آيتان & آرزولار

ديميتري اوانوويچ مندليف زير و رو كننده علم شيمي و فرزند يكي از مديران مدرسه محلي در 7 فوريه 1834 در شهر توبولسك واقع در روسيه متولد شد وي در سال 1869 دكتر علوم و استاد شيمي دانشگاه شد و در همين سال ازدواج كرد در اين هنگام فقط 63 عنصر از نظر شيمي دانها شناخته شده بود مندليف در اين فكر بود كه خواص فيزيكي و شيميايي عناصر تابعي از جرم اتمي آنهاست. بدون قانون تناوبي نه پيش بيني خواص عناصر ناشناخته ميسر بود و نه به فقدان يا غيبت برخي از عناصر مي شد پي برد.

كشف عناصر منوط به مشاهده و بررسي بود بنابراين تنها ياري بخت، مداومت و يا پيش داوري منجر به كشف عناصر جديد مي شد قانون تناوبي راه جديدي در اين زمينه گشود منظور مندليف از اين جمله ها آن بود كه در سير تاريخي شيميايي، زمان حدس زدن وجود عناصر و پيشگويي خواص مهمشان فرا رسيده است. جدول تناوبي پايه اي براي اين كار شد حتي ساخت اين جدول نشان مي داد كه در چه جاهايي مكان خالي باقي مي ماند كه بايد بعداٌ اشغال شود. با آگاهي از خواص عناصر موجود در جوار اين مكانهاي خالي مي شد خواص مهم عناصر ناشناس را تخمين زد و چند مشخصه مقداري آنها را(جرمهاي اتمي، چگالي، )نقطه ذوب ، و نقطه جوش و مانند آنها را) به كمك نتيجه گيري هاي منطقي و چند محاسبه رياضي ساده، تعيين كرد.

اين مطالب نياز به تبحر كافي در شيمي داشت مندليف از اين تبحر برخوردار بود كه با تركيب آن با تلاش علمي و اعتقاد به قانون تناوبي توانست پيشگوهاي درخشاني در باره وجود و خواص چندين عنصر جديد را ارائه دهد بنابراين مطابق با اين فكر جدولي درست كرد و 63 عنصر شناخته شده را به ترتيب جرم اتميشان در جدول قرار داد تعداد عناصر در سطرهاي جدول يكي نبود مثلاٌ سطر پنجم 32 عنصر داشت در حالي كه سطر ششم فقط شامل 6 عنصر بود ولي عناصري كه خواص آنها شبيه هم بود در اين جدول نزديك هم قرار داشتند و بدين علت مقداري از خانه هاي خالي متعلق به عناصري است كه تاكنون شاخته نشده وي اين نتيجه را در سال 1869 به جامعه شيمي روسيه تقديم كرد جدول مندليف كه پيش بيني وجود 92 عنصر را مي نمود جز لوتر مايز كه يك سال بعد از مندليف جدولي مشابه با جدول مندليف انتشار داده بود طرفداري نداشت پيش بيني هاي عجيب مندليف زمان درازي به صورت مثلهاي موجود در همه كتابهاي شيمي در آمده بود و كمتر كتاب شيمي وجود دارد كه در آن از اكاآلومينيوم و اكابود و اكاسيليسيم ياد نشده باشد كه بعدها پس از كشف به نامهاي گاليوم، سكانديوم و ژرمانيوم ناميده شدند در يمان سه عنصري كه مندليف پيش بيني كرده بود اكاسيليسيوم بعد از سايرين كشف شد(1887) و كشف آن بيش از كشف دو عنصر ديگر مرهون ياري بخت و تصادف مساعد بود.

