الجدول الدوري الحديث

2011 الجدول الدوري

ليون غراي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

يعود ابتكار الجدول الدوري الحديث إلى الكيميائي الروسي (ديمتري إيفانوفيتش مندلييف) (1907-1834). ومنذ ذلك الحين، أضيفت عناصر جديدة، لكن بنية جدول (مندلييف) ظلت على حالها دون أي تغيير.

تذكر بعض الروايات أن (مندلييف) جاء بفكرة الجدول الدوري عندما كان يلعب لعبة الورق المعروفة باسم «سوليتير». لكن هذه الرواية تفتقر إلى الدليل التاريخي الذي يؤكد صحتها. من الواضح أن (مندلييف) رتب الجدول الدوري مستعيناً بقائمة الكتل الذرّية التي جرى

طرحها خلال مؤتمر علمي عُقد في مدينة كارلسرو بألمانيا، والكتلة الذرّية هي مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة الذرّة، واعتقد (مندلييف) أن الكتلة الذرّية هي أهم خاصية بين خواص العنصر، مع أننا نعلم الآن بأن تحديد العناصر يكون من خلال عددها الذرّي – عدد البروتونات في نواة الذرّة (انظر الصفحتين 8-9). من المحتمل أن (مندلييف) استوحى فكرة الجدول الدوري أثناء تأليفه لكتاب حمل عنوان «مبادئ الكيمياء» (1868 – 1870). جمع (مندلييف) في هذا

الكتاب العناصر ذات الخواص الفيزيائية والكيميائية المتماثلة. فعلى سبيل المثال، جمع الهالوجينات عناصر (المجموعة 17) في فصل واحد، وجمع الفلزّات القلوية في فصل آخر. صنّف (مندلييف) العناصر ذات التكافؤ المماثل ضمن مجموعات. والتكافؤ هو قياس عدد الروابط التي تستطيع الذرّة تكوينها مع ذرّات أخرى ويتم تحديد التكافؤ من خلال عدد الإلكترونات في غلاف الإلكترونات الخارجي للذرّة (انظر الصفحتين 10-11).تشارك الذرّات هذه الإلكترونات أو تنقلها،

مكوّنة بذلك روابط كيميائية مع ذرّات أخرى. وعلى سبيل المثال، الهالوجينات لها خواص مماثلة لأن جميعها يضم سبعة إلكترونات في غلاف الإلكترونات الخارجي، مما يجعلها تستقبل بكل سهولة إلكتروناً واحداً من أجل تشكيل الروابط مع العناصر الأخرى. وعلى عكس ذلك، فإن الفلزّات القلوية لها

خواص فيزيائية وكيميائية متماثلة؛ وذلك بسبب احتوائها على إلكترون واحد في غلاف الإلكترونات الخارجي، بالإضافة إلى منح هذا الإلكترون بسهولة من أجل تكوين الروابط مع العناصر الأخرى. عندما حاول (مندلييف) تصنيف العناصر المتماثلة، كانت النتيجة ظهور نموذج موحد رتب فيه العناصر الـ (61) المعروفة ضمن مخطط حسب تزايد الكتلة الذرّية (انظر الشكل في الأسفل).

اكتشف (مندلييف) أن العناصر ذات التكافؤ المماثل وردت في أعمدة المخطط نفسها، وتمكن بذلك من تحديد البنية الأساسية للجدول الدوري. ثم نشر اكتشافه في عام (1869)، وأصدر جدولاً معدلاً في عام (1871) رتب فيه العناصر ضمن ثماني مجموعات.