العنصر 115 من الجدول الدوري - موسكوفيوم - هو عنصر اصطناعي فائق الثقل برمز Mc وعدد ذري 115. تم الحصول عليه لأول مرة في عام 2003 من قبل فريق مشترك من العلماء الروس والأمريكيين في المعهد المشترك البحوث النووية(JINR) في دوبنا، روسيا. وفي ديسمبر 2015، تم الاعتراف به كأحد العناصر الأربعة الجديدة من قبل مجموعة العمل المشتركة للمنظمات العلمية الدولية (IUPAC/IUPAP). في 28 نوفمبر 2016، تم تسميتها رسميًا على اسم منطقة موسكو، حيث تقع JINR.
صفة مميزة
العنصر 115 من الجدول الدوري هو مادة مشعة للغاية: نظائرها الأكثر استقرارًا، موسكوفيوم 290، لها عمر نصف يبلغ 0.8 ثانية فقط. يصنف العلماء موسكوفيوم على أنه معدن غير انتقالي، مع عدد من الخصائص المشابهة للبزموت. في الجدول الدوري، ينتمي إلى عناصر الترانساكتينيدات من الكتلة p للفترة السابعة ويتم وضعه في المجموعة 15 كأثقل بنكتوجين (عنصر مجموعة فرعية من النيتروجين)، على الرغم من أنه لم يتم التأكد من أنه يتصرف مثل متماثل أثقل من البزموت. .
وفقًا للحسابات، فإن العنصر له بعض الخصائص المشابهة لمتجانساته الأخف: النيتروجين والفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والبزموت. وفي الوقت نفسه، فإنه يوضح العديد من الاختلافات المهمة عنها. حتى الآن، تم تصنيع حوالي 100 ذرة موسكوفيوم، والتي لها أعداد كتلية من 287 إلى 290.
الخصائص الفيزيائية
تنقسم إلكترونات التكافؤ للعنصر 115 من الجدول الدوري، موسكوفيوم، إلى ثلاثة مستويات فرعية: 7s (إلكترونان)، 7p 1/2 (إلكترونان)، و7p 3/2 (إلكترون واحد). الأولان منهما مستقران نسبيًا، وبالتالي يتصرفان مثل الغازات النبيلة، في حين أن الأخيرين غير مستقرين نسبيًا ويمكنهما المشاركة بسهولة في التفاعلات الكيميائية. وبالتالي، ينبغي أن تكون إمكانات التأين الأولية للموسكوفيوم حوالي 5.58 فولت. ووفقاً للحسابات، يجب أن يكون المسكوفيوم معدناً كثيفاً بسبب وزنه الذري العالي حيث تبلغ كثافته حوالي 13.5 جم/سم3.
خصائص التصميم المقدرة:
- المرحلة: الصلبة.
- نقطة الانصهار: 400 درجة مئوية (670 درجة كلفن، 750 درجة فهرنهايت).
- نقطة الغليان: 1100 درجة مئوية (1400 درجة كلفن، 2000 درجة فهرنهايت).
- الحرارة النوعية للانصهار: 5.90-5.98 كيلوجول/مول.
- الحرارة النوعية للتبخير والتكثيف: 138 كيلوجول/مول.
الخواص الكيميائية
العنصر 115 في الجدول الدوري هو الثالث على التوالي العناصر الكيميائية 7p وهو أثقل عضو في المجموعة 15 في الجدول الدوري، ويحتل المرتبة التالية للبزموت. التفاعل الكيميائي للموسكوفيوم في محلول مائيبسبب خصائص أيونات Mc + وMc 3+. من المفترض أن يتم تحلل الأول بسهولة وتكوين روابط أيونية مع الهالوجينات والسيانيد والأمونيا. يجب إذابة هيدروكسيد المسكوفي (I) (McOH)، والكربونات (Mc 2 CO 3)، والأوكسالات (Mc 2 C 2 O 4) والفلورايد (McF) في الماء. يجب أن يكون الكبريتيد (Mc 2 S) غير قابل للذوبان. الكلوريد (McCl)، والبروميد (McBr)، واليوديد (McI)، والثيوسيانات (McSCN) هي مركبات قابلة للذوبان قليلاً.
من المفترض أن يكون فلوريد موسكوفيوم (III) (McF 3) والثيوسونيد (McS 3) غير قابلين للذوبان في الماء (على غرار مركبات البزموت المقابلة). في حين أن الكلوريد (III) (McCl 3)، والبروميد (McBr 3)، واليوديد (McI 3) يجب أن يكونوا قابلين للذوبان بسهولة ويتحللون مائيًا بسهولة لتكوين أوكسوهاليدات مثل McOCl وMcOBr (يشبه أيضًا البزموت). تتمتع أكاسيد موسكوفيوم (I) و (III) بحالات أكسدة مماثلة، ويعتمد استقرارها النسبي إلى حد كبير على العناصر التي تتفاعل معها.
ريبة
نظرًا لأن العنصر 115 من الجدول الدوري يتم تصنيعه تجريبيًا مرة واحدة فقط، فإن خصائصه الدقيقة تمثل مشكلة. وعلى العلماء الاعتماد على الحسابات النظرية ومقارنتها بعناصر أكثر استقرارا ولها خصائص مماثلة.