در واقع كشف گاليوم توسط بوابودران (1875) مستقيماٌ توسط روشهاي طيف سنجي اش بود و جداكردن سكانديوم توسط نيلسون و كلو(1879) مربوط به بررسي دقيق خاكهاي نادر بود كه در آن زمان اوج گرفته بود اندك اندك همه پيشگوييهاي مندليف تحقق يافتند آخرين تائيد در مورد وزن محصوص سكانديوم فلزي بود در سال 1937 فيشر شيميدان آلماني موق به تهيه سكانديوم با درجه خلوص 98% شد وزن مخصوص آن 3 گرم بر سانتي متر مكعب بود اين دقيقاٌ مان رقمي است كه مندليف پيش بيني كرده بود در پاييز سال 1879 انگلس كتاب جامعي به دست آورد كه نويسندگانش روسكو و شورلمر بودند در آن كتاب براي نخستين بار به پيشگويي آلومينيوم توسط مندليف وكشفش تحت تاثير نام گاليوم اشاره شده بود در مقاله اي كه بعدها انگلس در كتابي هم نقل كرده است، اشاره به مطلب آن كتاب شيمي شده است و نتيجه گرفته است كه: ندليف يا به كار بردن ناخودآگاه قانون تبديل كميت به كيفيت هگل، واقيعت علمي را تحقق بخشيد كه از نظر تهور فقط قابل قياس با كار لوريه در محاسبه مدار سياره ناشناخته نپتون بوده است.

علاوه بر اين با اكتشاف آرگون در سال 1894 و هليوم و اينكه رامزي نظريه جدول مندليف وجود نئون و كريپتون و گزنون را پيش بيني نمود جدول مندليف شهرت عجيب و فوق العاده اي كسب نمود. در يان سالها بود كه تمامي آكادمي هاي كشورهاي جهان(غير از مملكت خويش) او را به عضويت دعوت نمودند زيرا مندليف دو دوم فوريه 1907 در 73 سالگي در گذشت به طوري كه مي دانيم از هنگامي كه جدول مندليف بوجود آمد خانه هاي خالي آن يكي پس از ديگري با كشف عناصر پر مي شد و آخرين خانه خالي جدول در سال 1938 با كشف(آكتينوم)در پاريس پر شد.
2
تولد مندليف
ديميتري اوانوويچ مندليف (Mandaliev) ، زير و رو كننده علم شيمي و فرزند يكي از مديران مدرسه محلي ، در 7 فوريه 1834 در شهر توبولسك واقع در روسيه متولد شد.
ورود به دنياي شيمي
وي در سال 1869 دكتر علوم و استاد شيمي دانشگاه شد و در همين سال ازدواج كرد. در اين هنگام ، فقط 63 عنصر از نظر شيميدانها شناخته شده بود.
قانون تناوبي
مندليف در اين فكر بود كه خواص فيزيكي و شيميايي عناصر ، تابعي از جرم اتمي آنهاست. بدون قانون تناوبي نه پيش بيني خواص عناصر ناشناخته ميسر بود و نه به فقدان يا غيبت برخي از عناصر مي‌شد پي برد. كشف عناصر ، منوط به مشاهده و بررسي بود. بنابراين تنها ياري بخت ، مداومت و يا پيش داوري ، منجر به كشف عناصر جديد مي‌شد.

قانون تناوبي ، راه جديدي در اين زمينه گشود. منظور مندليف از اين جمله‌ها آن بود كه در سير تاريخي شيميايي ، زمان حدس زدن وجود عناصر و پيشگويي خواص مهمشان فرا رسيده است. جدول تناوبي ، پايه‌ اي براي اين كار شد. حتي ساخت اين جدول نشان مي‌داد كه در چه جاهايي مكان خالي باقي مي‌ماند كه بايد بعدا" اشغال شود.
چينش عناصر در جدول تناوبي
با آگاهي از خواص عناصر موجود در جوار اين مكانهاي خالي ، مي‌شد خواص مهم عناصر ناشناس را تخمين زد و چند مشخصه مقداري آنها (جرمهاي اتمي، چگالي ، نقطه ذوب ، و نقطه جوش و مانند آنها) را به كمك نتيجه گيري‌هاي منطقي و چند محاسبه رياضي ساده ، تعيين كرد. اين مطالب نياز به تبحر كافي در شيمي داشت. مندليف از اين تبحر برخوردار بود كه با تركيب آن ، با تلاش علمي و اعتقاد به قانون تناوبي توانست پيشگوهاي درخشاني درباره وجود و خواص چندين عنصر جديد را ارائه دهد. بنابراين مطابق با اين فكر ، جدولي درست كرد و 63 عنصر شناخته شده را به ترتيب جرم اتميشان در جدول قرار داد.

