تاریخچه پیدایش جدول تناوبی مندلیف

واضح آرشیو وب فارسی:سایت رسیک: به طور کلی، پیشرفت شیمی عمومی، از انتشار جدول طبقه بندی تناوبی عنصرها سرچشمه گرفت. با توجه به اینکه طبقه بندی در هر زمینه ای، مطالعه را آسان می کند، آنان که صاحب اندیشه ای در شیمی بودند، برای به نظم در آوردن و آسان کردن بررسی خواص عناصر، همواره فکر طبقه بندی آنها و احتمالاً کشف روابط و یا قوانین در این زمینه را در سر می پروراندند.
بدون شک لاووازیه نخشتین کسی بود که در اینراه گام برداشت. او عناصر را به دو دسته ی کلی فلز و نافلز تقسیم کرد. او فلز راعنصری می دانست که در ترکیب با اکسیژن باز تولید می کند و غیر فلز را عنصری میدانست که د ر ترکیب با اکسیژن، اسید تولید می کند.
برسلیوس نیز مانند لاووازیه،عناصر را به دو دسته ی کلی فلز و نافلز تقسیم کرد. اما وی خواص الکتروشیمیاییعنصرها را در نظر گرفت. وی معتقد بود که فلز عنصری است که تمایل به از دست دادنالکترون و تشکیل یون مثبت دارد و غیر فلز عنصری است که تمایل به گرفتن الکترون وتشکیل آنیون دارد.
از سال 1871 به بعد، شیمیدانان برخلاف برسیلوس و لاووازیه کهبر خواص شیمیایی عنصرها تاکید داشتند، در مسیر طبقه بندی بر اساس ارتباط بین جرماتمی و خواص انها، کوششهایی به عمل آوردند و تلاش آنها در این راه کم و بیش باموفقیتهایی همراه بود.
تا سال 1872 شصت‌و‌سه عنصر شناخته شده بود و شیمیدانهابه جستجوی راههایی برای مرتب کردن عنصرها پرداختند . این جستجو تا حدی شبیه تحقیقاولیه’ کپلر برای یافتن قاعده‌هایی بود که حرکات سیاره‌های منظومه’ شمسی را به هممربوط می‌کند . علاوه بر جرمهای اتمی نسبی ، بسیاری از خواص دیگر عنصرها و موادمرکب حاصل از آنها تا آن زمان معین شده بود . بعضی از این خواص عبارت بودند از : نقطه’ ذوب ، نقطه’ جوش ، چگالی ، رسانایی الکتریکی ، رسانایی گرمایی ، سختی و ضریب شکست . نتیجه آنکه از سال 1870 به بعد، اطلاعات فراوانی درباره’ بسیاری از عنصرها و خواص آنها بدست آمده بود .
در سال 1829 شیمیدان آلمانی یوهان ولفگانگ دوبرینرمشاهده کرد که عنصرها غالبا گروههایی از سه عنصر ، با خواص شیمیایی مشابه ، تشکیلمی‌دهند . او تریادها ( به معنای سه‌تاییها ) را برای آنها پیشنهاد کرد و مانند(کلر ، برم و ید) ؛ ( کلسیم ، استرونسیم و باریم) و غیره . در هر تریاد جرم اتمی عنصر میانی تقریبا میانگین عددی جرمهای دو عنصر دیگر است . ولی بعدها معلوم شد که همه’ این مطالب اهمیت چندانی ندارند .
دوشان کورتوآ دانشمند فرانسوی در سال 1862 طبقه بندی ویژه ای به نام پیچ تلوریک ارائه داد. او برای تنظیم جدول خود، استوانه ای در نظر گرفت و محیط ان را به 16 قسمت برابر تقسیم کرد. از هر کدام از انها خطی عمود بر قاعده ی استوانه عبور داد. سپس خطی با شیب 45 درجه از محل تقاطع یال اول با قاعده رسم کرد تا یالها را یکی پس از دیگری قطع کند. آنگاه عنصرهای شناخته شده تا ان زمان را به ترتیب جرم اتمی در محل تقاطع یالها با این خط شیب دار، قرار داد و مشاهده کرد که عناصری مه بر روی یک یال قرار می گیرند، جرم آنها به اندازه ی 16 واحد و یا مضربی از آن با یکدیگر تفاوت دارد ،خواص مشابهی خواند داشت. در این طبقه بندی تشابه خواص عنصرهای واقع بر یک یال، تا عنصر بیستم یعنی کلسیم رعایت می شد. مثلاً تیتان که در بالای اکسیژن و گوگرد قرار می گرفت، تشابعی با آنها نداشت.
ادلینگ دانشمند انگلیسی، در سال 1864 جدولی از عنصرها ، در 5 ستون و 15سطر منظم کرد. او دریافته بود که با کنار گذاشتن هیدروزن، عناصر دیگر، به ترتیبصعودی جرم اتمی ، کنار یکدیگر قرار می گیرند . عناصر واقع در یک سطر، خواص مشابهیخواهند داشت.
در سال 1865 شیمیدان انگلیسی ج‌. ا. ر. نیولندز اعلام داشت کهعنصرها را می‌توان به ترتیب افزایش جرم اتمی به دنبال هم نوشت . هنگامی که اینکارانجام گرفت ، نظمی شگفت‌انگیز ایجاد شد : خواص شیمیایی و فیزیکی مشابه چند بار درفهرست ظاهر شد . نیولندز عقیده داشت که ، در کل فهرست عنصرهایی با خواص مشابه بهطور تناوبی ( یعنی در فاصله‌هایی منظم ) ظاهر می‌شوند. وی می‌گوید ْْ با شروع از یکعنصر معین ، هشتمین عنصر نوعی تکرار نخستین عنصر است ، همجون هشتمین نت در یک اکتاوموسیقی .ْْ البته نیولندز عناصر شناخته شده تا آن زمان را به ترتیب پشت‌سر هم در یکستون چید ( و به صورت کنونی آنها را مرتب نکرد ) و متوجه شد که در بعضی جاهها یکنظم وجود دارد . وی هیچ توجیهی برای فلزاتی که الان فلزات واسطه می‌نامیم ، نداشت .
اما بعد از تشخیص وجود خانواده‌هایی با عناصر مشابه توسط نیولندز ، شیمیدانهاکنجکاو شدند که در جستجوی راهی اصولی برای تنظیم عنصرها برآیند ، به طوری که اعضاییک خانواده با هم گروه‌بندی شوند . برای این منظور طرحهایی پیشنهاد شد که موفقترینو مؤثرترین آنها طرح شیمیدان روسی د. ی مندلیف بود . مندلیف در سال 1871 به خصلتگسترده’ تناوبی در میان عنصرها پی برد. او راهی تازه برای مرتب کردن عنصرها در جدول ( به صورتی که اکنون وجود دارد ) کشف کرد . گرچه خواص عنصرها با افزایش وزن اتمی به طور تناوبی تکرار می‌شود ، ولی نیولندز متوجه نشد که جدایی عنصرهای مشابه برای عنصرهای سنگینتر در فهرست بزرگتر می‌شود و درنتیجه آنها را در گروه خود در نظر نگرفت . مندلیف نیز عنصرها را بر حسب افزایش وزن اتمی مرتب کرد به همین دلیل در جاهایی بی‌نظمی مشاهده می‌شد و مندلیف حدس می‌زد که شاید در تعیین وزن اتمی اشتباهی شده ، تا اینکه مدتی بعد دانشمند انگلیسی موزلی ، عدد اتمی را برای هر عنصر تعریف کرد و عناصر را بر طبق همان سبک مندلیف ، ولی اینبار بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب کرد و به این ترتیب بی‌نظمی‌ها نیز برطرف شد و جدول کنونی به دست آمد .

