تاریخچه جدول تناوبی
تاریخچه جدول تناوبیReviewed by 02177641136 on Feb 5Rating: 5.0

جدول تناوبی عناصر ابزاری بسیار مهم و مفید در علم شیمی محسوب می شود. تمامی عناصری که به صورت طبیعی یافت می شوند و یا اینکه در آزمایشگاه ساخته شده اند، در این جدول همراه با مشخصاتی همچون عدد اتمی (تعداد پروتون ها) و عدد جرمی نشان داده می شوند. در این مقاله به تاریخچه و نحوه تکامل این جدول از ابتدا تا کنون خواهیم پرداخت.

تاریخچه جدول تناوبی عنصرها

برای بسیاری از مردم جدول تناوبی سمبل علم شیمی محسوب می شود. این جدول یک تصویر واحد است که تمامی عناصر شناخته شده در جهان را در یک جدول ساده برای درک و خواندن ارائه می کند. عناصر بر اساس افزایش عدد اتمی در ردیف ها چیده شده و بر اساس خواص مشابه در ستون های جدول قرار گرفته اند.

ایده عناصر به حدود 3000 سال قبل از میلا مسیح بر می گردد، جایی که ارسطو فیلسوف بزرگ یونانی تئوری 4 عنصری خود را مطرح کرد. بر اساس نظر ارسطو تمامی مواد از چهار عنصر آب ، باد، خاک و آتش تشکیل شده اند. امروزه می دانیم که این نظریه از اساس اشتباه است اما با این وجود باز هم دارای ارزش فراوان است، زیرا سنگ بنای مطالعات در مورد ماهیت مواد و عناصر به شمار می رود.

ارسطو

اقدامات نخستین برای دسته بندی عناصر

همانگونه که دیدیم عناصر تاریخ بسیار قدیمی دارند اما تاریخچه جدول تناوبی در حدود 400 سال قدمت دارد.

سال 1648 برای نظریه عنصر بسیار مهم بود. در این سال برند هیننگ که یک کیمیاگر بود، در خلال جستجوهای خود توانست عنصر فسفر را کشف کند. برند کیمیاگر در خلال تحقیقات خود برای یافتن سنگ کیمیا (به عقیده کیمیاگران می توانست تمام مواد خام را به طلا تبدیل کند) به سنگی درخشان و سفید دست پیدا کرد و نام آن را فسفر گذاشت. در سال 1680 نیز رابرت توانست فسفر را دوباره کشف کند و این کار به صورت امری عمومی در آمد. در سال 1809 حداقل 47 عنصر کشف شده بودند و دانشمندان در پی یافتن الگوهایی در مشخصات آنها بر آمدند.

 

لاوازیهلاوازیه:

اولین تلاش برای دسته بندی عناصر توسط لاوازیه صورت گرفت. او سعی داشت عناصر را بر اساس مشخصات آنها در چهار گروه گازها، فلزات، غیر فلزات و عناصر زمین قرار بدهد. در سال 1829 یوهان دوبرینر (Johann Dobereiner) سه عنصر ( لیتیوم، سدیم و پتاسیم) با خواص مشابه را یافت و نشان داد که مشخصات عنصر میانی را می توان با استفاده از دو عنصر دیگر پیش بینی کرد. مطالعات در این زمینه تا سال 1860 پیشرفت چندانی از خود نشان ندادند تا اینکه در کنفرانسی (محل برگزاری آن در کارلسروهه آلمان بود) لیستی از جرم اتمی تمامی مواد کشف شده تا آن زمان در اختیار همگان قرار گرفت.

 

دیمیتریالکساندر شانکوختوا:

در سال 1862 زمین شناس فرانسوی الکساندر شانکوختوا (Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois) نموداری را با عنوان پیچ تلوریک ارائه داد. در این نمودار الکساندر نشان داد که عناصری که به اندازه 16 واحد و یا مضربی از 16 در جرم اتمی با یکدیگر تفاوت دارند بر روی یک خط قرار گرفته و خواص مشابهی دارند. این نمودار اشکالات فراوانی داشت اما گام مهمی در این زمینه به شمار می آید.

 

نیوزلندجان نیولندز:

جان نیولندز بریتانیایی در سال 1865 دریافت که شباهت هایی بین عناصر و جرم اتمی آنها وجود دارد و عناصر موجود را در هفت دسته طبقه بندی کرد. او اسم این ارتباط را قانون اوکتاوها نامید که از هفت اوکتاو موسیقی برگرفته شده بود. ناشناخته بودن خانواده گازهای نجیب تا آن زمان یکی از دلایلی بود که نیولندز به جای 8 گروه فقط 7 گروه را معرفی کرده بود. یکی دیگر از معایب کار او عدم وجود جای خالی برای عناصری بود که هنوز کشف نشده بودند و به همین دلیل در برخی موارد او مجبور شده بود که برخی عناصر را دوتایی در یک خانه جدول قرار بدهد. کار این محقق نه در زمان انتشار این جدول و نه حتی پس از ارائه جدول کامل توسط مندلیف، مورد تایید قرار نگرفت.

 

میرجولیوس میر

این دانشمند آلمانی در فاصله سال های 1864 تا 1870 جدول های مختلفی برای عنصرها ارئه داد. اولین جدول او بر اساس قدرت واکنش عناصر با مواد دیگر بود و تنها دارای 28 عنصر بود. در جدول بعدی میر علاوه بر خاصیت واکنش پذیری عناصر را در گروه هایی نیز بر اساس جرم اتمی قرار داد، این جدول بسیار شبیه به جدول مندلیف بود اما دو سال پس از مندلیف منتشر شد. میر اولین کسی بود که تکرار شدن خواص عناصر را نشان داد و کمک بزرگی در این راه به باقی محققان کرد.