تعداد عناصر در سطرهاي جدول يكي نبود، مثلاٌ سطر پنجم 32 عنصر داشت، در حالي‌كه سطر ششم فقط شامل 6 عنصر بود. ولي عناصري كه خواص آنها شبيه هم بود، در اين جدول نزديك هم قرار داشتند و بدين علت مقداري از خانه‌هاي خالي ، متعلق به عناصري است كه تا آن زمان شاخته نشده بود. وي اين نتيجه را در سال 1869 به جامعه شيمي روسيه تقديم كرد.


ميزان استقبال از جدول مندليف در آن زمان
جدول مندليف كه پيش بيني وجود 92 عنصر را مي‌نمود، جز "لوتر مايز" كه يك سال بعد از مندليف ، جدولي مشابه با جدول مندليف انتشار داده بود، طرفداري نداشت.
پيش‌بيني‌هاي مندليف در جهان علم
پيش‌بيني‌هاي عجيب مندليف ، زمان درازي به صورت مثلهاي موجود در همه كتابهاي شيمي در آمده بود و كمتر كتاب شيمي وجود دارد كه در آن ، از اكاآلومينيوم و اكابور و اكاسيليسيم ياد نشده باشد كه بعدها پس از كشف به نامهاي گاليوم، سكانديوم و ژرمانيوم ناميده شدند. در ميان سه عنصري كه مندليف پيش بيني كرده بود اكاسيليسيوم بعد از سايرين كشف شد(1887) و كشف آن بيش از كشف دو عنصر ديگر ، مرهون ياري بخت و تصادف مساعد بود.
تاييد پيش‌گويي‌هاي مندليف
در واقع ، كشف گاليوم توسط "بوابودران" (1875) مستقيماٌ توسط روشهاي طيف سنجي‌اش بود و جداكردن سكانديوم توسط "نيلسون" و "كلو" (1879) مربوط به بررسي دقيق خاكهاي نادر بود كه در آن زمان اوج گرفته بود. اندك اندك همه پيش‌گويي‌هاي مندليف تحقق يافتند. آخرين تائيد در مورد وزن مخصوص سكانديوم فلزي بود.

در سال 1937 ، "فيشر" شيميدان آلماني ، موق به تهيه سكانديوم با درجه خلوص 98% شد. وزن مخصوص آن ، 3 گرم بر سانتي‌متر مكعب بود. اين دقيقاٌ همان رقمي است كه مندليف پيش‌بيني كرده بود. در پاييز سال 1879 "انگلس" كتاب جامعي بدست آورد كه نويسندگانش "روسكو" و "شورلمر" بودند. در آن كتاب ، براي نخستين بار به پيشگويي آلومينيوم توسط مندليف و كشفش تحت تاثير نام گاليوم اشاره شده بود.

در مقاله اي كه بعدها انگلس در كتابي هم نقل كرده است، اشاره به مطلب آن كتاب شيمي شده است و نتيجه گرفته است كه: « مندليف با به كار بردن ناخودآگاه قانون تبديل كميت به كيفيت هگل ، واقيعت علمي را تحقق بخشيد كه از نظر تهور ، فقط قابل قياس با كار "لوريه" در محاسبه مدار سياره ناشناخته نپتون بوده است. »
شهرت جهاني مندليف
علاوه بر آنچه گفته شد، با اكتشاف آرگون در سال 1894 و هليوم و اينكه جدول مندليف وجود نئون و كريپتون و گزنون را پيش‌بيني نمود، جدول مندليف شهرت عجيب و فوق‌العاده اي كسب نمود. در آن سالها بود كه تمامي آكادمي‌هاي كشورهاي جهان (غير از مملكت خويش) او را به عضويت دعوت نمودند.
مرگ مندليف
مندليف دو دوم فوريه 1907 در 73 سالگي در گذشت. به طوري كه مي‌دانيم، از هنگامي كه جدول مندليف بوجود آمد، خانه‌هاي خالي آن ، يكي پس از ديگري با كشف عناصر پر مي‌شد و آخرين خانه خالي جدول ، در سال 1938 با كشف آكتنيوم در پاريس پر شد.

