الكيمياء

مجموعات العناصر التي يتألف منها “الجدول الدوري”

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

الجدول الدوري العناصر الكيمياء

قام ماندلييف، ومن بعده موزلي، بترتيب العناصر الموجودة في الطبيعة بصورة دورية، تبعاً للتدرج في أعدادها الذرية (أي عدد البروتونات الموجودة في نواة كل عنصر)، بحيث تقع العناصر المتشابهة تحت بعضها البعض في أعمدة أو مجموعات أو فصائل أو عائلات.

بينما تقع العناصر الموجودة بجانب بعضها أفقياً في دورات، وقد دعي هذا الجدول بالجدول الدوري. من مزايا هذا الجدول، أنه يتماشى مع تكافؤ العناصر.

يمثل الشكل (أ – 5) الجدول الدوري للعناصر والذي يضم (105) عناصر تقع في سبع مجموعات، بالإضافة إلى مجموعة الصفر، أو مجموعة الغازات الخاملة، نشرحها بإيجاز فيما يلي:

 

1- الهيدروجين H-H:

وهو جزيء ثنائي الذرية، وأخف العناصر على الإطلاق. يسلك سلوك الفلزات باتحاده مع اللافلزات (كبريت الهيدروجين H2S، كلورايد الهيدروجين HCl، حمض الكربونيك H2CO3، حمض النتريك HNO3). كما يسلك سلوك اللافلزات باتحاده مع الفلزات، كما في هايدرايد الصوديوم NaOH، وهايدرايد الكالسيوم CaH2، وهايدرايد الألمنيوم الصوديومي NaAlH4.

 

2- المجموعة الأولى (IA) أو عائلة المعادن القلوية

تضم عناصر (الليثيوم – الصوديوم – البوتاسيوم – الروبيديوم – السيزيوم – الفرانسيوم). تحوي ذراتها الكتروناً واحداً. أهم ما تتصف به هذه المجموعة، هو تشكيل ماءات (هيدروكسيد)، شديدة القلوية، ووضوح صفاتها المعدنية وخواصها المرجِعة.

معظم مركباتها ذات بنية أيونية (1+)، وعناصرها ذات حجم ذري كبير، قليلة الكثافة، ودرجات انصهارها منخفضة.

وجميعها فلزات نشطة كيميائياً، ولا توجد بشكل حر في الطبيعة. يمكن الحصول عليها بالتحليل الكهربائي لمحاليلها أو لمصاهير أملاحها:

 

ومع الهالوجينات لتعطي الهاليدات:

ومع النتروجين لتعطي النتريدات:

 

ومع الكربون لتعطي الكاربيدات:

ومع الهيدروجين لتعطي الهايدرايدات:

 

ومع الكبريت لتعطي السلفايد:

كما تتفاعل مع أكاسيد القلويات، ونتريداتها، وكاربيداتها، وهيدرايداتها مع الماء لتعطي الهيدروكسايدات المناظرة:

 

3- المجموعة الثانية (IIA) أو مجموعة المعادن القلوية الترابية

تضم عناصر، (البريليوم – المغنيزيوم – الكالسيوم – السترونسيوم – الباريوم – الراديوم).

تشكل مركبات تأخذ فيها درجة الأكسدة + 2 أي تكافؤها ثنائي موجب، وتحوي ذراتها الكترونين في طبقتها الخارجية.

وهي فلزات عالية درجة الانصهار، وتوجد بوفرة في الطبيعة في عدة خامات، أهمها كربونات الكالسيوم.

 

من المركبات القلوية الترابية الهامة:

– الماءات أو الهيدروكسايدات (عملية الإطفاء):

– الكبريتات:

– الكربونات:

 

تتفاعل مع الماء، فتطلق الهيدروجين، والهيدروكسايد المناظر:

 

هذه المركبات غير ثابتة، تتفاعل مع الماء، لتكون الهيدروكسايدات المناظرة:

عند وجود أيونات الكالسيوم أو المغنيزيوم في الماء، تضفي عليه خاصة رديئة هي العسارة التي توجد على نوعين:

– عسارة مؤقتة، ويتم التخلص منها بغلي الماء، فتتحول البيكاربونات الذائبة إلى كربونات غير ذائبة:

– عسارة دائمة، ويتم التخلص منها بإضافة، كربونات الصوديوم (صودا الغسيل) إلى الماء العسِر، فتترسب أيونات الكالسيوم:

 

4- مجموعة العناصر الانتقالية:

وهي كافة العناصر الموجودة بين المجموعتين (II A) و (III A).

وتعد مجموعاتها فصائل ثانوية، لتمييزها عن الفصائل النموذجية، حيث يضاف الحرف B إلى الرقم المميز لكل مجموعة أو فصيلة ثانوية.

تحتوي عناصر هذه المجموعات على ثلاثة الكترونات في طبقاتها الخارجية. عدد هذه المجموعات عشرة، تبدأ في الدور الرابع بالسكانديوم، وتنتهي في الدور السادس بالزئبق، وتسمى كل فصيلة باسم العنصر في الدور الأعلى الذي تبدأ به.

جميع العناصر الانتقالية معادن، ويمكن لها أن تشكل مركبات عدة بدرجات أكسدة مختلفة. من بينها مجموعة الفلزات النقودية، ذات الحجم الذري الصغير، والكثافة الكبيرة، ودرجات الانصهار العالية. كلها فلزات ذات نشاط كيميائي ضئيل. تكافؤها أحادي موجب، وبعضها ثنائي موجب أو ثلاثي موجب.

 

5- المجموعة الثالثة (III A):

تضم عناصر، (البورون – الألمنيوم – الغاليوم – الأنديوم – الثاليوم). يبدأ في هذه الفصيلة الانتقال من الخاصة المعدنية إلى الخاصة اللامعدنية.