وفي عام 2011، أجريت تجارب لتخليق نظائر النيهونيوم والفليروفيوم والموسكوفيوم في تفاعلات بين "المسرعات" (الكالسيوم-48) و"الأهداف" (الأمريكي-243 والبلوتونيوم-244) لدراسة خصائصها. ومع ذلك، فإن "الأهداف" تضمنت شوائب من الرصاص والبزموت، وبالتالي، تم الحصول على بعض نظائر البزموت والبولونيوم في تفاعلات نقل النوكليونات، مما أدى إلى تعقيد التجربة. وفي الوقت نفسه، فإن البيانات التي تم الحصول عليها ستساعد العلماء في الدراسة المستقبلية بمزيد من التفصيل للمتجانسات الثقيلة من البزموت والبولونيوم، مثل موسكوفيوم وليفرموريوم.
افتتاح
كان أول تخليق ناجح للعنصر 115 من الجدول الدوري عبارة عن عمل مشترك بين علماء روس وأمريكيين في أغسطس 2003 في JINR في دوبنا. وضم الفريق بقيادة عالم الفيزياء النووية يوري أوغانيسيان، بالإضافة إلى متخصصين محليين، زملاء من مختبر لورانس ليفرمور الوطني. نشر الباحثون معلومات في مجلة Physical Review في 2 فبراير 2004 مفادها أنهم قذفوا الأمريسيوم-243 بأيونات الكالسيوم-48 في سيكلوترون U-400 وحصلوا على أربع ذرات من المادة الجديدة (واحدة ذات 287 نواة كبيرة وثلاث نواة ذات 288 نواة). تتحلل هذه الذرات (تتحلل) عن طريق انبعاث جسيمات ألفا إلى عنصر النيهونيوم في حوالي 100 مللي ثانية. تم اكتشاف نظيرين أثقل من موسكوفيوم، 289 Mc و290 Mc، في 2009-2010.
في البداية، لم يتمكن الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) من الموافقة على اكتشاف العنصر الجديد. وكان مطلوبا تأكيد من مصادر أخرى. على مدى السنوات القليلة التالية، تم تقييم التجارب اللاحقة بشكل أكبر، وتم طرح ادعاء فريق دوبنا باكتشاف العنصر 115 مرة أخرى.
وفي أغسطس 2013، أعلن فريق من الباحثين من جامعة لوند ومعهد الأيونات الثقيلة في دارمشتات (ألمانيا) أنهم أعادوا تجربة 2004، مما يؤكد النتائج التي تم الحصول عليها في دوبنا. تم نشر تأكيد إضافي من قبل فريق من العلماء العاملين في بيركلي في عام 2015. في ديسمبر 2015 مشترك فريق العملاعترف IUPAC/IUPAP باكتشاف هذا العنصر وأعطى الأولوية لفريق الباحثين الروسي الأمريكي.
اسم
في عام 1979، وفقًا لتوصية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)، تقرر تسمية العنصر 115 من الجدول الدوري بـ "ununpentium" والإشارة إليه بالرمز المقابل UUP. على الرغم من أن الاسم تم استخدامه على نطاق واسع منذ ذلك الحين للإشارة إلى العنصر غير المكتشف (ولكن المتوقع نظريًا)، إلا أنه لم ينتشر داخل مجتمع الفيزياء. في أغلب الأحيان، كانت المادة تسمى بهذه الطريقة - العنصر رقم 115 أو E115.
وفي 30 ديسمبر 2015، تم الاعتراف باكتشاف عنصر جديد من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. ووفقا للقواعد الجديدة، يحق للمكتشفين اقتراح اسم خاص بهم للمادة الجديدة. في البداية كان من المخطط تسمية العنصر 115 من الجدول الدوري "لانجيفينيوم" تكريما للفيزيائي بول لانجفين. وفي وقت لاحق، اقترح فريق من العلماء من دوبنا، كخيار، اسم "موسكو" تكريما لمنطقة موسكو، حيث تم الاكتشاف. وفي يونيو 2016، وافق الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) على المبادرة ووافق رسميًا على اسم "موسكوفيوم" في 28 نوفمبر 2016.
هناك الكثير من الأشياء والأشياء المختلفة والأجسام الحية وغير الحية في الطبيعة تحيط بنا. وجميعهم لديهم تكوينهم وبنيتهم وخصائصهم. تحدث في الكائنات الحية تفاعلات كيميائية حيوية معقدة تصاحب العمليات الحيوية. تؤدي الهيئات غير الحية وظائف مختلفةفي الطبيعة والكتلة الحيوية الحيوية ولها تركيبة جزيئية وذرية معقدة.
لكن كل كائنات الكوكب موجودة الخصائص المشتركة: تتكون من العديد من الجزيئات الهيكلية الصغيرة التي تسمى ذرات العناصر الكيميائية. صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. ما هي العناصر الكيميائية؟ ما هي الخصائص التي لديهم وكيف عرفت عن وجودهم؟ دعونا نحاول معرفة ذلك.
مفهوم العناصر الكيميائية
في الفهم المقبول عمومًا، العناصر الكيميائية هي مجرد تمثيل رسومي للذرات. الجسيمات التي تشكل كل ما هو موجود في الكون. أي أنه يمكن إعطاء الإجابة التالية على السؤال "ما هي العناصر الكيميائية". هذه هي هياكل صغيرة معقدة، ومجموعات من جميع نظائر الذرات، مجتمعة اسم شائع، لها تسمية رسومية خاصة بها (رمز).
