المقدمة

في دروس کرسی السابقة بعد أن تعرفنا جيدًا على الجدول الدوري أوضحنا أيضًا كيفية حفظ الجدول الدوري. عند محاولة تعلم الجدول الدوري فإن إحدى القضايا الرئيسية هي المعرفة العامة لمجموعات الجدول الدوري. بمجرد أن نعرف مجموعات الجدول الدوري جيدًا يمكننا فحص خصائص العناصر المختلفة في شكل هذه المجموعات. في هذا البرنامج التعليمي سوف نتعرف على مجموعات الجدول الدوري بحيث يسهل فهم مشاكل الكيمياء من خلال تعلمها.

في أواخر القرن التاسع عشر نشر الكيميائي الروسي دميتيرتي مينديليف محاولته الأولى لتجميع العناصر الكيميائية على أساس الكتلة الذرية في مقال. تم اكتشاف 60 عنصرًا فقط في ذلك الوقت لكن Mendeleev وجد أنه عندما نقوم بفرز العناصر حسب كتلتها تتجمع العناصر معًا في فترات منتظمة.

اليوم بعد 150 عامًا اكتشف العلماء 118 عنصرًا تم اكتشاف أربعة منها بحلول عام 2016 واستمروا في استخدام نفس جدول مندليف والذي يبدأ بأبسط ذرة وهيدروجين والعناصر الأخرى في هذا الجدول. مرتبة على أساس من العدد الذري.

للمزيد اقرأ: الجدول الدوري للعناصر

صفوف الجدول الدوري

يمثل كل سطر دورة أو (Period). يشير رقم دوران العنصر إلى عدد مستويات الطاقة التي تحتوي على إلكترونات. على سبيل المثال تكون ذرة الصوديوم في الدورة الثالثة مما يعني أن الذرة تحتوي عادةً على إلكترونات في مستوياتها الثلاثة الأولى من الطاقة. من خلال الانتقال من أعلى إلى أسفل في الجدول يزداد طول الفترات مع تلقي المزيد من الإلكترونات لملء الأسطح الخارجية.

أعمدة الجدول الدوري

تمثل الأعمدة الموجودة في الجدول مجموعات أو عناصر من كل عائلة. عادة ما تتصرف عناصر مجموعات الجدول الدوري بشكل مشابه لأنها تحتوي على نفس عدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية. على سبيل المثال المجموعة 18 على الجانب الأيمن من الجدول ملأت تمامًا الطبقات الخارجية من الإلكترونات وبالتالي فهي تشارك قليلاً جدًا في التفاعلات الكيميائية.

تصنيف العناصر

تنقسم العناصر عادة إلى فئتين معدنية وغير معدنية ولكن لا يمكن تحديد حدود دقيقة بينهما. عادة ما تكون العناصر المعدنية موصلات جيدة للكهرباء والحرارة. تعتمد المجموعات الفرعية المعدنية الأخرى على نفس الخصائص الكيميائية الشائعة. لهذا السبب يتم فحص العناصر في شكل مجموعات الجدول الدوري.

مجموعات الجدول الدوري

تحتوي كل مجموعة في الجدول الدوري على عمود واحد من الجدول والعناصر في كل مجموعة في الجدول الدوري لها خصائص متشابهة. يتكون الجدول الدوري من ثماني مجموعات رئيسية تُعرف بالأحرف 1 و 2 و 13 إلى 18. في ما يلي سوف نفحص كل مجموعة في الجدول الدوري. وتجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى المجموعات الرئيسية الثماني يتم أيضًا فحص المجموعات من 3 إلى 12.

المجموعة 1: الفلزات القلوية

تشتمل مجموعة “الفلزات القلوية” (Alkali Metals)  والمعروفة أيضًا باسم “عائلة الليثيوم” على جميع عناصر العمود الأول ما عدا الهيدروجين. هذه العناصر لامعة وبسبب خصائصها الناعمة يمكن قطعها بسهولة بالسكين. تبدأ هذه المجموعة بعنصر الليثيوم وتنتهي بعنصر الفرانسيوم. عناصر المجموعة الأولى شديدة التفاعل وتتلامس مع الماء وتتفاعل بشكل متفجر وتنتج لهبًا. لهذا السبب يضع الكيميائيون هذه العناصر في زيوت أو زيوت أو غازات خاملة. الترتيب الإلكتروني للطبقة الأخيرة من عناصر هذه المجموعة هو kns^{1}k.

