تاریخچه جدول تناوبی

تاريخچه ي جدول تناوبي:

در اوايل سدهي نوزدهم ميلادي، شباهت شيميايي و فيزيكي عناصر توجه شميدانها را به خود جلب كرد.در سالهاي 1817 و 1829 يوهان دوبراينر مقاله هايي منتشر كرد و در آنها خواص مجموعههاي سهتايي از فلزات را مورد بررسي قرار داد(Ca, Sr, Ba; Li, Na, K; Cl, Br, I; S, Se, Te) . عناصر هر مجموعه داراي شباهتهايي هستند و وزن اتمي عنصر دوم در هر مجموعه تقريبا ميانگين اوزان اتمي دو عنصر ديگر است.
در سالهاي بعد بسياري از شيميدانها براي طبقهبندي عناصر به صورت گروهها، بر مبناي شباهت خواص آنها تلاش كردند.طي سالهاي 1863و 1866، جان نيوزلند «قانون اكتاو»هاي خود را پيشنهاد كرد. نيوزلند تاكيد كرد كه وقتي عناصر را بر حسب افزايش وزن اتميشان فهرست ميكند، عنصر هشتم به عنصر اول شباهت دارد،عنصر نهم به عنصر دوم، و همينطور نيوزلند، اين رابطه را با اكتاهاي موسيقي مقايسه كرد. متاسفانه، رابطه واقعي پيچيدهتر از آن است كه نيوزلند تصور ميكرد. زماني كه او قانون قانون اكتاوهاي خود را پيشنهاد كرد، كار او تا حدودي ساختگي به نظر ميرسيد و ساير شيميدانها اعتنايي به آن نكردند.اما، سالها بعد به خاطر اين كار، نشان ديوي به وسيلهي انجمن پادشاهي به نيوزلند داده شد.

دوران جديد طبقهبندي عناصر از كارهاي يوليوس موتار ماير(1896) و به ويژه ديمتري مندليف(1869) ريشه گرفت. مندليف قانون تناوبي را مطرح كرد كه ميگفت: وقتي عناصر را به ترتيب افزايش وزن اتميشان مطالعه ميكنيم، شباهتهايي در خواص آنها به صورت تناوبي،مشاهده ميشود. درجدول مندليف، عناصر به گونهاي تنظيم شده بودند كه عناصر شبيه به هم در ستونهاي عمودي موسوم به گروه ظاهر ميشدند.

براي قرار دادن عناصر مشابه در زير يكديگر، مندليف مجبور شد در جدول خود جاهاي خالي براي عناصر كشف نشده منظور كند. او بر اساس سيستم خود توانست خواص سه عنصر كشف نشده را پشبيني كند. كشف اسكانديم، گاليم و ژرمانيم كه خواص هر يك از آنها به خواص پيشبيني شده توسط مندليف شباهت فراواني داشت،اعتبار سيستم تناوبي را نشان داد. وجود گازهاي نجيب (Rn, Xe, Kr, Ar, Ne, He) توسط مندليف پيشبيني نشد. اما، پس از كشف آنها در سال هاي 1892 تا 1898 اين عناصر به خوبي در جدول تناوبي قرار گرفتند.طرح جدول تناوبي چنان بودكه سه عنصر (I, Ni, K) خارج از ترتيب تعيين شده با افزايش وزن اتمي، قرار ميگرفتند. مطالعه بعدي طبقهبندي تناوب، بسياري از شيميدانها را متوجه اين امر ساخت كه خاصيت بنادي ديگري، علاوه بر وزن اتمي، ميتواند عامل خصلت تناوبي مشاهده شده باشد. پيشنهاد شد كه اين خاصيت بنيادي، از جهتي به عدد اتمي كه در آن زمان فقط يك شماره سادهي به دست آمده از سيستم تناوبي بود، بستگي دارد.

قانون تناوبي موزلي:

كار هنري موزلي در سالهاي 1913 و 1914 اين مسئله را حل كرد. وقتي اشعهي كاتدي پر انرژي بر روي يك هدف متمركز ميشود، اشعهي X توليد ميشود. اين تابش X را ميتوان به اجزاي آن با طولموجهاي متفاوت تفكيك كرد و طيف خطي به دست آمده را روي يك صفحه عكاسي به ثبت رساند. وقتي عناصر مختلف به عنوان هدف به كار برده شوند، طيفهاي اشعه X متفاوتي به دست ميآيد؛ هر طيف فقط از چند خط تشكيل شده است.
موزلي، طيف اشعهي X 38 عنصر با عدد اتمي بين 13( آلمينيم) و 79( طلا) را مطالعه كرد. او با بررسي خطهاي مشابه در طيف اين عناصر، دريافت كه بين جذر فركانس خط طيفي و عدد اتمي عنصر مربوطه رابطهاي خطي وجود دارد.به بيان ديگر، وقتي كه عناصر به ترتيب افزايش عدد اتميشان مرتب شوند، جذر فركانس خط طيفي از يك از عنصر به عنصر بعدي هميشه به مقدار ثابتي افزايش مييابد.

به اين ترتيب موزلي توانست بر مبناي اشعهي X، عدد اتمي صحيح هر عنصر را تعيين كند. او با اين روش توانست مسئله طبقهبندي عناصري كه وزن اتمي آنها با عناصر همسايهشان همخواني نداشت (I, Ni, K) را حل كند. موزلي، همچنين نشان دادكه از Ce58 تا lu71 بايد 14 عنصر در جدول تناوبي به دنبال لانتانم قرار گيرند. نمودار موزلي نشان داد كه بايد 4 عنصر كشف نشده ( با اعداد اتمي 43، 61، 72، 75) قبل از عنصر شماره 79 (يعني طلا) وجود داشته باشند. قانون تناوبي بر مبناي كار موزلي دوباره تعريف شد: خواص فيزيكي و شيميايي عناصر، توابع تناوبي عدد اتمي هستند.

اعداد اتمي موزلي با بارهاي هستهاي محاسبه شده فوسط رادرفورد بر مبناي پراش ذرات آلفا، سازگاري تقريبي داشت. در نتيجه موزلي پيشنهاد كرد كه عدد اتمي، Z، شمارهي واحدهاي بار مثبت در هستهي اتم است. او گفت: «كميتي بنيادي در اتم وجود دارد كه از عنصري به عنصر ديگر، با اندازههاي معين افزايش مييابد. اين كميت فقط ميتواند بار مربوط به هستهي مركزي مثبت باشد.»

منبع : a-d-l.rozblog.com

برگرفته شده از كتاب شيمي عمومي1 نوشتهي چادرلز مورتيمر ويرايش ششم ترجمهي عيسي ياوري نشر علوم دانشگاهي

منبع : a-d-l.rozblog.com