جدول تناوبی عناصر شیمی

جدول تناوبی عناصر شیمی عناصر شیمیایی و مهمترین خصوصیات آنها را به ما نشان می‌دهد. کشف و تدوین جدول تناوبی به و پردازش رفتار عنصرها و توسعه علم شیمی کمک زیادی کرد. تا جایی که امروزه دیگر نمی‌توان مطالعه این رشته بدون جدول تناوبی عناصر را تصور کرد.

از آنجا که به خاطر سپردن جدول تناوبی عناصر شیمی و همه جزئیات آن کمی چالش‌برانگیز است، در این صفحه از «مرکزش»، تصویر جدول تناوبی عناصر با کیفیت بالا را برای شما قرار داده‌ایم. برای مرور دانسته‌هایتان درباره جدول تناوبی عناصر شیمیایی و گروه‌های آن، می‌توانید بخش‌های پیش رو را مطلعه کنید.

جدول تناوبی عناصر شیمی چیست؟

جدول تناوبی عناصر شیمیایی (Periodic table)، که به آن جدول مندلیف هم می‌گویند، نمایش جدولی عناصر شیمیایی بر پایه عدد اتمی، آرایش الکترونی و ویژگی‌های شیمیایی آن‌هاست. جدول تناوبی عناصر تمام عناصر کشف‌شده را شامل می‌شود؛ و هدف از تدوین آن، در تمام اشکالی که تا به حال داشته و شکل نهایی آن، بررسی دقیق ویژگی‌های شیمیایی عنصرهاست.

ترتیب عناصر جدول تناوبی از عدد اتمی کمتر به عدد اتمی بیشتر است (منظور از عدد اتمی تعداد پروتون‌هاست). شکل استاندارد جدول تناوبی شامل 7 سطر و 18 ستون است؛ عناصر اصلی در بالا، و دو ردیف کوچکتر از عنصرها در پایین قرار گرفته‌اند.

برای یادآوری بهتر، می‌توان جدول مندلیف را به چهار بخش تقسیم کرد: بلوک S در سمت چپ، بلوک P در راست، بلوک D (فلزات واسطه) در وسط و بلوک F (فلزات واسطه داخلی) در پایین.

سطرهای جدول تناوبی عناصر شیمی

هر سطر جدول تناوبی نشان‌دهنده یک دوره یا تناوب (Period) است. عدد تناوب یک عنصر به ما می‌گوید که چه تعداد از سطوح انرژی آن الکترون دارد. برای نمونه، اتم سدیم که در تناوب سوم قرار گرفته است، در سه سطح اول انرژی خود الکترون دارد.

با کمی دقت متوجه می‌شویم که با حرکت از بالا به پایین در جدول تناوبی عناصر شیمی، طول دوره‌ها بیشتر می‌شوند. دلیل این امر آن است که عنصرها الکترون بیشتری را برای پر کردن سطوح خارجی خود دریافت می‌کنند.

ستون‌های جدول تناوبی عناصر شیمی

هر ستون جدول مندلیف یک گروه یا عناصر هم‌خانواده را به ما نشان می‌دهد. عناصر موجود در گروه‌های اصلی جدول تناوبی معمولا رفتاری شبیه به هم دارند؛ زیرا تعداد الکترون‌ها آنها در خارجی‌ترین لایه‌‌شان برابر است.

برای نمونه، لایه خارجی گروه ۱۸ جدول تناوبی در سمت راست، کاملا از الکترون پر شده است،، و به همین دلیل در واکنش‌های شیمیایی خیلی کم شرکت می‌کنند.

گروه‌های اصلی جدول تناوبی

ردیف‌ها (تناوب‌ها) و ستون‌های جدول تناوبی، گروه‌های جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند. به طور دقیق‌تر، هر گروه جدول تناوبی عناصر شیمیایی شامل یک ستون می‌شود. عنصرها موجود در هر گروه خواص مشابهی دارند. برخی از گروه‌های اصلی جدول تناوبی نام‌های ویژه‌ای دارند؛ مانند گروه هالوژن‌ها و گازهای نجیب.

