده می‌شود.
 

فهرستی از عناصر شبه فلزات

همان طور که در بالا ذکر شد، 7 عنصر در جدول تناوبی وجود دارد که رفتار شبه فلزی را از خود نشان می‌دهند. این فلزات در خط مورب از بور تا استاتین قرار دارند. عناصر در بخش بالایی و سمت راست این خط رفتار نافلزات را از خود نشان داده و عناصر در بخش پایین‌تر و سمت راست این خط رفتار فلزی را از خود نشان می‌دهند. فهرست متالوئیدها در جدول تناوبی به شرح زیر می‌باشد:
بور، سیلیکون، ژرمانیوم، آرسنیک، آنتیمون‌، تریلیوم، پولونیم
 

خواص شبه فلزات

اصطلاح متالوئیدها از کلمه‌ی یونانی متالون به معنی فلز و اوئید به معنی دسته می‌آید. متالوئیدها یا شبه فلزات اغلب اکسیدهای آمفومتری را تشکیل می‌دهند و به عنوان نیمه رسانا رفتار می‌کنند. آن‌ها خواصی بین فلزات و نافلزات را در جدول تناوبی دارا می‌باشند. شبه فلزات حامل بار الکتریکی هستند که آن‌ها را برای استفاده در کامپیوترها و ماشین حساب‌ها مناسب می‌سازد. انرژی یونیزاسیون آن‌ها و همچنین مقادیر الکترونگاتیویته ی آن‌ها بین فلزات و نافلزات می‌باشد. واکنش پذیری آن‌ها وابسته به فلزاتی بوده که با آن‌ها واکنش می‌دهند.
 
همان طور که در جدول تناوبی مشاهده می‌شود، خطی وجود دارد که بور و آلومینیوم را از هم متمایز می‌سازد و در مرز بین پولونیوم و استاتین دیده می‌شود. با این‌حال، آلومینیوم تحت فلزات دیگر طبقه بندی می‌شود. عنصر کربن یک نافلز است، اما گرافیت رسانایی محدودی دارد که مشخصه‌ی یک شبه فلز می‌باشد. سیلیکون و ژرمانیوم خواص یک نیمه هادی را نشان می‌دهند. هنگامی‌که بور با سدیم واکنش می‌دهد، به عنوان یک نافلز عمل می‌کند، در حالی‌که در مورد واکنش بور با فلوئور، عنصر بور خواص شبه فلزات را از خود نشان می‌دهد.
 
منبع: Aparna Jadhav - ScienceStruck