هرکه دانسته رود، صرفه ز اعداء ببرد

اولین طبقه بندی عناصر شیمیایی قبل از مندلیف

دوبراینر در 1829 شیمیدان آلمانی به نام دوبراینر نتیجه مطالعات خود را در طبقه بندی عناصر شیمیایی بر حسب خواص شیمیایی مشابه آنها منتشر کرد . وی استنباط نمود که می توان عنا صری را که دارای خواص مشابه هستند به دسته های سه تایی تقسیم کرد که در این صورت جرم اتمی یکی از آنها معدل جرم اتمی دوتای دیگر است . مثلا جرم اتمی لیتیم ,سدیم , پتاسیم به ترتیب 7و23 ,39است. از روی جرم اتمی لیتیم و پتاسیم می توان جرم اتمی سدیم را بدست آورد : 23 =2/ 7+39 دوبراینر این گروها راتریاد یا گروهای سه تایی نامید . در میان همه عناصری که در آن زمان شناخته شده بود او فقط چهار گروه سه گانه یا تریاد را کشف کرد. دیچانکوروتوی Dechancourtoi در سال 1862 Dechancourtoiعناصر را به ترتیب جرم اتمی به وسیله نقاطی روی یک مارپیچ نمایش داد .بطوریکه اختلاف اوزان اتمی برای دونقطه که فاصله یک حلقه روی ماپیچ داشتند, 16بود . وی سعی کرد که تشابه خواص یک گروه رااز روی ارتباط هندسی بین نقاط ماپیچ نمایش دهد. مثلا کلر , برم وید را به وسیله نقاطی واقع در یک خط نمایش داد, اما متاسفانه کارش مورد توجه قرارنگرفت. نیولندز در سال1836 دانشمند انگلیسی به نام نیولندزعناصر را به ترتیب رافزایش وزن اتنمی تنظیم کردوبه این نکته پی برد که هر هشت عنصر, از هر کجا که شروع شوند , مانند نت هشتم درموسیقی تقریبا خواص عنصر نخستین را تکرارمی کند.وی این رابطه را قانون اوکتاوها نامید. سه اوکتاو نخستین نیولندز برای نشان دادن سیستم او در زیر آمده است : O N C B Be Li H S P Si Al Mg Na F Fe Mn Ti Cr Ca K Cl هر چندابن سیستم تناقص های زیادی را در بر دارد ولیکن بر پایه یک فرضیه صحیح می باشد که بیان میکند :خواص عناصر بر حسب پریودی معین با افزایش جرم اتمی تغییر می کند. لوتر- مایر Lother-Mayer سال بعد لوتر- مایرجدولی شامل بعضی عناصرشیمیایی که ظرفیت آنها به شش گروه تقسیم شده بود منتشر کرد.مایر با توجه به اینکه اختلاف میان اوزان اتمی عناصر متوالی در هرگروه پایداری معینی را نشان می دهد و نوشته خود را به این مضنون پایان داد:"شکی نیست میان ارزش عددی و وزنهای اتمی رابطه معینی وجود دارد ". لیکن مایر نتیجه های قطعی تری در باره ماهیت واهمیت این رابطه بدست نیاورد. مندلیف Demitri Mandeleew مندلیف روی جدول تنظیمی خود 20سال کار کرد تا توانست در سال 1868 آن را عرضه کند . در مارس 1869اولین گزارش مختصرخودرا راجع به قانون پریودی به انجمن شیمی –فیزیک پترزبورگ تقدیم داشت. کشف مهم مندلیف که شاهکار تحقیقات علمی اوست این که متوجه شد که"خواص قابل اندازه گیری عناصر با افزایش جرمهای اتمی ترقی یا تنزل نمی کند. بلکه این تغییرات تناوب دارد وبطور متناوب گاهی صعودی وگاهی نزولی است . مندلیف برای آنکه عناصر مشابه را زیر یکدیگر قرار دهد . ناچار شد که برای برخی از عناصر کشف نشده در آن زمان خانه ای در جدول خود خالی بگذارد. به این ترتیب او توانست خواص سه عنصر ناشناخته را پیشگویی کند. کشف گالیم در سال 1875توسط de-Bosibaudran فرانسوی و کشف اسکاندیم توسطLarnilson سوئدی در سال 1879وپرمانیم توسط Clemenswinkler آلمانی در سال 1885 پیشگویی های مندلیف را تائید کرد و سیستم تناوبی جایگاه مناسبی یافت.درست ماندنجدول تناوبی ایجاب می کرد که سه عنصر K,Ni,I در محلی غیر از آنکه ترتیب افزایش جرم اتمی حکم می کرد.قرار داده شوند. مثلا ید براساس جرم اتمی عنصر شماره 52باشد اما برای قرار گرفتن در گروه عناصربه لحاظ شیمیایی مشابهF,Cl,Br, وعنصر شماره 53 در نظر گرفته شد.مطالعات بعدی طبقه بندی تناوبی بسیاری از دانشمندان را متقاعد ساخت که خاصیت بنیادی دیگر جز جرم اتمی موجب پیدایش خاصیت مشهود تناوبی است. پیشنهاد شد که این خاصیت بنیادی به نحوی با عدد اتمی مرتبط است. شایان ذکر است که در زمان مندلیف تنها 62 عنصر شناخته شده بود وجرمهای اتمی آنها با روشهای غیر دقیق تعیین گردیده بود واز خواص آنها اطلاعات کمتری در دست قرار داشت ودر چنین شرایطی مندلیف رابطه وتشابه بین گروهی از عناصر مختلف را درک کند. هنری موزلیHenry G.J.Mosely درسالهای1913و1914مشکل فوق راحل کرداو توانست بابررسی طیف پرتو ایکس عناصر اهمیت عدد اتمی را نشان دهد وطیف پرتو ایکس سی وهشت عنصررا که اعداداتمی آنها بین 13تا79" AU,Al" بود مورد بررسی قرار داد ودریافت که وقتی عناصر به ترتیب بر حسب آرایش عدد مرتب شده باشند ریشه دوم فرکانس خط طیفی از عنصری به عنصر دیگر همیشه به مقدار ثابتی افزایش می یابد. بنا براین موزلی موفق شد بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر عدداتمی صحیح آن را تعیین کند وبه این ترتیب توانست مشکل طبقه بندی عناصری را حل کند که بر اساس جرم اتمی در جای درستی قرار نمی گرفتند. اوهمچنین ابراز داشت که بین Ce 71 Lu , 58 باید 14 عنصر وجود داشته باشد وثابت کرد که این عناصر باید در جدول تناوبی به دنبال لانتان قرار گیرند. در آن زمان هنوز خانه های 43و61و72و75و85و87 خالی مانده بود و وجود عناصری را که هنوز کشف نشده بود نشان داد.در سال 1922هافنیومHafnium کشف شد وخانه 72را اشغال کرد ودر سال 1925خانه 75 توسط رنیم Rhenium پر گردید . در باره 4عنصر باقیمانده باید گفت که با اظهار نظر های چندی در باره کشف آنها هنوز دلیل قابل اطمینانی بر وجود این عناصر در طبیعت در دست نیست و هر چهار عنصر اخیرا بطور مصنوعی تهیه شده اند واین عناصررا فرانسیم Francium و استاتین Astatine و Promerhiam وTechnetium نامیدند. سنجش رقمهای اتمی عناصر به وسیله اشعه ایکس ازلحاظ دیگری نیز بسیار اهمیت داشته است. این کار تعیین عدد کلی خانه ها را در جدول بین هیدروژن با عدد اتمی یک و اورانیوم با عدد اتمی 92 که در آن زمان آخرین عضو جدول تناوبی تصور می شد ممکن ساخت و به این ترتیب جدول تناوبی تکامل یافت وبا کشف عناصر جدیدبه صورت کنونی در آمده است.