ومن المعروف حتى الآن أنه تم اكتشاف 118 عنصرًا بشكل طبيعي وصناعي، من خلال التفاعلات النووية ونواة الذرات الأخرى. ولكل منهم مجموعة من الخصائص، وموقعه الخاص فيه النظام المشتركوتاريخ الاكتشاف والاسم، ويلعب أيضًا دورًا معينًا في الطبيعة وحياة الكائنات الحية. ويدرس علم الكيمياء هذه الميزات. العناصر الكيميائية هي أساس بناء الجزيئات، والمركبات البسيطة والمعقدة، وبالتالي التفاعلات الكيميائية.
تاريخ الاكتشاف
إن فهم ماهية العناصر الكيميائية لم يأت إلا في القرن السابع عشر بفضل عمل بويل. وكان هو أول من تحدث عن هذا المفهوم وأعطاه التعريف التالي. هذه هي مواد بسيطة صغيرة غير قابلة للتجزئة، والتي يتكون منها كل شيء حولها، بما في ذلك جميع المعقدة.
قبل هذا العمل، كانت وجهات النظر السائدة للكيميائيين هي أولئك الذين اعترفوا بنظرية العناصر الأربعة - إمبيدوكليس وأرسطو، وكذلك أولئك الذين اكتشفوا "المبادئ القابلة للاحتراق" (الكبريت) و"المبادئ المعدنية" (الزئبق).
في القرن الثامن عشر بأكمله تقريبًا، كانت نظرية الفلوجستون الخاطئة منتشرة على نطاق واسع. ومع ذلك، في نهاية هذه الفترة، يثبت أنطوان لوران لافوازييه أنه لا يمكن الدفاع عنه. إنه يكرر صياغة بويل، ولكن في الوقت نفسه يكملها بالمحاولة الأولى لتنظيم جميع العناصر المعروفة في ذلك الوقت، وتقسيمها إلى أربع مجموعات: المعادن، والجذور، والأتربة، وغير المعادن.
الخطوة الكبيرة التالية في فهم ماهية العناصر الكيميائية تأتي من دالتون. وله الفضل في اكتشاف الكتلة الذرية. وبناء على ذلك يقوم بتوزيع بعض العناصر الكيميائية المعروفة حسب زيادة الكتلة الذرية.
يتيح لنا التطور المكثف المطرد للعلوم والتكنولوجيا تحقيق عدد من الاكتشافات لعناصر جديدة في تكوين الأجسام الطبيعية. لذلك، بحلول عام 1869 - وقت الإبداع العظيم لـ D. I. Mendeleev - أصبح العلم على علم بوجود 63 عنصرًا. أصبح عمل العالم الروسي أول تصنيف كامل وراسخ لهذه الجسيمات.
ولم يتم تحديد بنية العناصر الكيميائية في ذلك الوقت. وكان يعتقد أن الذرة غير قابلة للتجزئة، وأنها أصغر وحدة. ومع اكتشاف ظاهرة النشاط الإشعاعي ثبت أنها تنقسم إلى أجزاء هيكلية. يوجد الجميع تقريبًا في شكل عدة نظائر طبيعية (جسيمات متشابهة، ولكن مع عدد مختلف من الهياكل النيوترونية، مما يغير الكتلة الذرية). وهكذا، بحلول منتصف القرن الماضي، كان من الممكن تحقيق النظام في تعريف مفهوم العنصر الكيميائي.
نظام مندليف للعناصر الكيميائية
اعتمد العالم على الاختلاف في الكتلة الذرية وتمكن ببراعة من ترتيب جميع العناصر الكيميائية المعروفة بترتيب متزايد. ومع ذلك، كل العمق والعبقرية فيه تفكير علميوكان البصيرة هي أن مندليف غادر مقاعد خاليةفي نظامه خلايا مفتوحة لعناصر غير معروفة حتى الآن، والتي، وفقا للعالم، سيتم اكتشافها في المستقبل.
وظهر كل شيء تمامًا كما قال. ملأت العناصر الكيميائية لمندليف جميع الخلايا الفارغة مع مرور الوقت. تم اكتشاف كل هيكل تنبأ به العالم. والآن يمكننا أن نقول بأمان أن نظام العناصر الكيميائية يمثله 118 وحدة. صحيح أن الاكتشافات الثلاثة الأخيرة لم يتم تأكيدها رسميًا بعد.
يتم عرض نظام العناصر الكيميائية نفسه بيانياً في جدول يتم فيه ترتيب العناصر حسب التسلسل الهرمي لخصائصها وشحناتها النووية وخصائصها الهيكلية قذائف الإلكترونذراتهم. لذلك، هناك فترات (7 قطع) - صفوف أفقية، مجموعات (8 قطع) - عمودية، مجموعات فرعية (رئيسية وثانوية داخل كل مجموعة). في أغلب الأحيان، يتم وضع صفين من العائلات بشكل منفصل في الطبقات السفلية من الطاولة - اللانثانيدات والأكتينيدات.