==============================================

جدول تناوبي عناصر شيميايي

جدول تناوبي عنصرهاي شيميايي‏، نمايشي از عنصرهاي شيميايي شناخته شده‌است كه بر اساس ساختار الكتروني مرتب گرديده‌است به‌گونه‌اي كه بسياري از ويژگي‌هاي شيميايي عنصرها به صورت منظم در طول جدول تغيير مي‌كنند.

جدول اوليه بدون اطلاع از ساختار داخلي اتم‌ها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمي آنها مرتب نمائيم، و آنگاه نمودار خواص معين ديگر آنها را بر حسب جرم اتمي رسم نمائيم، مي‌توان نوسان يا تناوب اين خواص را بصورت تابعي از جرم اتمي مشاهده نمود. نخستين كسي كه توانست اين نظم را مشاهده نمايد، يك شيميدان آلماني به نام يوهان ولفگانگ دوبِرَينر (Johann Wolfgang Döbereiner) بود. او متوجه تعدادي تثليث از عناصر مشابه شد:


نمونه تثليث‌ها
عنصر جرم اتمي چگالي
Cl 35.5 1.56 g/L
Br 79.9 3.12 g/L
I 126.9 4.95 g/L

Ca 40.1 1.55 g/cm3
Sr 87.6 2.6 g/cm3
Ba 137 3.5 g/cm3

و به دنبال او، شيميدان انگليسي جان نيولندز (John Alexander Reina Newlands) متوجه گرديد كه عناصر از نوع مشابه در فاصله‌هاي هشت تايي يافت مي‌شوند، كه آنها را با نت‌هاي هشتگانه موسيقي شبيه نمود، هرچند كه قانون نت‌هاي او مورد تمسخر معاصرين او قرار گرفت. سرانجام شيميدان آلماني لوتار مَير (Lothar Meyer) و شيميدان روسي دميتري مندليف (Dmitry Ivanovich Mendeleev) تقريباً بطور هم‌زمان اولين جدول تناوبي را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند(ولي مندليف تعداد كمي از عناصر را خارج از ترتيب صريح جرمي، براي تطابق بهتر با خواص همسايگانشان رسم نمود – اين كار بعدها با كشف ساختار الكتروني عناصر در اواخر سده نوزدهم و آغاز سده بيستم توجيه گرديد).

فهرست عناصر بر پايه نام، علامت اختصاري و عدد اتمي موجود است. شكل زير جدول تناوبي عناصر شناخته شده را نمايش مي‌دهد. هر عنصر با عدد اتمي و علامتهاي شيميايي. عناصر در يك ستون («گروه») از لحاظ شيميايي مشابه مي‌باشند.


 

و......
================================
مطلبي درباره ي تكامل جدول:

جدول مندليف

عنوان مقاله:جدول مندليف

منبع: jumptochem

مندليف و لوتار ميردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسي هاي دقيق تري انجام دادندودر سال 1869م به اين نتيجه رسيدند كه خواص عنصرها تابعي تناوبي از جرم انهاست.به اين معنا كه اگر عنصرها را به ترتيب افزايش جرم اتمي مرتب شوند نوعي تناوب در انها اشكار ميگرددوپس ازتعداد معيني از عنصرها عنصرهايي با خواص مشابه خواص پيشين تكرار مي شوند .