هشت گروه اصلی جدول تناوبی (گروه‌های ۱، ۲ و ۱۳ تا ۱۸) معمولا بیشترین اهمیت و کاربرد را دارند. در ادامه علاوه بر هشت گروه اصلی جدول تناوبی، با گروه ۳ تا ۱۲ جدول مندلیف نیز آشنا می‌شویم:

گروه 1 جدول تناوبی: فلزات قلیایی

گروه فلزات قلیایی (Alkali Metals) یا خانواده لیتیوم، شامل تمام عنصرهای ستون اول به جز هیدروژن است. عناصر این گروه براق و نرم هستند، و به راحتی با چاقو بریده می‌شوند. اولین عنصر گروه فلزات قلیایی لیتیوم، و آخرین عنصر آن فرانسیم است.

عناصر گروه 1 به شدت واکنش‌پذیر هستند، به طوری که در تماس با آب منفجر می‌شوند و آتش می‌گیرند. آرایش الکترونی لایه آخر آنها نیز به صورت ns¹ است.

گروه 2 جدول تناوبی: فلزات خاکی

گروه فلزات قلیایی خاکی (Alkali Earth Metals) یا خانواده بریلیم، گروه دوم و یکی از گروه‌های اصلی جدول تناوبی است. اولین عنصر این گروه بریلیم، و آخرین عنصر آن رادیم است. عناصر این گروه به ندرت در طبیعت به صورت خالص یافت می‌شوند.

عناصر این گروه در خارجی‌ترین لایه خود دو الکترون، و واکنش‌پذیری بالایی دارند (البته نه به اندازه گروه اول). آنها به آهستگی واکنش نشان می‌دهند و گرمای کمتری نسبت به فلزات قلیایی تولید می‌کنند.

گروه ۳ تا ۱۲ جدول مندلیف: فلزات واسطه

عناصر واسطه یا فلزات واسطه (Transition Metals)، عناصری از جدول تناوبی عناصر شیمی هستند که زیرلایه d آن‌ها به صورت جزئی پر شده است. این عماصر فلزاتی سخت، چکش‌خوار (شکل‌پذیر)، براق و رسانای برق هستند. لانتانیدها و اکتینیدها نیز در این گروه از جدول تناوبی قرار می‌گیرند:

لانتانیدها

به دلیل طولانی بودن، گروه سوم کاملا در ستون سوم جای نمی‌گیرد. به همین دلیل، این گروه به صورت سطری در پایین جدول تناوبی عناصر شیمی قرار می‌گیرد، و به آنها لانتانیدها می‌گویند. این گروه عناصر ۵۷ تا ۷۱ جدول مندلیف را تشکیل می‌دهند، رنگی سفید-نقره‌ای دارند، و در تماس با هوا تیره می‌شوند.

اکتینیدها

اکتینیدها هم مانند لانتانیدها، خارج از جدول تناوبی عناصر شیمیایی قرار گرفته‌اند. این گروه عناصر ۸۹ تا ۱۰۳ جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند، و همگی رادیواکتیو هستند. در میان اکتینیدها، تنها توریم و اورانیوم هستند که به مقدار زیادی در طبیعت یافت می‌شوند.

لانتانیدها و اکتینیدها با هم‌ گروه فلزات واسطه داخلی (Inner Transition Metals) را تشکیل می‌دهند، که از گروه‌های اصلی جدول تناوبی است.

گروه 13 جدول تناوبی: خانواده بور

گروه سیزدهم جدول مندلیف یا خانواده بور (Boron Family)، شامل شبه فلز بور و فلزات آلومینیوم، گالیم، ایندیم و تالیم می‌شود. چهار عنصر آخر این گروه ۳ الکترون در خارجی‌ترین لایه خود دارند، و آرایش لایه ظرفیت آن‌ها به صورت ns² np¹ است.