تتكون الكتلة الذرية لعنصر ما من بروتونات ونيوترونات، ويسمى مجموعهما "العدد الكتلي". يتم تحديد عدد البروتونات بكل بساطة - فهو يساوي العدد الذري للعنصر الموجود في النظام. وبما أن الذرة ككل عبارة عن نظام محايد كهربائيًا، أي ليس لها أي شحنة على الإطلاق، فإن عدد الإلكترونات السالبة يساوي دائمًا عدد جسيمات البروتون الموجبة.
وبالتالي، يمكن معرفة خصائص العنصر الكيميائي من خلال موقعه في الجدول الدوري. بعد كل شيء، يتم وصف كل شيء تقريبًا في الخلية: رقم سري، وهو ما يعني الإلكترونات والبروتونات، الكتلة الذرية (متوسط قيمة جميع النظائر الموجودة لعنصر معين). يمكنك أن ترى في أي فترة يقع الهيكل (وهذا يعني أن الإلكترونات سوف تكون موجودة على العديد من الطبقات). ومن الممكن أيضًا التنبؤ بعدد الجزيئات السالبة عند مستوى الطاقة الأخير لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية - وهو يساوي عدد المجموعة التي يقع فيها العنصر.
يمكن حساب عدد النيوترونات عن طريق الطرح منها عدد جماعيالبروتونات، أي العدد الذري. وبالتالي، من الممكن الحصول على صيغة رسم إلكتروني كاملة لكل عنصر كيميائي وتجميعها، والتي ستعكس هيكلها بدقة وتظهر الخصائص المحتملة والمتجلية.
توزيع العناصر في الطبيعة
يدرس العلم بأكمله هذه القضية - الكيمياء الكونية. تظهر البيانات أن توزيع العناصر عبر كوكبنا يتبع نفس الأنماط في الكون. المصدر الرئيسي لنوى الذرات الخفيفة والثقيلة والمتوسطة هي التفاعلات النووية التي تحدث في داخل النجوم - التخليق النووي. وبفضل هذه العمليات، زود الكون والفضاء الخارجي كوكبنا بجميع العناصر الكيميائية المتاحة.
في المجمل، من بين 118 ممثلًا معروفًا في المصادر الطبيعية، تم اكتشاف 89 منها بواسطة البشر، وهي الذرات الأساسية والأكثر شيوعًا. تم أيضًا تصنيع العناصر الكيميائية صناعيًا عن طريق قصف النوى بالنيوترونات (التخليق النووي المختبري).
وأكثرها عددًا هي المواد البسيطة المكونة من عناصر مثل النيتروجين والأكسجين والهيدروجين. يتم تضمين الكربون في كل شيء المواد العضويةمما يعني أنها تحتل أيضًا مكانة رائدة.
التصنيف حسب التركيب الإلكتروني للذرات
أحد التصنيفات الأكثر شيوعًا لجميع العناصر الكيميائية في النظام هو توزيعها بناءً على بنيتها الإلكترونية. على حسب كم مستويات الطاقةهو جزء من غلاف الذرة وأي منها يحتوي على إلكترونات التكافؤ الأخيرة، ويمكن تمييز أربع مجموعات من العناصر.
عناصر S
هذه هي تلك التي يكون فيها المدار s هو آخر من يتم ملؤه. تتضمن هذه العائلة عناصر المجموعة الأولى من المجموعة الفرعية الرئيسية (أو يحدد إلكترون واحد فقط على المستوى الخارجي الخصائص المماثلة لهؤلاء الممثلين كعوامل اختزال قوية.
عناصر P
30 قطعة فقط. توجد إلكترونات التكافؤ في المستوى الفرعي p. هذه هي العناصر التي تشكل المجموعات الفرعية الرئيسية من المجموعة الثالثة إلى المجموعة الثامنة والتي تنتمي إلى الفترات 3،4،5،6. من بينها، تشمل الخصائص كلا من المعادن والعناصر غير المعدنية النموذجية.
عناصر d وعناصر f
هذه هي المعادن الانتقالية من الفترة الرئيسية الرابعة إلى السابعة. هناك 32 عنصرا في المجموع. يمكن للمواد البسيطة أن تظهر كلا من الخصائص الحمضية والأساسية (الأكسدة والاختزال). أيضا مذبذب، أي مزدوج.
تشتمل عائلة f على اللانثانيدات والأكتينيدات، حيث توجد الإلكترونات الأخيرة في مدارات f.
المواد التي تتكون من العناصر: بسيطة
كما أن جميع فئات العناصر الكيميائية يمكن أن توجد على شكل مركبات بسيطة أو معقدة. وبالتالي، تعتبر البسيطة هي تلك التي تتكون من نفس البنية بكميات مختلفة. على سبيل المثال، O 2 هو الأكسجين أو ثنائي الأكسجين، وO 3 هو الأوزون. وتسمى هذه الظاهرة التآصل.
العناصر الكيميائية البسيطة التي تشكل مركبات تحمل نفس الاسم هي سمة مميزة لكل ممثل للجدول الدوري. لكن ليس كلهم متماثلين في خصائصهم. إذن، هناك مواد بسيطة، فلزات وغير فلزات. الأول يشكل المجموعات الفرعية الرئيسية مع 1-3 مجموعات وجميع المجموعات الفرعية الثانوية في الجدول. تشكل اللافلزات المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعات 4-7. يتضمن العنصر الرئيسي الثامن عناصر خاصة - الغازات النبيلة أو الخاملة.
