عناصر الجدول الدوري

كم عدد عناصر الجدول الدوري؟
يبلغ عدد العناصر الكيميائية المُكتشفة حتى وقت كتابة المقال (2023) والمُرتبة في الجدول الدوري للعناصر؛ 118 عنصرًا مؤكدًا، وقد تم ترتيب هذه العناصر الكيميائية حسب أعدادها الذرية في الجدول الدوري، والتي تتوافق مع أعداد البروتونات في نوى ذرات هذه العناصر (العدد الذري للعنصر هو نفسه عدد البروتونات الموجودة في نواة ذرة العنصر)، ولكن يجدر التنويه إلى أن عدد عناصر الجدول الدوري الفعلي قد يتغير في المستقبل نتيجة اكتشاف عناصر جديدة في الطبيعة لم يتم اكتشافها حتى الآن، أو تحضير عناصر جديدة في المختبرات.

 
 
 

كيف تُرتب العناصر في الجدول الدوري؟
تم ترتيب العناصر الكيميائية في الجدول الدوري بناءً على أعدادها الذرية، والخواص الكيميائية المتكررة لها، حيث يتكون الجدول الدوري من صفوف أفقية تُسمى الفترات أو الدورات، وأعمدة عمودية تسمى المجموعات، ويستند ترتيب العناصر في الجدول الدوري إلى المبادئ الآتية:



العدد الذري (Atomic Number): تُرتب العناصر الكيميائية في الجدول الدوري بناءً على تزايد أعدادها الذرية.

الفترات أو الدورات (Periods): وهي الصفوف الأفقية في الجدول الدوري، حيث تُمثل كل دورة، أو كل صف أفقي مستوى طاقة جديد توجَد فيها إلكترونات العناصر.

المجموعات (Groups): المجموعات هي الأعمدة العمودية في الجدول الدوري، حيث تمتلك العناصر الموجودة ضمن المجموعة نفسها خواص كيميائية متماثلة، بسبب تكوينها الإلكتروني المتماثل، علمًا بأن كل مجموعة تحتوي عناصرها على نفس عدد الإلكترونات الخارجية، في أعلى مستوى طاقة لها، أي أن عدد إلكترونات التكافؤ لعناصر المجموعة الواحدة يكون متساويًا.

الكُتل (Blocks): ينقسم الجدول الدوري إلى أربع كُتل أو أقسام رئيسية، وهي الكتلة s، والكتلة p، والكتلة d، والكتلة f، وذلك استنادًا إلى نوع المدارات الذرية التي تُملأ بالإلكترونات في كل عنصر.

الاتجاهات الدورية (Periodic Trends): تُظهر العناصر في الجدول الدوري اتجاهات دورية في الخواص الفيزيائية والكيميائية مثل حجم الذرات، والكهرسلبية، وطاقة التأين، وتقارب الإلكترونات، وغيرها.




إن ترتيب العناصر الكيميائية بهذه الطريقة في الجدول الدوري يسهل فهمها ومعرفة خصائصها الرئيسية، ويتيح التنبؤ بسلوكها بناءً على مواضعها في الجدول.



تعريف: المجموعات

تعريف: الدورات

• البروم (Br)،
  
  
• الزئبق (Hg).
  
  

• الهيدروجين (H)،
  
  
• النيتروجين (N)،
  
  
• الأكسجين (O)،
  
  
• الفلور (F)،
  
  
• الكلور (Cl)،
  
  
• جميع عناصر المجموعة 18.
  
  

[th]بعض خواصِّ الفلزَّات واللافلزَّات وأشباه الفلزَّات[/th][th]الفلزَّات[/th][th]اللافلزَّات[/th][th]أشباه الفلزَّات[/th]

موصِّلات للحرارة والكهرباء	موصِّلات رديئة للحرارة والكهرباء	موصِّلات جيدة نسبيًّا للحرارة والكهرباء (أشباه الموصِّلات)
قابلة للطَّرْق: يمكن طَرْقها لتشكيل ألواح مُسطَّحة	هشَّة: تتحطم عند طَرْقها، ولا يمكن طَرْقها لتشكيل ألواح مُسطَّحة	هشَّة: يتحطم معظمها عند طَرْقها، ولا يمكن طَرْقها لتشكيل ألواح مُسطَّحة
قابلة للسَّحْب: يمكن سَحْبها لتحويلها إلى أسلاك رفيعة	لا يمكن تحويلها إلى أسلاك رفيعة	لا يمكن تحويلها إلى أسلاك رفيعة
لامعة (برَّاقة) عندما تكون أسطُحها نظيفة	لها مظهر باهت	بعضها لامع

• البورون (B)،
  
  
• السليكون (Si)،
  
  
• الجرمانيوم (Ge)،
  
  
• الزرنيخ (As)،
  
  
• الأنتيمون (Sb)،
  
  
• التيلوريوم (Te).
  
