جدول تناوبی با جرم اتمی همراه با بار عناصر
جدول تناوبی یک نمای جامع و کلی از عناصر مختلف را ارائه می‌دهد. در کنار مقادیر جرم اتمی و عدد اتمی، این جدول به درک خواص مختلف، علائم اختصاری و نام همه‌ی عناصر موجود در طبیعت نیز کمک می‌کند. به شما کمک می‌کند تا نمای ساده‌ای از همه‌ی عناصر و بار مربوط به هر یک از آن‌ها را هنگامی‌که دارای حالت یونی هستند، پیدا کنید.
مندلیف دانشمندی روسی بود که اولین فردی بود که جدول تناوبی را در سال 1869 ابداع کرد. نسخه‌های متعددی از این جدول قبل از مندلیف معرفی شده بود این دانشمند 65 عنصر را در زمان خود شناسایی کرد. او عناصر را بر اساس نکات زیر در جدول تناوبی مرتب کرد:
عناصر با وزن اتمی بالاتر را در سمت چپ قرار داد.
عناصر با خواص شیمیایی مشابه را در یک ستون قرار داد.
در جدول تناوبی مندلیف شکاف‌ها و فضاهایی خالی وجود داشت که این امر بدین معنی بود که عناصر بیشتری وجود دارد که هنوز کشف نشده‌اند. مندلیف عناصر کشف نشده‌ای مانند اکا سیلیکون که بین دو عنصر سیلیکون و قلع قرار داشت را پیش بینی کرد که امروزه این عناصر به عنوان ژرمانیوم، گالیوم و آلومینیوم شناخته می‌شوند و عنصری به نام اکا بور را نیز در جدول پیش بینی کرد که امروزه به نام اسکاندیم می‌شناسیم. با وجود همه‌ی این پیشرفت‌ها، باز هم مندلیف نتوانست برخی عناصر را کشف کند، چون تا آن زمان مدل رادرفورد – بور اتم هنوز کشف نشده بود.
بعد از حدود چهار دهه، هنری موزلی در سال 1913 عدد اتمی را نشان داد، اما وزن اتمی را نشان نداد. با این آگاهی، او قادر به پیش بینی وجود عناصر جدید شد. بنابراین، عناصر بر اساس افزایش عدد اتمی از چپ به راست در جدول تناوبی مرتب شد. ردیف‌های عمودی به عنوان گروه‌ها و ردیف‌های افقی به عنوان دوره‌ها در جدول تناوبی شناخته شد.
فلزات قلیایی گروه اول جدول تناوبی می‌باشند. در حالی‌که گروه دوم حاوی فلزات قلیایی خاکی می‌باشند. هر دوی این گروه‌ها حاوی عناصر بلوک s هستند. آن‌ها حاوی تعداد مشابهی از الکترون در لایه‌ی بیرونی بوده و بنابراین خواص شیمیایی مشابهی را نشان می‌دهند. این گروه‌ها به ترتیب در رده‌های B3، B4، B5، B6، B7، B8، B1 و B2 وجود دارند و شامل عناصر واسطه یا عناصر دسته‌ی d می‌باشند. آن‌ها دارای خواص شیمیایی مشابهی مانند تولید ترکیبات رنگی و ظرفیت متغیر می‌باشند. این عناصر به عنوان کاتالیزور عمل می‌کنند. گروه‌های A3، A4، A5، A6 و A7 شامل عناصر دسته‌ی p می‌باشند. در جدول تناوبی مندلیف شکاف‌ها و فضاهایی خالی وجود داشت که این امر بدین معنی بود که عناصر بیشتری وجود دارد که هنوز کشف نشده‌اند. گروه A8 حاوی گازهای نجیب می‌باشد. عناصر واسطه‌ی داخلی یا عناصر دسته‌ی f تحت عنوان عناصر واسطه در جدول جداگانه‌ای قرار دارند. این عناصر خاکی نادر به دسته‌ی لانتانیدها یا همان عناصر 58 تا 71 جدول تناوبی و اکتنیدها یا عناصر 90 تا 103 جدول تناوبی تقسیم می‌شوند. این دسته از عناصر در مقادیر بسیار کم به طور طبیعی یافت می‌شوند. عناصری با اعداد اتمی بالاتر از 92 به ندرت به صورت طبیعی یافت می‌شوند و این عناصر به شکل مصنوعی در رآکتورهای هسته‌ای و شتاب دهنده ذرات تولید می‌شوند.