ومن بين جميع العناصر البسيطة المكتشفة حتى الآن، فهي معروفة الظروف العادية 11 غاز، 2 مادة سائلة (البروم والزئبق) والباقي مواد صلبة.
اتصالات معقدة
وتشمل هذه كل ما يتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر. هناك الكثير من الأمثلة، لأن مركبات كيميائيةومن المعروف أكثر من 2 مليون! هذه هي الأملاح والأكاسيد والقواعد والأحماض والمركبات المعقدة وجميع المواد العضوية.
يتذكر أي شخص ذهب إلى المدرسة أن إحدى المواد الإجبارية للدراسة كانت الكيمياء. قد تحبها، أو قد لا تحبها - لا يهم. ومن المحتمل أن الكثير من المعرفة في هذا التخصص قد تم نسيانها بالفعل ولم يتم استخدامها في الحياة. ومع ذلك، ربما يتذكر الجميع جدول D. I. Mendeleev للعناصر الكيميائية. وظل بالنسبة للكثيرين عبارة عن جدول متعدد الألوان، حيث تكتب في كل مربع أحرف معينة تشير إلى أسماء العناصر الكيميائية. ولكن هنا لن نتحدث عن الكيمياء على هذا النحو، ونصف المئات التفاعلات الكيميائيةوالعمليات، ولكننا سنخبرك كيف ظهر الجدول الدوري في المقام الأول - ستكون هذه القصة مثيرة للاهتمام لأي شخص، بل ولجميع المتعطشين للحصول على معلومات مثيرة للاهتمام ومفيدة.
خلفية صغيرة
في عام 1668، نشر الكيميائي والفيزيائي واللاهوتي الأيرلندي البارز روبرت بويل كتابًا تم فيه فضح العديد من الأساطير حول الكيمياء، وناقش فيه الحاجة إلى البحث عن عناصر كيميائية غير قابلة للتحلل. كما قدم العالم قائمة بها، تتكون من 15 عنصرًا فقط، لكنه اعترف بفكرة احتمال وجود المزيد من العناصر. أصبحت هذه نقطة البداية ليس فقط في البحث عن عناصر جديدة، ولكن أيضًا في تنظيمها.
وبعد مائة عام، قام الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه بتجميعها قائمة جديدةوالتي تضمنت بالفعل 35 عنصرًا. تم العثور لاحقًا على 23 منها غير قابلة للتحلل. لكن البحث عن عناصر جديدة استمر من قبل العلماء في جميع أنحاء العالم. و دور أساسيلعب الكيميائي الروسي الشهير ديمتري إيفانوفيتش مندليف دورًا في هذه العملية - فقد كان أول من طرح الفرضية القائلة بإمكانية وجود علاقة بين الكتلة الذرية للعناصر وموقعها في النظام.
بفضل العمل المضني ومقارنة العناصر الكيميائية، تمكن مندلييف من اكتشاف العلاقة بين العناصر، حيث يمكن أن تكون واحدة، وخصائصها ليست أمرًا مفروغًا منه، ولكنها تمثل ظاهرة متكررة بشكل دوري. ونتيجة لذلك، في فبراير 1869، صاغ منديليف القانون الدوري الأول، وفي مارس بالفعل، تم تقديم تقريره "علاقة الخصائص بالوزن الذري للعناصر" إلى الجمعية الكيميائية الروسية من قبل مؤرخ الكيمياء N. A. Menshutkin. ثم، في نفس العام، تم نشر منديليف في مجلة "Zeitschrift fur Chemie" في ألمانيا، وفي عام 1871، نشرت مجلة ألمانية أخرى "Annalen der Chemie" منشورًا موسعًا جديدًا للعالم مخصصًا لاكتشافه.
إنشاء الجدول الدوري
بحلول عام 1869، كانت الفكرة الرئيسية قد تشكلت بالفعل من قبل مندليف، وبسرعة كبيرة. وقت قصيرولكن لفترة طويلة لم يتمكن من ترتيبها في أي نظام منظم يعرض بوضوح ما هو. في إحدى المحادثات مع زميله A. A. Inostrantsev، قال حتى إنه كان لديه كل شيء قد تم حله بالفعل في رأسه، لكنه لم يستطع وضع كل شيء على الطاولة. بعد ذلك، وفقًا لكتاب سيرة مندليف، بدأ العمل المضني على طاولته، والذي استمر ثلاثة أيام دون فترات راحة للنوم. لقد جربوا كل أنواع الطرق لتنظيم العناصر في جدول، وكان العمل معقدًا أيضًا بسبب حقيقة أن العلم في ذلك الوقت لم يكن يعرف بعد جميع العناصر الكيميائية. ولكن على الرغم من ذلك، لا يزال يتم إنشاء الجدول، وتم تنظيم العناصر.