  

ما هي أكثر عناصر الجدول الدوري شيوعًا وشهرة؟
فيما يأتي ذكر لمجموعة من أشهر عناصر الجدول الدوري وأكثرها وفرة في القشرة الأرضية وفي الكون، والتي تُشكل جزءًا كبيرًا من المادة من حولنا:[٣]

الهيدروجين (H): هو العنصر الأكثر وفرةً في الكون، وهو يُعتبر مكونًا أساسيًا في النجوم، ويلعب دورًا حاسمًا في تكوين النجوم والمجرات.
الهيليوم (He): هو ثاني أكثر العناصر وفرةً في الكون، وهو أيضًا مكون رئيسي في النجوم، ويُوجَد بشكل شائع في تكوينات الغاز الطبيعي على الأرض.
الأكسجين (O): هو العنصر الأكثر وفرةً في القشرة الأرضية، وهو عنصر مهم جدًا لجميع الكائنات الحية على الأرض؛ إذ إنه العنصر الرئيسي في عملية التنفس.
السيليكون (Si): هو ثاني أكثر العناصر وفرةً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين، وهو مكون أساسي من مكونات معظم الصخور والمعادن.
الألومنيوم (Al): هو ثالث أكثر العناصر وفرةً في القشرة الأرضية، وهو يُستخدم على نطاق واسع في الصناعات المختلفة، وذلك بسبب كثافته المنخفضة ومقاومته للتآكل وقابليته للطرق.
الحديد (Fe): هو الفلز الانتقالي الأكثر وفرةً على سطح الأرض، وهو مكون حيوي لنواة الأرض، ويُستخدم على نطاق واسع في البناء والتصنيع.