گروه 14 جدول تناوبی: خانواده کربن

گروه 14 جدول تناوبی به طور دقیق یکی از گروه‌های اصلی جدول تناوبی نیست، اما اهمیت فراوانی دارد. عناصر گروه 14 جدول تناوبی شامل کربن، سیلیکون (سیلیسیم)، ژرمانیوم، قلع و سرب می‌شود. در گذشته به این گروه تترل‌ها، تتراژن‌ها و کریستالوژن‌ها نیز می‌گفتند.

عنصر «فلروویم» (Flerovium) هم رفتاری مشابه عناصر این گروه دارد. به همین خاطر، فلروویم نیز در گروه 14 جدول تناوبی قرار می‌گیرد. گروه کربن نقریبا در مرکز جدول مندلیف قرار دارد، و فلزات و نافلزات جدول تناوبی به ترتیب در سمت راست و سمت چپ آن قرار می‌گیرند.

گروه 15 جدول مندلیف: گروه نیتروژن

گروه 15 جدول تناوبی یا خانواده نیتروژن، که با نام نیکتوژن‌ (Pnictogen) نیز شناخته می‌شود، شامل نیتروژن، فسفر، آرسنیک، آنتیموان، بیسموت و عنصر مصنوعی «مسکوویم» (Moscovium) می‌شود. آرایش الکترونی عناصر این گروه به صورت ns² np³ است.

گروه 16 جدول تناوبی: خانواده اکسیژن

شانزدهمین گروه جدول تناوبی عناصر شیمی گروه اکسیژن یا کالکوژن‌ها (Chalcogens) است، و از گروه‌های اصلی جدول تناوبی به حساب می‌آید. اکسیژن، گوگرد، سلنیوم، تلوریم و پولونیوم عناصر این گروه است.

سه عنصر اول نافلز، دو عنصر آخر شبه فلز، و پولونیوم یک عنصر رادیواکتیو است. اکسیژن (به عنوان سرگروه گروه 16 جدول تناوبی) نیز به همراه نیتروژن، عناصر اصلی جو زمین را تشکیل می‌دهند.

گروه 17 جدول تناوبی: هالوژن‌ها

گروه 17 یکی از هشت گروه اصلی جدول تناوبی محسوب می‌شود، و 5 عنصر آن (فلوئور،‌ کلر، برم، ید و استاتین) به نام هالوژن‌ها معروف هستند. البته تنسین (Tennessine) نیز عنصر ششم این گروه است، زیرا می‌تواند خواصی مشابه با سایر هالوژن‌ها داشته باشد.

با این وجود، بیشتر دانشمندان معتقدند که تنسین رفتاری شبیه به شبه‌فلزات دارد. اما به دلیل اینکه مقادیر کمی از این عنصر به تولید رسیده است،‌ نتایج قابل استنادی در دسترس و قابل ارائه نیست.

گروه ۱۸ جدول تناوبی عناصر: گازهای نجیب

به آخریم گروه از گروه‌های اصلی جدول تناوبی، و یکی از هشت گروه اصلی جدول تناوبی می‌رسیم: گازهای نجیب. این گازها بی‌رنگ،‌ بی‌بو و تقریبا بی‌اثر (غیر واکنش‌پذیر) هستند. عنصر دیگری که ممکن است به این گروه از جدول مندلیف افزوده شود، اوگانسون (Oganesson) نام دارد که اخیرا کشف شده است.

جدول تناوبی عناصر شیمی با کیفیت بالا در «مرکزش»

برای بررسی فلزات و نافلزات جدول تناوبی و سایر عناصر می‌توانید از جدول تناوبی عناصر شیمیایی «مرکزش» استفاده کنید. این جدول کلیه عناصر را با جزئیات آنها (عدد اتمی، نماد و ...) به شما نمایش می‌دهد، و با رنگ‌های مختلف نیز کدگذاری شده است.

برای مثال، عناصری که با رنگ آبی کمرنگ مشخص شده‌اند، همان فلزات واسطه هستند. راهنمای این کد را می‌توانید در پایین تصویر جدول تناوبی عناصر شیمی ببینید.