مندليف در سال 1869 بر پايه ي قانون تناوب جدولي از 63عنصر شناخته شده ي زمان خود منتشر كرد .در فاصله ي بين سالهاي 1869 تا 1871م مندليف هم مانند لوتار مير با بررسي خواص عنصرها و تركيب هاي انها متوجه شد كه تغييرهاي خواص شيميايي عنصرها مانند خواص فيزيكي انها نسبت به جرم اتمي روند تناوبي دارد.از اين رو جدول جديدي در 8 ستون و12سطر تنظيم كرد.او با توجه به نارسايي هاي جدول نيو لندز ولوتار مير و حتي جدول قبلي خود جدولي تقريبابدون نقص ارايه دادكه فراگير وماندني شد.

شاهكارهاي مندليف در ساخت شهرك عناصر :

روابط همسايگي:دانشمندان پيش از مندليف در طبقه بندي عناصر هر يك را جداگانه و بدون وابستگي به ساير عناصر در نظر مي گرفتند.اما مندليف خاصيتي را كشف كرد كه روابط بين عنصرها را به درستي نشان ميدادو ان را پايه تنظيم عناصر قرار داد.
وسواس وي: او برخي از عناصر را دوباره بررسي كرد تا هر نوع ايرادي را كه به نادرست بودن جرم اتمي از بين ببرد.در برخي موارد به حكم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزايش جرم اتمي مقدم شمرد.
واحدهاي خالي: در برخي موارد در جدول جاي خالي منظور كرديعني هر جا كه بر حسب افزايش جرم اتمي عناصر بايد در زير عنصر ديگري جاي مي گرفت كه در خواص به ان شباهتي نداشت ان مكان را خالي مي گذاشتو ان عنصر را در جايي كه تشابه خواص رعايت ميشد جاي داد.اين خود به پيش بيني تعدادي ا زعنصرهاي ناشناخته منتهي شد.
.
استقبال از ساكنان بعدي:مندليف با توجه به موقعيت عنصرهاي كشف نشده و با بهره گيري از طبقه بندي دوبرايزتوانستخواص انها را پيش بيني كند.براي نمونه مندليف در جدولي كه در سال 1869 تنظيم كرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزي قليايي در ستون نخست جا داده بود اما كمي بعد عناصر اين ستون را به دو گروه اصلي و فرعي تقسيم كرد.سپس دوره هاي نخست و دوم و سوم هر يك شامل يك سطر و هر يك از دوره هاي چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتيب از دوره هاي چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلي ان دوره و هشت خانه باقي مانده ي سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعي بود

ساخت واحد مسكوني هشتم:مندليف با توجه به اين كه عناصراهن وكبالت ونيكل وروتينيم وروديم وپالاديم واسميم وايريديم وپلاتينخواص نسبتا با يكديگر دارند اين عناصر را در سه رديف سه تايي و در ستون جداگانه اي جاي دادو به جدول پيشين خود گروه هشتم ا هم افزود. در ان زمان گازهاي نجيب شناخته نشده بوداز اين رودر متن جدول اصلي مندليف جايي براي اين عناصر پيش بيني نشد. پس از ان رامسي و رايله در سال 1894 گاز ارگون را كشف كردند و تا سا ل 1908 م گازهاي نجيب ديگركشف شد و ظرفيت شيميايي انها 0 در نظر گرفته شدو به گازهاي بي اثر شهرت يافتند.

اسانسور مندليفبه سوي اسمان شيمي :جدول مندليف در تنظيم و پايدار كردن جرم اتمي بسياري از موارد مندليفنادرست بودن جرم اتمي برخي از عناصر را ثابت و برخي ديگر را درست كرد .جدول تناوبي نه تنها به كشف عنصرهاي ناشناخته كمك كرد بلكه در گسترش و كامل كردن نظريه ي اتمي نقش بزرگي بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسي عناصر و تركيب هاي انها شد.