مجموعات الجدول الدوري

المجموعة 2: معادن الأرض القلوية

تشكل معادن الأرض القلوية المجموعة الثانية من الجدول الدوري. تبدأ هذه المجموعة المعروفة أيضًا باسم عائلة البريليوم بعنصر البريليوم  (Be) وتنتهي بعنصر الراديوم. يحتوي كل عنصر من هذه العناصر على إلكترونين فقط في الطبقة الخارجية (مستوى الطاقة). لهذا السبب فإن عناصر هذه المجموعة شديدة التفاعل ونادرًا ما توجد في شكل نقي في الطبيعة. بالطبع تفاعلها ليس بنفس قوة تفاعل المعادن القلوية. يحدث التفاعل الكيميائي لهذه العناصر ببطء وتنتج حرارة أقل من المعادن القلوية.

مجموعات الجدول الدوري

المجموعات من 3 إلى 12: المعادن الوسيطة

العناصر الوسيطة أو “المعادن الانتقالية” (Transition Metals)  هي العناصر التي تملأ جزئياً ركائزها d. تنتمي اللانثانيدات والأكتينيدات أيضًا إلى هذه المجموعة. العناصر الوسيطة هي معادن صلبة قابلة للطرق (مرنة) لامعة وذات موصلات جيدة للكهرباء. في الواقع عندما نستخدم كلمة معدن فإن أول ما يتبادر إلى الذهن هو شكل وخصائص المعادن الوسيطة والتي تشمل الذهب والفضة والحديد والنحاس والبلاتين.

اللانثانيدات

المجموعة الثالثة طويلة جدًا بحيث لا يمكن احتواؤها تمامًا في العمود الثالث. لهذا السبب تتم إزالة هذه المجموعة التي تسمى اللانثانيدات ، من الجدول ووضعها في صف أسفل الجدول الدوري. تشكل اللانثانيدات العناصر 57 إلى 71 من الجدول الدوري. عناصر هذه المجموعة بيضاء-فضية اللون وتغمق عند ملامستها للهواء.

الأكتينيدات

الأكتينيدات مثل اللانثانيدات خارج الجدول وتشكل العناصر من 89 إلى 103 من الجدول الدوري. من بين هذه العناصر يوجد الثوريوم  (Th) واليورانيوم   (U) فقط بكميات كبيرة في الطبيعة وجميع هذه العناصر مشعة. تشكل اللانثانيدات والأكتينيدات مجموعة تسمى “معادن الانتقال الداخلي” (Inner Transition Metals) .

مجموعات الجدول الدوري

للمزيد اقرأ: اللانثانيدات والأكتينيدات في الجدول الدوري

المجموعة 13: عائلة بوهر

“عائلة البورون”   (Boron Family) هي المجموعة الثالثة عشر في الجدول الدوري. تشمل هذه المجموعة البورون (B) والألمنيوم والجاليوم والإنديوم ومعادن الثاليوم. تحتوي العناصر الأربعة الأخيرة على 3 إلكترونات في الطبقة الخارجية ويشار إلى ترتيب طبقة السعة الخاصة بها باسم ns^{2}np^{1} . عناصر عائلة البورون لها أعداد أكسدة مثل +3 أو +1. باستثناء العناصر الثقيلة مثل الثاليوم تميل العناصر الأخرى إلى أن يكون لها عدد أكسدة +3.

المجموعة 14: عائلة الكربون

تتضمن مجموعة عائلة الكربون المجموعة الرابعة عشرة من مجموعات الجدول الدوري. عناصر الكربون والسيليكون (السيليكون) والجرمانيوم والقصدير والرصاص هي العناصر الخمسة لهذه المجموعة. من المتوقع أيضًا أن يتصرف عنصر “Flerovium” بشكل مشابه للعناصر الأخرى في هذه المجموعة ولهذا السبب يتم وضعه في المجموعة 14. تقع مجموعة الكربون بالقرب من مركز الجدول الدوري وعلى يمينها لا تحتوي على فلزات وعلى يسارها معادن.

في الماضي كانت هذه المجموعة تسمى “Tetrel” أو “Tetragens” لأن كل ذرة في هذه المجموعة لديها سعة 4 إلكترونات. أيضا كان الاسم الآخر لهذه المجموعة ” ‌Crystallogens”.

المجموعة 15: مجموعة النيتروجين

تتكون مجموعة عائلة النيتروجين والمعروفة أيضًا باسم “البنتوجين”(Pnictogen)   من عناصر النيتروجين والفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والبزموت وكذلك العنصر الاصطناعي “موسكوفيوم”(Moscovium) . الترتيب الإلكتروني للعناصر في هذه المجموعة هو ns^{2}np^{1} .

