הטבלה המחזורית היא כלי גרפי ורעיוני המארגן את כל היסודות הכימיים המוכרים לאדם לפי מספרם האטומי (כלומר מספר הפרוטונים בגרעין) ותכונות כימיות בסיסיות אחרות. אנשים רבים לא יודעים היטב את מקור הטבלה המחזורית.
לכן, אנו הולכים לספר לכם על מקור הטבלה המחזורית, ההיסטוריה שלה והחשיבות שיש לה לכימיה.
מקור הטבלה המחזורית
הגרסה הראשונה של המודל הרעיוני הזה פורסמה בגרמניה בשנת 1869 על ידי הכימאי יליד רוסיה דימיטרי מנדלייב (1834-1907), שגילה תוכנית מוכרת כדי לעזור לקטלג ולארגן אותם בצורה גרפית. שמו בא מהשערתו של מנדלייב שהמשקל האטומי קובע את התכונות המחזוריות של היסודות.
הטבלה המחזורית הראשונה של היסודות סידרה את 63 היסודות שהתגלו באותה תקופה בשישה טורים, דבר המקובל ומכובד בדרך כלל על ידי חוקרי דיסציפלינה זו. זה נחשב לניסיון הראשון לעשות שיטתיות של האלמנטים שהוצעו על ידי אנטואן לבואזיה, או אנדרה-אמיל בגואי דה שאנז קורטואה שיפור משמעותי לעומת הטבלאות הראשונות שנוצרו על ידי Béguyer de Chancourtois ("מדחף יבשתי") ב-1862 ויוליוס לותר מאייר ב-1864.
בנוסף ליצירת הטבלה המחזורית, מנדלייב השתמשו בו ככלי להסיק את קיומם הבלתי נמנע של אלמנטים שטרם התגלו, תחזית שהתגשמה מאוחר יותר כאשר החלו להתגלות רבים מהמרכיבים שמילאו את החסר בטבלה שלו.
אולם מאז, הטבלה המחזורית הומצאה מחדש והוצבה מחדש מספר פעמים, תוך התרחבות על האטומים שהתגלו או סונתזו מאוחר יותר. מנדלייב עצמו יצר גרסה שנייה בשנת 1871. המבנה הנוכחי הומצא על ידי הכימאי השוויצרי אלפרד ורנר (1866-1919) מהטבלה המקורית, ועיצוב הדמות הסטנדרטית מיוחס לכימאי האמריקאי הוראס גרובס דמינג.
גרסה חדשה של הטבלה, שהוצעה על ידי הקוסטה ריקני Gil Chaverri (1921-2005), לוקח בחשבון את המבנים האלקטרוניים של אלמנטים ולא את מספרי הפרוטונים שלהם. הקבלה הנוכחית של הגרסה המסורתית, לעומת זאת, היא מוחלטת.
היסטוריה של הטבלה המחזורית
במאה ה-XNUMX החלו כימאים לסווג את היסודות הידועים על סמך הדמיון ביניהם בתכונות הפיזיקליות והכימיות. סופו של מחקרים אלה הוליד את הטבלה המחזורית המודרנית של יסודות כפי שאנו מכירים אותה.
בין 1817 ל- 1829, הכימאי הגרמני יוהאן דוברינר קיבץ כמה יסודות לקבוצות של שלושה, המכונות שלישיות, כי הם חלקו תכונות כימיות דומות. לדוגמה, בשלישייה של כלור (Cl), ברום (Br) ויוד (I), שמתם לב שהמסה האטומית של Br קרובה מאוד למסה הממוצעת של Cl ו-I. למרבה הצער, לא כל היסודות מסווגים ב שלישיות ומאמציו לא הצליחו להגיע לסיווג של אלמנטים.
בשנת 1863, הכימאי הבריטי ג'ון ניולנדס חילק את היסודות לקבוצות והציע את חוק האוקטבות, המורכב מיסודות בעלי מסה אטומית הולכת וגדלה שבהם תכונות מסוימות חוזרות על עצמן כל 8 יסודות.
בשנת 1869, הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלייב פרסם את הטבלה המחזורית הראשונה שלו, המפרט את היסודות לפי סדר המסה האטומית הגדלה. במקביל פרסם הכימאי הגרמני לותר מאייר טבלה מחזורית משלו, שבה היסודות מסודרים ממסה האטומית הקטנה ביותר עד הגדולה ביותר. מנדלייב סידר את השולחנות שלהם בסידורים אופקיים, והותיר חללים ריקים שבהם היה עליהם להוסיף משהו שטרם התגלה. בתוך הארגון, מנדלייב ראה לעצמו דפוס מובהק: יסודות בעלי תכונות כימיות דומות מופיעים במרווחים קבועים (או תקופתיים) בעמודות אנכיות בטבלה. לאחר גילוי הגליום (Ga), סקנדיום (Sc) וגרמניום (Ge) בין השנים 1874 ו-1885, תחזיותיו של מנדלייב נתמכו על ידי הצבתן באותם פערים, מה שהפך את הטבלה המחזורית שלו לעולם שזכה ליותר ערך וקבלה.
בשנת 1913, הכימאי הבריטי הנרי מוסלי קבע את המטען הגרעיני (המספר האטומי) של היסודות באמצעות מחקרים בקרני רנטגן וקיבל אותם מחדש לפי סדר הגדלת המספר האטומי כפי שאנו מכירים אותם כיום.
מהן הקבוצות של הטבלה המחזורית של היסודות?
בכימיה, קבוצת טבלה מחזורית היא עמודה של יסודות מרכיבים, המקבילה לקבוצה של יסודות כימיים בעלי מאפיינים אטומיים רבים. למעשה, הפונקציה העיקרית של הטבלה המחזורית, שנוצרה על ידי הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלייב (1834-1907), היה בדיוק לשמש כתרשים לסיווג וארגון הקבוצות השונות של יסודות כימיים ידועים, שאוכלוסייתה היא אחד המרכיבים החשובים ביותר שלה.
הקבוצות מיוצגות בעמודות הטבלה, בעוד השורות יוצרות את הנקודות. ישנן 18 קבוצות שונות, ממוספרות מ-1 עד 18, שכל אחד מהם מכיל מספר משתנה של יסודות כימיים. לכל קבוצת יסודות יש מספר זהה של אלקטרונים בקליפה האטומית האחרונה שלהם, לכן יש להם תכונות כימיות דומות, שכן התכונות הכימיות של יסודות כימיים קשורות קשר הדוק לאלקטרונים הנמצאים בקליפה האטומית האחרונה.
המספור של הקבוצות השונות בטבלה נקבע כיום על ידי האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC) ומתאים למספרים הערביים (1, 2, 3...18) המחליפים את השיטה האירופית המסורתית שהשתמשה בספרות רומיות ו גם אותיות (IA, IIA, IIIA...VIIIA) והשיטה האמריקאית משתמשות בספרות רומיות ואותיות, אך בסידור שונה מהשיטה האירופית.
- IUPAC. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.
- מערכת אירופאית. IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA, VIIIA, VIIIA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB.
- מערכת אמריקאית. IA, IIA, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, VIIIB, VIIIB, IB, IIB, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA.
באופן זה, כל יסוד המופיע בטבלה המחזורית תמיד מתאים לקבוצה ותקופה ספציפית, המשקף את האופן שבו מתפתח מדע האדם לסיווג החומר.
כפי שאתה יכול לראות, הטבלה המחזורית הייתה התקדמות עצומה בכימיה לאורך ההיסטוריה והיום. אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על מקור הטבלה המחזורית ומאפייניה.