مجتمع نيمه تمام:

جدول تناوبي با نارسايي هايي همراه بود كه عبارتند از :
1- جاي هيدروژن در جدول بطور دقيق مشخص نبود .گاهي ان را بالا ي گروه فلزهاي قليايي و گاهي بالاي گروه هاي گروه هالوژن ها جا ميداد.
2- در نيكل و كبالت كه جرم اتمي نزديك به هم دارند خواص شيميايي متفاوت است و با پايه قانون تناوبي ناسازگاري دارد.
3- كبالت را پيش از نيكل و همچنين تلور را پيش از يد جاي داد كه با ترتيب صعودي جرم اتمي هم خواني نداشت .با پيش رفت پژوهش ها و با كشف پرتوايكس و عنصرهاو بررسي دقيق طيف انها عدد اتمي كشف و اشكار شد و عناصر بر حسب افزايش عدد اتمي مرتب و نار سايي هاي جزيي موجود در جدول مندليف از بين رفت .زيرا تغييرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمي از نظم بيشتري برخوردارست تا جرم اتمي انها .
4- سال پس از نشر جدول مندليف بوابو در ات به روش طيف نگاري اكا الومينيوم را كشف كرد و گاليم ناميد و 4 سال بعد نيلسون اكا بور را كشف كرد و اسكانديم ناميد و هفت سال بعد ونيكلر هم اكا سيلسيم را از راه تجربه طيفي كشف كرد و ان را ژرمانيم ناميد.

تغييرات خواص عناصر در دوره ها و گروههاي جدول:
1- تغييرات شعاع اتمي :در هر گروه با افزايش عدد اتمي شعاع اتمي افزايش مي يابد ودر هر دوره با افزايش عدد اتمي شعاع اتمي به تدريج كوچكتر مي گردد.
2- تغييرات شعاع يوني :شعاع يون كاتيون هر فلز از شعاع اتمي ان كوچكتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمي ان بزرگتر است.به طور كلي تغييرهاي شعاع يوني همان روند تغييرات شعاع اتمي است.
3- تغييرات انرژي يونش: در هر دوره با افزايش عدد اتمي انرژي يونش افزايش
مي يابد و در هر گروه با افزايش لايه هاي الكتروني انرژي يونش كاهش مي يابد.
4- تغييرات الكترون خواهي :در هر دوره با افزايش عدد اتمي انرژي الكترونخواهي افزايش مي يابدودر هر گروه با افزايش عدد اتمي اصولا انرژي الكترون خواهي از بالا به پايين كم مي شود .
5- تغييرات الكترونگاتيوي:در هر دوره به علت افزايش نسبتا زيا د شعاع اتمي الكترونگاتيوي عناصر كم ميشود و در هر دوره به علت كاهش شعاع اتمي الكترونگاتيوي عناصر افزايش مي يابد .
6- تغييرتعدادالكترونهاي لايه ظرفيتوعدد اكسايش:در هر دوره از عنصري به عنصر ديگريك واحد به تعداد الكترون ها ي ظرفيت افزوده ميشود و تعداد اين الكترونها و عدد اكسايش در عنصرهاي هر گروه با هم برابرند.
7- تغييرات پتانسيل الكترودي :در ازاي هردوره با افزايش عدد اتمي توانايي كاهندگي عنصرها كاهش مي يابد و توانايي اكسيدكنندگي انها افزايش مي يابد .از اين روفلزهايي كه در سمت چپ دوره ها جاي دارندخاصيت كاهندگي ونا فلزهايي كه در سمت راست دوره ها جاي دارندتوانايي اكسيد كنندگي دارند.در موردعناصر يك گروه توانايي اكسيد –كنندگي با افزايش عدد اتمي وپتانسيل كاهش مي يابد.
8- تغييرات توانايي بازي هيدروكسيد:توانايي بازي هيدروكسيدعناصر در گروهها ازبالا به پايين افزايش مي يابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به كاهش است.
9- تغييرات دما وذوب يا جو ش:در هر دوره دماي ذوب و جوش تا اندازه اي به طورتناوبي تغيير مي كند ولي اين روندمنظم نيست و در موردعناصرگروهها نيز روندواحدي وجود ندارد