جرم اتمی
جرم اتمی به عنوان متوسط جرم یک عنصر تعریف می‌شود که با کمک فراوانیِ نسبی ایزوتوپ‌های یک عنصر طبیعی محاسبه می‌شود. برای مثال، جرم اتمی هیدروژن برابر با 0079/1 و جرم اتمی کربن برابر با 011/12 است.عدد اتمی
عدد اتمی به عنوان تعداد پروتون‌های موجود در یک عنصر تعریف می‌شود. برای مثال، عدد اتمی هیدروژن، کربن و اکسیژن به ترتیب 1، 6 و 8 می‌باشد. رفتار شیمیایی عناصر توسط تعداد پروتون‌های موجود در آن‌ها تعیین می‌شود.نماد اتمی
علائم اختصاری به صورت یک یا دو حرف که نشان دهنده‌ی یک عنصر می‌باشد، را نماد اتمی آن عنصر می‌نامند. این نمادها، نام‌های لاتین کوتاه شده‌ی عنصر می‌باشند.جدول تناوبی همراه با بار عناصر
همان طور کع گفتیم اولین گام جهت درک مفاهیم پایه‌ای شیمی استفاده از جدول تناوبی است. هنگام مطالعه‌ی تاریخ جدول تناوبی، مشاهده کردیم که جدول تناوبی مندلیف در سال 186 توسط شیمیدان روسی به نام دیمیتری مندلیف توسعه یافت. در این جدول، عناصر شیمیایی با نمادهای آن‌ها بر اساس افزایش عدد اتمی مرتب شده‌اند.جدول تناوبی مدرن همه‌ی عناصر شناسایی شده را همراه با نماد شیمیایی و عدد اتمی آن‌ها ارائه می‌دهد. بنابراین، به جای مرتب سازی عناصر بر اساس عدد جرمی آن‌ها، عناصر از سمت چپ به راست بر اساس افزایش عدد اتمی مرتب می‌شوند. این نوع از جدول تناوبی که دارای نام و عدد اتمی عنصرها می‌باشد، به تفسیر آسان خواص عناصر کمک می‌کند.
شما می‌توانید در جدول تناوبی با عدد اتمی، نمای ساده‌ای از عناصر با اعداد اتمی مربوطه یعنی تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها را مشاهده کنید. به همین ترتیب، جدول تناوبی با بار عناصر نشان دهنده‌ی عناصری با بار احتمالی هنگامی‌که در قالب یونی هستند، می‌باشد. و در جدول تناوبی با جرم اتمی و بار، هر دوی بار و جرم اتمی را نشان می‌دهد. به طور خلاصه، بار یک عنصر در فرم یونی آن اشاره به تعداد واقعی الکترون‌هایی دارد که یک عنصر به منظور رسیدن به نزدیک‌ترین حالت گاز نجیب از دست داده و یا به دست می‌آورد.
جدول تناوبی با بار اتم‌ها
هنگامی‌که ما از بار یک عنصر صحبت می‌کنیم، اشاره به بار یونی عنصر مربوطه داریم. با توجه به این موضوع، بار یک اتم در حالت طبیعی آن صفر است. به صورت دقیق‌تر، بار برابر است با تفاوت بین تعداد پروتون‌ها یعنی ذره‌های با بار مثبت و تعداد الکترون‌ها یعنی ذره‌های با بار منفی. بنابراین، برای اتم غیر واکنش‌پذیر، بار صفر است، چون که تعداد پروتون‌ها برابر با تعداد الکترون‌ها و بالعکس می‌باشد. واقعیت این است که عناصر فلزی الکترون‌های خود را به منظور رسیدن به ساختار گاز نجیب از دست می‌دهند، در حالی‌که عناصر غیر فلزی الکترون‌ها را به منظور رسیدن به ساختار گاز نجیب به دست می‌آورند.تعداد بار، مربوط به تعداد الکترون‌هایی است که اتم برای تکمیل پوسته بیرونی خود نیاز دارد. در صورتی‌که اتم الکترون از دست بدهد، دارای یک بار مثبت خواهد شد، در حالی‌که یک الکترون به دست بیاورد، دارای یک بار منفی خواهد شد. برای مثال، یک عنصر X در قالب یونی 2 الکترون را به منظور پر شدن بیرونی‌ترین پوسته‌ی خود از دست می‌دهد. این عنصر همراه با بار آن نشان دهنده‌ی X2+ می‌باشد. در حالی‌که در مورد عنصر Y که دو الکترون را به منظور تکمیل پوسته بیرونی خود به دست می‌آورد با علامت Y2 نشان داده می‌شود.
به منظور یافتن بار، ابتدا ساختار الکترون‌های موجود در اوربیتال‌ها یا پوسته‌های اتم را به صورت قانون 2n2 توضیح می‌دهیم. بنابراین، بر اساس این روش، 2 الکترون در پوسته اول، 8 الکترون در پوسته دوم و 18 الکترون در پوسته سوم قرار می‌گیرد، ساختار الکترونی دارای 2 الکترون در پوسته S، 8 الکترون در پوسته P و 1 الکترون باقی مانده در پوسته‌ی بیرونی D قرار دارد. بنابراین، به منظور دستیابی به یک پوسته کامل، اتم یک الکترون خود را از دست داده، بنابراین دارای یک بار مثبت خواهد بود.
در مورد گازهای نجیب یا گازهای بی‌اثر، الکترون‌ها پوسته را کاملاً پر می‌کنند و بار آن‌ها صفر خواهد بود. برای مثال، هلیم با بار اتمی 2 پوسته اول آن کامل پر می‌باشد، در حالی‌که در مورد نئون با عدد اتمی 10، دو الکترون در پوسته اول و 8 الکترون دیگر در پوسته دوم قرار دارد، بنابراین یک عنصر خنثی می‌باشد. در مجموع، جدول تناوبی با بار جهت تعیین ماهیت عنصر شیمیایی در قالب یونی مفید است یعنی این که آیا عنصر به منظور دستیابی به ساختار گاز نجیب الکترون از دست داده یا گرفته.
منبع: Batul Nafisa Baxamusa - Ningthoujam Sandhyarani - ScienceStruck
مقالات مرتبط
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}