تصنيف العناصر الكيميائية
على مر التاريخ، تم إجراء العديد من المحاولات لتصنيف العناصر الكيميائية في جداول تسهل عملية دراستها. من بين هذه الجهود، نجد محاولة العالم برزيليوس الذي قام بتقسيم العناصر إلى فلزات ولا فلزات. كما قدم العالم مندلييف ترتيبًا تصاعديًا للعناصر بناءً على إعدادها الذري. ومن الجدير بالذكر أن الجدول الدوري الطويل الذي يعتمد على مبدأ البناء التصاعدي هو ما يتم اعتماده حاليًا في مجالات الدراسة والبحث.
الجدول الدوري للعناصر
يتكون الجدول الدوري من سبع دورات أفقية وثماني مجموعات رأسية تمثل عناصر المجموعة A. كما يوجد عشر مجموعات رأسية مخصصة للعناصر الانتقالية. وفي الجزء السفلي من الجدول، نجد مجموعة اللانثانيدات والأكتينيدات. يتم تقسيم عناصر الجدول الدوري إلى أربع فئات: الفئة S التي تقع في يسار الجدول، الفئة P في يمينه، بالإضافة إلى الفئتين d و f.
أنواع العناصر الكيميائية
- العناصر النبيلة: تُعرف أيضًا بالغازات الخاملة، والتي تصنف ضمن عناصر المجموعة “صفر”. تتميز بتكوينها الإلكتروني الذي يشمل np6 ns2، بالإضافة إلى الهيليوم الذي يحتوي على s21، وتتميز مستويات الطاقة فيها بالامتلاء.
- العناصر المثالية: تشمل عناصر الفئة “S” و”p”، باستثناء الغازات الخاملة، وتتميز بامتلاء جميع مستويات الطاقة باستثناء المستوى الأخير.
- العناصر الانتقالية الرئيسية: تضم عناصر الفئة d، وتتميز بامتلاء جميع مستويات الطاقة باستثناء آخرين منها.
- العناصر الانتقالية الداخلية: تشمل عناصر الفئة f، وتمتاز بامتلاء جميع مستوياتها باستثناء آخر ثلاثة مستويات.
نصف قطر الذرة
يمكن تصنيف نصف قطر الذرة وفقًا للجدول في النقاط التالية:
- في الدورات الأفقية: ينخفض نصف القطر كلما زادت الأعداد الذرية، حيث تزداد شحنة النواة الموجبة، مما يزيد من قوة جذب النواة لإلكترونات التكافؤ، وبالتالي تقليل قطر الذرة.
- في المجموعات الرأسية: يزيد نصف قطر الذرة كلما ارتفع العدد الذري.
جهد التأين
يشير جهد التأين إلى كمية الطاقة المطلوبة لفصل الإلكترونات الضعيفة الارتباط بالذرة المفردة، وعادةً ما تُستخدم في الحالة الغازية على الصورة التالية (X+ + e- > طاقة تأين X + (إلكترون) (أيون موجب) (ذرة). يتم قياس جهد التأين باستخدام القياسات الطيفية، ويتم تصنيفه في الجدول الدوري حيث ترتفع قيم جهد التأين مع زيادة العدد الذري، ويرجع ذلك إلى انخفاض قطر الذرة وزيادة الشحنة الموجبة، مما يؤدي إلى زيادة قوى الجذب. بينما في المجموعات الرأسية، ينخفض جهد التأين بزيادة العدد الذري نتيجة لزيادة نصف قطر الذرة الناتج عن زيادة الأغلفة.