أسطورة حلم مندليف
لقد سمع الكثيرون القصة التي حلم بها D. I. Mendeleev حول طاولته. تم نشر هذا الإصدار بنشاط من قبل مساعد Mendeleev المذكور أعلاه A. A. Inostrantsev كقصة مضحكة أمتع بها طلابه. قال إن ديمتري إيفانوفيتش ذهب إلى الفراش وفي المنام رأى بوضوح طاولته التي تم ترتيب جميع العناصر الكيميائية فيها بالترتيب الصحيح. بعد ذلك، قال الطلاب مازحين أنه تم اكتشاف فودكا 40 درجة بنفس الطريقة. ولكن لا تزال هناك متطلبات مسبقة حقيقية للقصة مع النوم: كما ذكرنا سابقًا، عمل مندليف على الطاولة دون نوم أو راحة، ووجده إينوسترانتسيف ذات مرة متعبًا ومرهقًا. خلال النهار، قرر مندليف أن يأخذ قسطًا من الراحة، وبعد مرور بعض الوقت، استيقظ فجأة، وأخذ على الفور قطعة من الورق ورسم عليها طاولة جاهزة. لكن العالم نفسه دحض هذه القصة بأكملها بالحلم، قائلا: "أنا أفكر في الأمر، ربما منذ عشرين عاما، وتفكر: كنت جالسا وفجأة... أصبح جاهزا". لذلك قد تكون أسطورة الحلم جذابة للغاية، لكن إنشاء الطاولة لم يكن ممكنًا إلا من خلال العمل الجاد.
مزيد من العمل
في الفترة من 1869 إلى 1871، طور مندليف أفكار الدورية، التي كانت تميل إلى مجتمع العلم. وكانت إحدى المراحل المهمة في هذه العملية هي فهم ما يجب أن يتمتع به أي عنصر في النظام، بناءً على مجمل خصائصه مقارنة بخصائص العناصر الأخرى. وبناءً على ذلك، وبالاعتماد أيضًا على نتائج الأبحاث حول التغيرات في الأكاسيد المكونة للزجاج، تمكن الكيميائي من إجراء تصحيحات على قيم الكتل الذرية لبعض العناصر، بما في ذلك اليورانيوم والإنديوم والبريليوم وغيرها.
أراد مندليف، بالطبع، ملء الخلايا الفارغة المتبقية في الجدول بسرعة، وفي عام 1870 تنبأ بأن العناصر الكيميائية غير المعروفة للعلم سيتم اكتشافها قريبًا، والتي تمكن من حساب كتلها الذرية وخصائصها. أول هذه العناصر كان الغاليوم (تم اكتشافه عام 1875)، والسكانديوم (تم اكتشافه عام 1879)، والجرمانيوم (تم اكتشافه عام 1885). ثم استمر تحقيق التوقعات، وتم اكتشاف ثمانية عناصر جديدة أخرى، وهي: البولونيوم (1898)، والرينيوم (1925)، والتكنيتيوم (1937)، والفرانسيوم (1939)، والأستاتين (1942-1943). بالمناسبة، في عام 1900، توصل D. I. Mendeleev والكيميائي الاسكتلندي ويليام رامزي إلى استنتاج مفاده أن الجدول يجب أن يتضمن أيضًا عناصر المجموعة صفر - حتى عام 1962 كانت تسمى الغازات الخاملة، وبعد ذلك - الغازات النبيلة.
تنظيم الجدول الدوري
يتم ترتيب العناصر الكيميائية في جدول D.I. Mendeleev في صفوف، وفقا للزيادة في كتلتها، ويتم اختيار طول الصفوف بحيث تكون العناصر الموجودة فيها لها خصائص مماثلة. على سبيل المثال، يصعب تفاعل الغازات النبيلة مثل الرادون والزينون والكريبتون والأرجون والنيون والهيليوم مع العناصر الأخرى، كما أن تفاعلها الكيميائي منخفض، ولهذا السبب توجد في العمود الأيمن الأقصى. والعناصر الموجودة في العمود الأيسر (البوتاسيوم، الصوديوم، الليثيوم، إلخ) تتفاعل جيدًا مع العناصر الأخرى، وتكون التفاعلات نفسها متفجرة. ببساطة، تحتوي العناصر داخل كل عمود على خصائص متشابهة تختلف من عمود إلى آخر. جميع العناصر حتى رقم 92 موجودة في الطبيعة، ومن رقم 93 تبدأ العناصر الاصطناعية التي لا يمكن خلقها إلا في ظروف مخبرية.
في نسخته الأصلية، كان يُفهم النظام الدوري فقط على أنه انعكاس للنظام الموجود في الطبيعة، ولم تكن هناك تفسيرات لماذا يجب أن يكون كل شيء على هذا النحو. فقط عندما ظهرت ميكانيكا الكم أصبح المعنى الحقيقي لترتيب العناصر في الجدول واضحًا.
دروس في العملية الإبداعية
عند الحديث عن دروس العملية الإبداعية التي يمكن استخلاصها من التاريخ الكامل لإنشاء الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev، يمكننا أن نستشهد كمثال بأفكار الباحث الإنجليزي في مجال التفكير الإبداعي جراهام والاس والعالم الفرنسي هنري بوانكاريه . دعونا نعطيهم لفترة وجيزة.