منبع : کتاب سرگذشت جدول تناوبی مولف دکتر ملاردی

http://forum.irantrack.com/thread160190.html

مطالبی در مورد جدول مندلیف

مندلیف و لوتار میردر موردخواص عنصرها و ارتباط انها بررسی های دقیق تری انجام دادند و در سال ۱۸۶۹م به این نتیجه رسیدند که خواص عنصرها تابعی تناوبی از جرم آنهاست.

به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها اشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند .

مندلیف در سال ۱۸۶۹ بر پایه ی قانون تناوب جدولی از ۶۳عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد .در فاصله ی بین سالهای ۱۸۶۹ تا ۱۸۷۱م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیا یی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در ۸ ستون و۱۲سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیو لندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبابدون نقص ارایه دادکه فراگیر وماندنی شد.

شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر:

روابط همسایگی:دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون

وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میدادو ان را پایه تنظیم عناصر قرار داد.

وسواس وی:او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.

واحدهای خالی:در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کردیعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به ان شباهتی نداشت ان مکان را خالی می گذاشتو ان عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد.این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد.

استقبال از ساکنان بعدی:مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایزتوانست خواص انها را پیش بینی کند.برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال ۱۸۶۹ تنظیم کرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد.سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی ان دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود

ساخت واحد مسکونی هشتم:مندلیف با توجه به این که عناصراهن وکبالت ونیکل وروتینیم ورودیم وپالادیم واسمیم وایریدیم وپلاتینخواص نسبتا با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای دادو به جدول پیشین خود گروه هشتم ا هم افزود

در ان زمان گازهای نجیب شناخته نشده بوداز این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از ان رامسی و رایله در سال ۱۸۹۴ گاز ارگون را کشف کردند و تا سا ل ۱۹۰۸ م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها ۰ در نظر گرفته شدو به گازهای بی اثر شهرت یافتند

آسانسور مندلیف به سوی آسمان شیمی :

جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیف نادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های آنها شد.

مجتمع نیمه تمام:

جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :

۱-جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی ان را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه های گروه هالوژن ها جا میداد.

۲-در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.

۳-کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت .با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتوایکس و عنصرهاو بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و

نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت .زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی انها .

۴سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و ۴ سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.

 تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:

۱-تغییرات شعاع اتمی :در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.

۲-تغییرات شعاع یونی :شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است.به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.

۳-تغییرات انرژی یونش: در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش

می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.

۴-تغییرات الکترون خواهی :در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابدودر هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .

۵-تغییرات الکترونگاتیوی:در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیا د شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .

۶-تغییرتعدادالکترونهای لایه ظرفیتوعدد اکسایش:در هر دوره از عنصری به عنصر دیگریک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.

۷-تغییرات پتانسیل الکترودی :در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی انها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارندخاصیت کاهندگی ونا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارندتوانایی اکسید کنندگی دارند.در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید –کنندگی با افزایش عدد اتمی وپتانسیل کاهش می یابد.

۸-تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:توانایی بازی هیدروکسیدعناصر در گروهها ازبالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.

۹-تغییرات دما وذوب یا جو ش:در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طورتناوبی تغییر می کند ولی این روندمنظم نیست و در موردعناصرگروهها نیز روندواحدی وجود ندارد.

مرسده و خشایار طهماسبی

http://metsokat.persianblog.ir/tag/%D8%B9%D8%AC%D8%A7%DB%8C%D8%A8_%D9%85%D9%86%D8%AF%D9%84%DB%8C%D9%81