المجموعة 16: مجموعة الأكسجين (كالسوجينات)

تنتمي المجموعة السادسة عشرة من مجموعات الجدول الدوري إلى مجموعة الأكسجين. تُعرف هذه المجموعة باسم عائلة الأكسجين أو “الطباشير” (Chalcogens). تشمل العناصر في هذه المجموعة الأكسجين والكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم والبولونيوم. العناصر الثلاثة الأولى غير معدنية والعنصران الأخيران من المعدن. البولونيوم في الوقت نفسه عنصر مشع والمجموعة الأكسجين والنيتروجين هي العناصر الرئيسية في الغلاف الجوي.

مجموعات الجدول الدوري

المجموعة 17: الهالوجينات

هناك 5 أو 6 عناصر في المجموعة 17 تسمى الهالوجينات. الفلور والكلور والبروم واليود والستاتينات كلها في مجموعة الهالوجينات. وفي الوقت نفسه قد يكون لعنصر “Tennessine” خصائص مماثلة للهالوجينات. على الرغم من أن عنصر tensin ينتمي إلى مجموعة الهالوجينات يعتقد معظم العلماء أن عنصر tensin يتصرف بشكل مشابه للمعادن ولكن نظرًا لإنتاج كميات صغيرة من هذا العنصر لا يمكن الحصول على نتائج موثوقة في هذا الوقت.

المجموعة 18: الغازات النبيلة

الغازات النبيلة كلها عديمة اللون والرائحة وخاملة تقريبًا (غير متفاعلة). أحد العناصر الأربعة المكتشفة حديثًا هو Oganesson والذي يعتقد العلماء أنه يجب أن يكون له نفس خصائص الغازات النبيلة الأخرى ولم يقم بقياس خصائصه بدقة. مع البناء الاصطناعي لـ Oganson اكتملت الفترة السابعة من الجدول الدوري. يمكن توقع أنه إذا تم اكتشاف عنصر أو تكوينه في المستقبل فإن الفترة الثامنة ستبدأ من الجدول الدوري.

مجموعات الجدول الدوري

التصنيفات الأخرى في الجدول الدوري

لفحص الجدول الدوري هناك فئات أخرى ليست خاصة بعمود أو مجموعة ويمكن استخدامها لفهم العناصر والخصائص المشتركة لبعضها بشكل أفضل. في ما يلي نعتزم التعبير عن هذه الفئات.

المعادن الوسيطة

تشمل ” المعادن الوسيطة” (Post Transition Metals)  الألمنيوم الغاليوم الإنديوم الثاليوم القصدير الرصاص والبزموت وكلها مشتتة في مجموعات من 13 إلى 17. هذه المعادن لها نفس خصائص المعادن الوسيطة ولكنها أكثر نعومة وأضعف من المعادن الوسيطة الأخرى.

شبه الفلزات

تشمل شبه المعادن البورون والسيليكون والجرمانيوم والزرنيخ والأنتيمون والتيلوريوم والبولونيوم. في بعض الحالات تتصرف “أشباه الفلزات” (Metalloids)  مثل أشباه الموصلات بما في ذلك البورون والسيليكون والجرمانيوم.

غير الفلزات

يوجد ما مجموعه 17 عنصرًا في فئة اللافلزات: معظم الغازات بما في ذلك الهيدروجين والهيليوم والنيتروجين والأكسجين والفلور والنيون والكلور والأرجون والكريبتون والزينون والرادون. يُعرف البروم وبعض المواد الصلبة مثل الكربون والفوسفور والكبريت والسيلينيوم واليود أيضًا باسم اللافلزات.

منشور ذات صلة
الكروماتوغرافيا الورقية 8 Minutes

ما هو الكروماتوغرافيا الورقية؟| شرح بسيط ومفهوم

جاسم ناظري

كروماتوغرافيا الورق هي إحدى أبسط الطرق المستخدمة في معمل الكيمياء لفصل الأصباغ مثل الأصباغ التي تصنع أحبارًا معينة. يمكن أن تتضمن مبادئ الكروماتوغرافيا مبادئ ” الكروماتوغرافيا التقسیمیة” و “كروماتوغرافيا الامتزاز”.

النظرية الذرية 8 Minutes

النظرية الذرية | شرح بسیط ومفهوم

جاسم ناظري

لم تكن نظرية دالتون الذرية صحيحة في جميع الحالات. تم رفض القانون الأول عندما نجح العلماء في تقسيم الذرة إلى أجزاء أصغر في عملية تسمى “الانشطار النووي”.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

السلة