 

6- المجموعة الرابعة (IV A):

تضم عناصر (الكربون – السيليكون – الجرمانيوم – القصدير – الرصاص). يظهر في هذه المجموعة بوضوح الانتقال من الصفة الحمضية إلى الصفة القاعدية من أعلى إلى أسفل المجموعة، تحوي عناصر هذه المجموعة أربعة إلكترونات في داراتها الخارجية.

منها فلزات، ولا فلزات، وأشباه فلزات. تتميز بمقدرتها على الارتباط بنفسها وبغيرها، عن طريق الرابطة المشتركة. من هذه المجموعة ما هو ذو تكافؤ ثنائي أو رباعي (+2، +4). لأفراد هذه المجموعة استخدامات مهمة، ومتعددة في الصناعة.

 

7- المجموعة الخامسة (V A):

تضم عناصر (النتروجين – الفوسفور – الزرنيخ – الانتموان – البزموت). تحوي ذرات عناصر هذه المجموعة خمسة الكترونات في طبقتها الخارجية، ويظهر فيها انتقال تام من الخواص اللامعدنية إلى الخواص المعدنية بازدياد العدد الذري، أو الوزن الذري لعناصرها.

8- المجموعة السادسة (VI A):

تضم عناصر (الأوكجسين – الكبريت – السيلينيوم – التللوريوم – البولونيوم)، وهي من العناصر اللامعدنية.

 

9- المجموعة السابعة أو مجموعة الهالوجينات (VII A) أو مولدات الأملاح:

تضم عناصر (الفلور – الكلور – البروم – اليود – الاستاتين). وهي عناصر ذات كهرسلبية عالية، وتجنح إلى أخذ درجات أكسدة سالبة.

تحوي ذرات هذه العناصر سبعة إلكترونات في داراتها الخارجية، وهي كلها لافلزات (لا معادن). عناصر هذه المجموعة سامة جداً، وتوجد على هيئة جزيئات ثنائية الذرات.

تكافؤها بشكل عام أحادي سالب ()، ويمكن أن يكون لها تكافؤات موجبة (+3، +5، +7). الهالوجينات نشطة كيميائياً، لكن نشاطها يتضاءل بازدياد أعدادها الذرية.

 

تتحد مع الهيدروجين، كما أنها تذوب في الماء مكونة أحماضاً، كما تتحد مع الأوكسجين معطية الأحماض الأوكسي هالوجينية.

كذلك تتحد مع اللافلزات (الفوسفور، الكبريت …) منتجة هالوجينات لا فلزية، وتتحد مع الفلزات (الصوديوم، الفضة) منتجة هاليدات الفلزات المناظرة. تعد الهالوجينات عوامل مؤكسدة فعالة ويعتبر الفلور أقواها.

تذوب الهالوجينات في الماء معطية الأحماض المناظرة:

كما تتفاعل مع القواعد الباردة لإنتاج الأملاح المناظرة:

أما إذا كانت القواعد ساخنة، فتتفاعل معها كما يلي:

 

10- مجموعة الصفر أو مجموعة الغازات الخاملة (النبيلة)

وهي غازات أحادية الذرة موجودة في الغلاف الجوي، تحضّر بالتقطير المجزأ للهواء المسيّل، ولا تبدي نشاطاً كيميائياً يذكر

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪من خارج هذا العالم
وب بانينو Rob Banino @robertbanino صحفي مستقل يعمل في بريستول
الحياة على المريخ أعالي البحار، الجزيرة الكبيرة، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية
بذلة الفضاء ليست أول ما يخطر في ذهن أي شخص يزور هاواي. هذا إلا إذا كان سيقضي ثمانية أشهر في موئل هاواي لاستكشاف الفضاء بالتناظر والمحاكاة Hawaii Space Exploration Analog and Simulation اختصاراً: الموئل HI-SEAS على بركان ماونا لوا. ويتيح الموئل HI-SEAS للباحثين دراسة كيفية تعامل الناس مع ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪تكسي طائر من هيونداي وأوبر S-A1 AIR TAXI
ل هذا طائر؟ أم هي طائرة؟ لا، إنها مركبة جوية شخصية Personal Air Vehicle. طوّرت S-A1 شركةُ هيونداي Hyundai، وهي مصممة للإقلاع عموديّاً ثم التبديل إلى الوضع الأفقي أثناء الطيران، قبل الهبوط عموديّاً من جديد. وقد تحمل المركبة التي عُرضت كمفهوم في المعرض CES أربعة ركاب إضافة إلى طيار، مع سرعة ملاحة تصل إلى 290 كم/ساعة وتحلق على ارتفاعات من 300 إلى 600 متر. هل هي آمنة؟ زودتها هيونداي بمراوح زائدة عن الحاجة «للتأكد من أن أي عطل في المحرك لن يحطم ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪الروبوتات المختصة بالخدمة
كزت الابتكارات على امتداد فترة طويلة على جعلنا أكثر ارتباطاً ببعضنا بعضاً. وها نحن في الوقت الحالي، صرنا أكثر ارتباطاً بأشيائنا. ولم تعد الأدوات المنزلية مجرد أدوات ذكية، بل صارت قابلة للتكيف ومتنقلة، وحتى أنّ البعض منها لديه ما يمكن أن تسمّيه بالشخصية.
لنأخذ، على سبيل المثال، بالي Ballie من شركة سامسونغ. إنه مفهوم جديد للمساعد الشخصي الشبيه بالكرة والذي كشفت عنه الشركة في المعرض CES. وتصف الشركة بالي بأنه مساعد يتلقى الطلبات عبر الصوت ... (قراءة المقال)