اماجدول تناوبی دایره‌ای بعد از جدول تناوبی مندلیف و توسط دانشمندان زیادی به صورتمتنوع و مختلف، ابداع و ارائه گردیده است.

از جمله اینها، دو جدول تناوبیحلقوی و حلزونی است که توسط منوچهر ضیایی، ابداع شده است. این طرحهای آقای ضیاعی باالهام گرفتن از ساختمان کوچکترین واحد هر عنصر، یعنی اتم‌ها و همچنین کره زمین وسایر کرات، مانند منظومه شمسی به صورت مدور تهیه شده است و خانه‌های جدول نه بهصورت مربع (که در جدول تناوبی مندلیف به چشم می‌خورد) بلکه به صورت دوایری است کهآرایش الکترونی هر عنصر را – هم به صورت دوایر بسیار کوچک و هم به وسیله اعداد درهر لایه – به صورت مداری نمایش می‌دهد.

در داخل این خانه‌ها، عدد اتمیعناصر، نماد عنصر، حالت آنها در شرایط عادی (جامد، مایع و گاز) نشان داده شده است. عناصر رادیواکتیو نیز با علامت ویژه مشخص شده‌اند.

در طرح حلقوی، هفت حلقهیا دوایر متحدالمرکزف دوره‌های تناوبی را تشکیل می‌دهند.

یکی از وجوه تمایزاین دو طرح با دیگر طرح‌ها و جدولها این است که عناصر اکتینیدها و لانتانیدها بهجای اینکه در خارج جدول قرار گیرند، در متن جدول و به دنبال عناصر اصلی دوره‌هایتناوبی 6 و 7 قرار می‌گیرند.

[تصویر: a4.jpg]