الخصائص العامة
1 – عناصر المجموعة الاولى نشطة جدا لذلك لا توجد في الطبيعة بصورتها الحرة.
2 – لونها يميل إلى اللون الأبيض الفضي ، و هي لينة و خفيفة الوزن .
3 – عادة ما توجد على شكل هاليدات مثل NaCl ، KCl .
3 – تمتلك عناصر تلك المجموعة أكبر حجم ذري مقارنة مع عناصر أخرى ، وهذا الحجم في المجموعة يزداد من أعلى لأسفل .
4- عناصر المجموعة الأولى خفيفة و كثافاتها منخفضة ، حيث تزداد كثافة العناصر القلوية من الليثيوم إلى السيزيوم مع ملاحظة أن كثافة البوتاسيوم أقل من كثافة الصوديوم كحالة استثنائية و هذا بسبب كون حجم ذرة البوتاسيوم أكبر من حجم ذرة الصوديوم و بالتالي البوتاسيوم أخف من الصوديوم.
5 – درجات انصهار عناصر المجموعة الأولى منخفضة نسبيا و تقل كلما انتقلنا في المجموعة من أعلى لأسفل .
6- هذه العناصر تعتبر عوامل مختزلة قوية.
7 – طاقات التأين الأولى لعناصر هذه المجموعة تعتبر الأقل مقارنة مع عناصر الجدول الدوري الأخرى . فهي تميل إلى فقدان إلكترونها بسهولة الموجود في الفلك s مقارنة مع عناصر الجدول الدوري الأخرى ، و بالتالي الوصول إلى التوزيع الإلكتروني للعناصر النبيلة الأكثر استقرارا . طاقات التأين الأولى لعناصر تلك المجموعة تقل كلما انتقلنا من أعلى لأسفل في المجموعة .
8 – طاقة التأين الثانية لجميع عناصر المجموعة مرتفعة جدا لانها عند فقدها لإلكترونها الوحيد فإن توزيعها الإلكتروني يصبج مشابها للتوزيع الإلكتروني للعناصر النبيلة الأكثر استقرارا و التي تمتلك أعلى شحنة نووية فعالة ، لذلك يتطلب الأمر طاقة عالية لإزالة إلكترون ثان منها
9- تفاعلها مع الماء قوي جدا و ينتج عن ذلك التفاعل هيدروكـسيدات أو محاليل قاعدية قوية (ما عدا هيدروكسيد الليثيوم) ، و يمكن ترتيب التدرج في قوة المحلول القاعدي كما يلي:
10- جميع أملاح الفلزات القلوية أيونية (ما عدا الليثيوم) و هي قابلة للذوبان في الماء ، و الطاقة الناتجة عن ذوبانها في الماء مرتفعة جدا و هذه الطاقة تعرف باسم طاقة التميؤ .
11- تتفاعل مع جميع اللافلزات على الأغـلب .
12 – عند تعرضها للهب ينتج عنها ألوان يعرف بها كل عنصر على حده .
13- تتفاعل بشدة مع الهواء الجوي لذلك تحفظ في الكاز (الكيروسين).
الخصائص الكيميائية لعناصر المجموعة
الأملاح البسيطة للفلزات القلوية:
تميل أملاح الفلزات القلوية لأن تكون شديدة الذوبان في الماء و خصوصا أملاح الصوديوم و الليثيوم ، على الرغم من وجود بعض أملاح للبوتاسيوم و الروبيديوم و السيزيوم لا تذوب في الماء ، و أيضا بعض الأملاح شحيحة الذوبان في الماء مثل LiF و Li2CO3 ، حيث تعتمد ذوبانية الملح على عاملين رئيسيين و هما طاقة الشبكية و طاقة الحلمأة (التحلل في الماء) للأيونات .
تميل جميع فلزات المجموعة الأولى إلى التفاعل مع الماء حيث يكون الليثيوم أبطأها و تزداد شدة ذلك التفاعل كلما انتقلنا في المجموعة من أعلى لأسفل ، حيث ينتج عن ذلك الهيدروكسيدات و غاز الهيدروجين .
تعتبر الهيدروكسيدات مفيدة في انتاج و تصنيع أملاحا أخرى من خلال معادلتها بحمض مناسب ، كما انها عندما تمتص ثاني أكسيد الكربون فإنها تنتج الكربونات المقابلة لها M₂CO₃ (ما عدا الليثيوم طبعا) و البيكربونات MHCO₃ و التي بدورها عند تفكيكها بالحرارة تنتج الكربونات و التي تتفكك بوجود الحرارة العالية مكونة الأكسيد و ثاني أكسيد الكربون.
أما النتراتات MNO₃ حيث M صوديوم أو بوتاسيوم أو روبيديوم أو سيزيوم، فإنها تتفكك إلى نتريتات عند التسخين ، بينما LiNO₃ تتفكك عند التسخين إلى Li₂O .
أما هاليـدات الفلـزات القلويـة فهي معروفـة جيـدا ، فالأمـلاح مثـل CsCl و CsBr و CsI لها تركيب بلوري مشابه يعرف باسم تركيب كلوريد السيزيوم، بينما أملاح العناصر الأخرى لها تركيب كلوريد الصوديوم .
التفاعل مع الأكسجين :
عندما يتم تسخين الفلزات القلوية مع الأكسجين أو عندما تتفاعل مع الهواء فإنها تنتج الأكاسيد و تعتمد طبيعة و خصائص الأكاسيد الناتجة على الفلز بحد ذاته.



لا يُكوِّن الليثيوم الأكسيد الأعلى ، أما فوق أكسيد الليثيوم Li₂O₂ (يحضر من خلال تفاعل هيدروكسيد الليثيوم مع فوق أكسيد الهيدروجين) فهو غير مستقر و يتفكك إلى Li₂O و غاز الأكسجين ، و لكن عند انتقالنا في المجموعة من أعلى لأسفل نلاحظ بأن الأكاسيد العليا و فوق الأكاسيد تصبح أكثر استقرارا. ويمكن تحضير الأكاسيد الأحادية M₂O للصوديوم إلى السيزيوم بتفاعل كميات زائدة من الفلز مع الأكسجين و ذلك لتجنب تشكل الأكاسيد العليا و / أو فوق الأكاسيد ، حيث يمكن لاحقا إزالة الزائد من الفلز عن طريق التبخير . كما يمكن تحضير الأكاسيد الأحادية أيضا عن طريق اختزال نتريت الفلز بالفلز ذاته:
عند تفاعل الفلزات القلوية مع الأوزون O₃ فإنه تنتج أملاح الأوزينيدات MO₃ و التي هي بارامغناطيسية.
التفاعل مع الماء
تتفاعل الفلزات القلوية بعنف مع الماء و ينتج عن ذلك تحرر كبير للحرارة.