وفقا لدراسات بوانكاريه (1908) وجراهام والاس (1926)، هناك أربع مراحل رئيسية للتفكير الإبداعي:
- تحضير– مرحلة صياغة المشكلة الرئيسية والمحاولات الأولى لحلها؛
- حضانة- مرحلة يكون فيها إلهاء مؤقت عن العملية، ولكن العمل على إيجاد حل للمشكلة يتم على مستوى اللاوعي؛
- بصيرة- المرحلة التي يوجد فيها الحل البديهي. علاوة على ذلك، يمكن إيجاد هذا الحل في موقف لا علاقة له بالمشكلة على الإطلاق؛
- فحص- مرحلة اختبار الحل وتنفيذه، حيث يتم اختبار هذا الحل واحتمال تطويره.
كما نرى، في عملية إنشاء جدوله، اتبع مندليف بشكل حدسي هذه المراحل الأربع بدقة. مدى فعالية هذا يمكن الحكم عليه من خلال النتائج، أي. من خلال حقيقة أنه تم إنشاء الجدول. وبالنظر إلى أن إنشائها كان خطوة كبيرة إلى الأمام ليس فقط للعلوم الكيميائية، ولكن أيضا للبشرية جمعاء، يمكن تطبيق المراحل الأربع المذكورة أعلاه على تنفيذ المشاريع الصغيرة وتنفيذ الخطط العالمية. الشيء الرئيسي الذي يجب أن تتذكره هو أنه لا يمكن العثور على اكتشاف واحد أو حل واحد للمشكلة بمفرده، بغض النظر عن مقدار رغبتنا في رؤيتهم في المنام وبغض النظر عن مقدار نومنا. لكي ينجح شيء ما، لا يهم ما إذا كان الأمر يتعلق بإنشاء جدول بالعناصر الكيميائية أو تطوير خطة تسويق جديدة، يجب أن تكون لديك معرفة ومهارات معينة، وكذلك استخدام إمكاناتك بمهارة والعمل الجاد.
نتمنى لك النجاح في مساعيك والتنفيذ الناجح لخططك!
كيفية استخدام الجدول الدوري؟بالنسبة لشخص غير مستهل، فإن قراءة الجدول الدوري هي نفسها بالنسبة للجنوم الذي ينظر إلى الأحرف الرونية القديمة للجان. وبالمناسبة، يمكن للجدول الدوري، إذا تم استخدامه بشكل صحيح، أن يخبرنا الكثير عن العالم. بالإضافة إلى خدمتك بشكل جيد أثناء الامتحان، فإنه ببساطة لا يمكن الاستغناء عنه عند الحل كمية ضخمةالمشاكل الكيميائية والفيزيائية. لكن كيف نقرأها؟ ولحسن الحظ، اليوم يمكن للجميع تعلم هذا الفن. سنخبرك في هذه المقالة بكيفية فهم الجدول الدوري.
الجدول الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد العلاقة خصائص مختلفةعناصر من تهمة النواة الذرية.
تاريخ إنشاء الجدول
لم يكن دميتري إيفانوفيتش مندليف كيميائيًا بسيطًا، إذا كان أي شخص يعتقد ذلك. كان كيميائيًا، وفيزيائيًا، وجيولوجيًا، وعالم قياس، وعالم بيئة، واقتصاديًا، وعامل نفط، ورائد طيران، وصانع أدوات، ومعلمًا. تمكن العالم خلال حياته من إجراء الكثير من الأبحاث الأساسية في مختلف مجالات المعرفة. على سبيل المثال، يعتقد على نطاق واسع أن Mendeleev هو الذي حسب القوة المثالية للفودكا - 40 درجة. لا نعرف كيف شعر مندليف تجاه الفودكا، لكننا نعرف على وجه اليقين أن أطروحته حول موضوع "الخطاب حول مزيج الكحول مع الماء" لا علاقة لها بالفودكا واعتبرت تركيزات الكحول من 70 درجة. مع كل مزايا العالم، اكتشاف القانون الدوري للعناصر الكيميائية - واحد منهم القوانين الأساسيةجلبت له الطبيعة شهرة واسعة.
هناك أسطورة مفادها أن أحد العلماء حلم بالجدول الدوري، وبعد ذلك كل ما كان عليه فعله هو تحسين الفكرة التي ظهرت. ولكن، لو كان كل شيء بهذه البساطة.. يبدو أن هذه النسخة من إنشاء الجدول الدوري ليست أكثر من أسطورة. عندما سئل عن كيفية فتح الطاولة، أجاب ديمتري إيفانوفيتش نفسه: " لقد كنت أفكر في الأمر ربما لعشرين عامًا، لكنك تعتقد: كنت جالسًا هناك وفجأة... انتهى الأمر.
وفي منتصف القرن التاسع عشر، جرت محاولات لترتيب العناصر الكيميائية المعروفة (عُرف 63 عنصرًا) بالتوازي من قبل العديد من العلماء. على سبيل المثال، في عام 1862، وضع ألكسندر إميل شانكورتوا العناصر على طول الحلزون ولاحظ التكرار الدوري الخواص الكيميائية. اقترح الكيميائي والموسيقي جون ألكسندر نيولاندز نسخته من الجدول الدوري في عام 1866. حقيقة مثيرة للاهتمام هي أن العالم حاول اكتشاف نوع من التناغم الموسيقي الغامض في ترتيب العناصر. ومن بين المحاولات الأخرى، كانت هناك أيضًا محاولة مندليف، التي كللت بالنجاح.
وفي عام 1869، تم نشر أول مخطط للجدول، ويعتبر يوم 1 مارس 1869 هو اليوم الذي تم فيه افتتاح القانون الدوري. كان جوهر اكتشاف مندليف هو أن خصائص العناصر ذات الكتلة الذرية المتزايدة لا تتغير بشكل رتيب، بل بشكل دوري. احتوت النسخة الأولى من الجدول على 63 عنصرًا فقط، لكن مندليف قام بعدد من العناصر جدًا الحلول غير القياسية. لذلك، خمن ترك مساحة في الجدول للعناصر التي لم يتم اكتشافها بعد، وقام أيضًا بتغيير الكتل الذرية لبعض العناصر. تم تأكيد الصحة الأساسية للقانون الذي استمده مندليف في وقت قريب جدًا، بعد اكتشاف الغاليوم والسكانديوم والجرمانيوم، والتي تنبأ العالم بوجودها.
النظرة الحديثة للجدول الدوري
أدناه هو الجدول نفسه
اليوم، بدلاً من الوزن الذري (الكتلة الذرية)، يتم استخدام مفهوم العدد الذري (عدد البروتونات في النواة) لترتيب العناصر. يحتوي الجدول على 120 عنصر، مرتبة من اليسار إلى اليمين حسب زيادة العدد الذري (عدد البروتونات)
تمثل أعمدة الجدول ما يسمى بالمجموعات، وتمثل الصفوف الفترات. يحتوي الجدول على 18 مجموعة و8 فترات.
- تتناقص الخواص المعدنية للعناصر عند تحركها فترة زمنية من اليسار إلى اليمين، وتزداد في الاتجاه المعاكس.
- تتناقص أحجام الذرات عند الانتقال من اليسار إلى اليمين على فترات.
- كلما انتقلت من أعلى إلى أسفل عبر المجموعة، تزداد خصائص المعدن المختزل.
- تزداد الخواص المؤكسدة وغير المعدنية عند التحرك على طول فترة من اليسار إلى اليمينأنا.
ماذا نتعلم عن عنصر من الجدول؟ على سبيل المثال، لنأخذ العنصر الثالث في الجدول - الليثيوم، وننظر إليه بالتفصيل.
أولًا، نرى رمز العنصر نفسه واسمه أسفله. في الزاوية اليسرى العليا يوجد العدد الذري للعنصر، حسب ترتيب ترتيب العنصر في الجدول. العدد الذري، كما ذكرنا سابقًا، يساوي عدد البروتونات الموجودة في النواة. عادة ما يكون عدد البروتونات الموجبة مساوياً لعدد الإلكترونات السالبة في الذرة (باستثناء النظائر).
تتم الإشارة إلى الكتلة الذرية تحت الرقم الذري (في هذا الإصدار من الجدول). إذا قربنا الكتلة الذرية إلى أقرب عدد صحيح، نحصل على ما يسمى بالعدد الكتلي. الفرق بين العدد الكتلي والعدد الذري يعطي عدد النيوترونات الموجودة في النواة. وبالتالي، فإن عدد النيوترونات في نواة الهيليوم هو اثنان، وفي الليثيوم أربعة.
انتهت دورة "الجدول الدوري للدمى". في الختام، ندعوكم لمشاهدة الفيديو الموضوعي، ونأمل أن تكون مسألة كيفية استخدام الجدول الدوري لمندليف قد أصبحت أكثر وضوحًا بالنسبة لكم. نذكرك بما يجب أن تدرسه عنصر جديدإنه دائمًا أكثر فعالية ليس بمفردك، ولكن بمساعدة مرشد ذي خبرة. لهذا السبب يجب ألا تنساهم أبدًا، والذين سيشاركونك بكل سرور معرفتهم وخبراتهم.
أنظر أيضا: قائمة العناصر الكيميائية حسب العدد الذري و القائمة الأبجدية للعناصر الكيميائية المحتويات 1 الرموز المستخدمة في هذه اللحظة... ويكيبيديا
أنظر أيضا: قائمة العناصر الكيميائية حسب العدد الذري و قائمة العناصر الكيميائية حسب الرمز قائمة أبجدية للعناصر الكيميائية. النيتروجين N الأكتينيوم Ac الألومنيوم آل الأمريسيوم آم الأرجون Ar Astatine في ... ويكيبيديا
النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري، ... ... ويكيبيديا
النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري، ... ... ويكيبيديا
النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري، ... ... ويكيبيديا
النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري، ... ... ويكيبيديا
العناصر الكيميائية (الجدول الدوري) تصنيف العناصر الكيميائية، وتحديد اعتماد الخصائص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري الذي وضعه الروسي... ... ويكيبيديا
النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري، ... ... ويكيبيديا
النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول مندليف) هو تصنيف للعناصر الكيميائية يحدد اعتماد الخواص المختلفة للعناصر على شحنة النواة الذرية. النظام هو تعبير بياني عن القانون الدوري، ... ... ويكيبيديا
كتب
- قاموس ياباني-إنجليزي-روسي لتركيب المعدات الصناعية. حوالي 8000 مصطلح، Popova I.S. القاموس مخصص لمجموعة واسعة من المستخدمين وفي المقام الأول للمترجمين والمتخصصين الفنيين المشاركين في توريد وتنفيذ المعدات الصناعية من اليابان أو...