 

 مندلیفجدول تناوبی دمیتری مندلیف

همانگونه که در مطالب بالا مشاهده کردیم دمیتری مندلیف روسی اولین کسی نبود که برای پیدا کردن تشابه در عناصر و دسته بندی آنها تلاش کند، اما تلاش او از این بابت قابل توجه است که جدول او پایه و اساس جدول تناوبی مدرن است و همواره نقشی مهم در تاریخچه جدول تناوبی دارد.

مندلیف به هیچ عنوان زندگی ساده ای نداشت. او در سال 1834 در تابولسک به دنیا آمد و کوچکترین عضو یک خانواده پرجمعیت سیبریایی بود و خیلی زود پدر خود را از دست داد. اما با وجود مشقات فراوان توانست در سنت پترزبورگ به تحصیل علم شیمی بپردازد و بعدها معلم این رشته شود.

مندلیف جدول تناوبی ( یا به قول خودش سیستم تناوبی) را در فوریه سال 1869 کشف کرد. او مشخصات عناصر را بر روی کارت هایی نوشته بود و این کارت ها را بارها و بارها در ساختارهایی کنار یکدیگر قرار داد تا بلاخره متوجه شد که، با قرار دادن عناصر بر اساس افزایش جرم اتمی، دسته های مشخص مواد ظاهر می شوند. به عنوان مثال یک فلز فعال به ترتیب در کنار فلزهایی با فعالیت شیمیایی کمتر قرار گرفته بودند. به این ترتیب جدول اولیه او شامل سطرهایی با عناصر مشابه بودند. اما مندلیف سریعا این گرو ه ها را به صورت عمودی چید، مشابه آن جدولی که امروزه وجود دارد.

در این جدول عناصر در ردیف ها بر اساس افزایش جرم اتمی و در ستون ها بر اساس تشابه خواص شیمیایی چیده شده اند.

جدول تناوبی مندلیف

علاوه بر دسته بندی فوق مندلیف عناصری را که بر اساس جرم اتمی در جای نامناسبی قرار گرفته بودند تغییر داد. به عنوان مثال او دریافت که ید از نطر شیمیایی به خانواده هالوژن ها ( فلوئور، کلر، برم و …) و لیتیوم متعلق به گروه 6 (اکسیژن، سولفور و …) است.

 

نکات شگفت انگیز جدول مندلیف

نبوغ واقعی مندلیف در قرار دادن جاهای خالی برای عناصری بود که هنوز کشف نشده بودند. او حتی مشخصات 5 عدد از این عناصر ناشناخته را پیش بینی کرده بود. در 15 سال بعد از پیش بینی مندلیف 3 عدد از این عناصر کشف شدند و به صورت باورناپذیری پیش بینی های او را تایید کردند.

گالیوم اولین عنصری بود که کشف شد، مندلیف اسم این عنصر را آکا-آلومینیوم گذاشته بود. زیرا در جدول پس از آلومینیوم قرار داشت. اسکاندیم و ژرمانیوم عناصر بعدی بودند که کشف شدند و به اثبات پیش بینی مندلیف کمک کردند.

آخرین دستاورد کار مندلیف به وضوح غیرمنتظره بود. کشف گازهای نجیب در سال 1890 توسط ویلیام رمزی به نظر می رسید که با کار مندلیف در تناقض باشد اما رمزی پس از مدتی دریافت که کشف او نه تنها ناقض کار مندلیف نیست بلکه به اعتبار آن می افزاید. با این کشف گروه دیگری به جدول مندلیف تحت عنوان گازهای نجیب اضافه شد و جدول دارای 8 ستون یا گروه از مواد شد.

 

تکامل جدول مندلیف

امروزه با کشف عناصر مختلف شکل جدول تناوبی با آنچه که مندلیف ارائه داد متفاوت است، اما پایه و اساس کار همان است. جدول امروزی دارای 18 گروه است که 10 گروه (3 تا 12) تحت عنوان فلزات واسطه شناخته می شوند.

انرژی رادیواکتیویته برای اولین بار سال 1886 توسط بکرل کشف شد و در ادامه تحقیقات زیادی توسط ماری و پیر کوری، تامسون، رادرفورد و سایر محققان انجام شد. این تحقیقات منجر به کشف عناصر و ذرات بسیار مهمی همچون الکترون، پروتون و نوترون گردید. در خلال تحقیقات مفصل عناصر واسطه کشف و در جدول قرار گرفتند.

در سال 1945 گلن سیبرگ لانتانیدها و آکتینیدها را کشف کرد، که در زیر جدول تناوبی قرار می گیرند.

 

جدول تناوبی

 

در مقاله حاضر سعی شد که تاریخچه جدول تناوبی به صورت کامل بررسی و شرح داده شود، همواره آگاهی از پیشینه قضایا و  توجه به آنها درک بهتری از واقعیت موجود با ما خواهد داد.

منابع

 

Water Treatment Solutions. (n.d.). Retrieved from https://www.lenntech.com/periodic/history/history-periodic-table.htm

Development of the periodic table. (n.d.). Retrieved February 5, 2019, from http://www.rsc.org/periodic-table/history/about

Lorch, M., & Lorch, M. (2019, January 02). The periodic tables we almost had. Retrieved February 5, 2019, from https://qz.com/1513175/the-fascinating-design-history-of-the-periodic-table-of-elements/

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *