موضوع المقال هو العناصر الكيميائية والتكافؤات، سنأخذكم اليوم في رحلة كيميائية شاملة حول العناصر الكيميائية وما يتعلق بها من مواضيع؛ إذا كنت مهتما بعلم الكيمياء.
فنرجو أن تقوم بحزم نفسك جيدًا من أجل الإقلاع إلى أحد محطات الكيمياء الأساسية والرائعة، راجين أن تستمتع بالرحلة بكل ما فيها، لذا، تابعوا موقع مقال للتعرف على العناصر الكيميائية والتكافؤات.
العناصر الكيميائية
في الكيمياء، يتم وصف العنصر بأنه مادة نقية لا يمكن تفكيكها بواسطة وسائل كيميائية.
تتكون العناصر من ذرات تحتوي على عدد متساو من البروتونات في نواة الذرة، وعدد البروتونات في النواة هو سمة مميزة للعنصر.
ويشار إليه بالرقم الذري؛ وتشكل العناصر الكيميائية كل المادة الباريونية في الكون، وتم تحديد 118 عنصرا بشكل عام.
توجد 94 منها بشكل طبيعي على الأرض، أما الـ 24 الباقية، فهي عناصر اصطناعية تنتج في تفاعلات نووية.
باستثناء النويدات المشعة غير المستقرة التي تتحلل بسرعة، يتوفر معظم العناصر صناعيا بكميات مختلفة.
عند دمج العناصر المختلفة، قد يحدث تفاعل كيميائي وتتشكل مركبات نتيجة للروابط الكيميائية التي تربط الذرات المكونة معا.
تم العثور على عدد قليل فقط من العناصر غير المترابطة كعناصر أصلية نقية نسبيا، وتظهر معظم العناصر الطبيعية الأخرى على شكل مركبات أو مزيجات.
على سبيل المثال، الهواء الجوي يتكون في الأساس من مزيج من عناصر النيتروجين والأكسجين والأرجون.
تنسب الكثير من فهم العناصر الحديثة إلى ديمتري مندليف، الكيميائي الروسي، الذي أصدر أول جدول دوري معروف به في عام 1869م.
يلخص هذا الجدول خصائص العناصر الكيميائية وينظمها من خلال زيادة العدد الذري في الصفوف (الفترات).
حيث تتشابه الأعمدة (المجموعات) في الخصائص الفيزيائية والكيميائية المتكررة (الدورة).
يسمح أيضا باستخدام الجدول الدوري للعناصر الكيميائية من قبل الكيميائيين لاستنتاج العلاقات بين العناصر المختلفة وتوقع سلوك العناصر الجديدة نظريا.
ومع ذلك، فإن العناصر غير المكتشفة تمثل مجالا مستمرا للدراسة العلمية واكتشاف وتجميع عناصر جديدة.
تابع أيضًا: العدد الذري والكتلي للعناصر الكيميائية
العدد الذري
يشير العدد الذري إلى عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة، وهو مفهوم مهم في الكيمياء وميكانيكا الكم.
إن مكان العنصر في الجدول الدوري يعكس هذا المفهوم، عندما تكون الذرة محايدة كهربيا بشكل عام.
سيكون العدد الذري مساويا لعدد الإلكترونات في الذرة، والتي يمكن العثور عليها حول النواة.
تحدد هذه الإلكترونات سلوك الذرة الكيميائي بشكل أساسي، وتعرف الذرات التي تحمل شحنات كهربائية بأنها أيونات.
كما تحتوي الأيونات إما على عدد أكبر من الإلكترونات (ذات شحنة سالبة) أو عدد أقل (ذات شحنة موجبة) من العدد الذري.
السالبة الكهربائية وفقًا لبولينج
تقيس الشحنة السالبة ميل الذرة لجذب الإلكترونات في اتجاهها أثناء الترابط الكيميائي مع ذرة أخرى.
مقياس بولينج هو أسلوب يستخدم على نطاق واسع لترتيب العناصر الكيميائية وفقا لشحنتها الكهربائية السالبة. قام لينوس بولينج، الحائز على جائزة نوبل، بتطوير هذا المقياس في عام 1932م.
على عكس القيم الكهربائية الإيجابية، لا يتم حساب القيم الكهربائية السالبة بواسطة صيغ رياضية أو قياس، بل يعتبر ذلك نطاقا عمليا.
أعطى بولينج أعلى عنصر ذو قيمة سالبة كهربائية، الفلور، قيمة 4.0، وأدنى عنصر بسلبية كهربائية ممكنة هو الفرانسيوم.
كما تم منح قيمة 0.7، ويتم منح قيمة لجميع العناصر الأخرى بين هاتين القيمتين.
نقطة الانصهار
تعني أيضا نقطة الانصهار لعنصر أو مركب درجات الحرارة التي يكون فيها الشكل الصلب للعنصر أو المركب.
كما هو الحال في الاستقرار مع الحالة السائلة، نفترض عادة أن ضغط الهواء يساوي واحد جو.
على سبيل المثال: درجة انصهار الماء هي 0 درجة مئوية، أو 273 كلفن.
نقطة الغليان
كنقطة غليان تعني درجة حرارة التي يتحول فيها الشكل السائل للعنصر أو المركب إلى الشكل الغازي، وعادة ما نفترض أن ضغط الهواء هو 1 جو.
على سبيل المثال: درجة غليان الماء هي 100 درجة مئوية، أو 373 كلفن، وعندما يحدث غليان الماء، يتكون ضغط بخار العنصر أو المركب الواحد 1 جو.
تابع أيضًا: قوانين الفيزياء بالرموز
النظائر
علاوة على ذلك، العدد الذري لا يحدد عدد النيوترونات في نواة الذرة؛ وبالتالي، يمكن أن يختلف عدد النيوترونات داخل الذرة.
أيضا ثم قد تختلف الذرات التي لها نفس العدد الذري في الكتلة الذرية، وتسمى ذرات نفس العنصر التي تختلف في الكتلة الذرية بالنظائر.
بالإضافة إلى ذلك، عندما يتعلق الأمر بالذرات الأثقل التي لديها عدد ذري أعلى، قد يتجاوز عدد النيوترونات في النواة عدد البروتونات فيها.
غالبا ما توجد نظائر نفس العنصر في الطبيعة بالتناوب أو في مزيجات.
مثال
الكلور يحتوي على 17 ذرة، وهذا يعني أساسا أن جميع ذرات الكلور تحتوي على 17 بروتونا في نواتها.
هناك نوعان من النظائر، حيث تحتوي ثلاثة أرباع ذرات الكلور التي توجد في الطبيعة على 18 نيوترون، وتحتوي الربع الآخر على 20 نيوترون.
ومجموع الأعداد النووية لهذه النظائر هو 17 + 18 = 35 و17 + 20 = 37، وتم تمثيل النظائر كالتالي: 35Cl و37Cl.
عند ملاحظة النظائر بهذه الطريقة، لا يلزم ذكر عدد البروتونات والنيوترونات بشكل منفصل.
وأيضا، بسبب تعيين رمز الكلور في المخطط الدوري (Cl) في المركز السابع عشر، يشير هذا إلى عدد البروتونات بالفعل.
باستخدام رقم الكتلة، يمكن للشخص أن يحسب عدد النيوترونات بسهولة، وهناك عدد كبير من النظائر غير المستقرة.
سوف يتفكك أيضا خلال عمليات التحلل الإشعاعي.
لا يفوتك قراءة: معلومات عن تكافؤ العناصر
التكافؤ
كما هو الحال في الكيمياء، يعتبر تكافؤ العنصر مقياسا لقوته عند تفاعله مع الذرات الأخرى.
وبالتالي، عند تكوين مركبات كيميائية أو جزيئات، هنا توجد التكافؤات المختلفة للعناصر الكيميائية:
- الهيدروجين: عدد ذري: 1 وتكافؤ: 1
- الهيليوم أيضا: العدد الذري: 2 والتكافؤ: 0
- الليثيوم: العدد الذري: 3 والتكافؤ: 1
- البيريليوم: العدد الذري: 4 والتكافؤ: 2
- البورون: العدد الذري: 5 والتكافؤ: 3
- بالإضافة إلى الكربون: العدد الذري: 6 والتكافؤ: 4.2
- النيتروجين: العدد الذري: 7 والتكافؤ: 5,3
- الأكسجين: العدد الذري: 8 والتكافؤ: 2
- الفلور: العدد الذري: 9 والتكافؤ: 1
- النيون: العدد الذري: 10 والتكافؤ: 0
- أيضا، الصوديوم: عدده الذري 11 وعدد طبقات التكافؤ 1
- المغنيسيوم: العدد الذري: 12 والتكافؤ: 2
- الألمنيوم: العدد الذري: 13 والتكافؤ: 3
- السيليكون: العدد الذري:14 & التكافؤ: 4
- الفسفور: العدد الذري: 15 والتكافؤ: 5،3
- الكبريت: العدد الذري: 16 والتكافؤ: 6، 4، 2
- الكلور: العدد الذري: 17 والتكافؤ: 7، 5، 3، 1
- الأرجون: العدد الذري: 18 والتكافؤ: 0
- البوتاسيوم: العدد الذري: 19 والتكافؤ: 1
- كما أن الكالسيوم له العدد الذري: 20 والتكافؤ: 5,3
- السكانديوم: العدد الذري: 21 والتكافؤ: 3
- التيتانيوم: العدد الذري: 22 والتكافؤ: 4، 3
تكافؤات أخرى
- الفناديوم له العدد الذري 23 والتكافؤ 5 و 4 و 3 و 2
- الكروم: عدده الذري: 24 والتكافؤ: 6، 3، 2، 0
- المنجنيز: العدد الذري: 25 & التكافؤ: 7، 6، 4، 3، 2
- الحديد: العدد الذري: 26 والتكافؤ: 3، 2، 0
- الكوبالت أيضا: العدد الذري: 27 والتكافؤ: 3، 2
- النيكل: العدد الذري: 28 والتكافؤ: 3، 2، 0
- النحاس: عدد ذري: 29 والتكافؤ: 2، 1
- الزنك: العدد الذري: 30 والتكافؤ: 2
- الجاليوم: العدد الذري: 31 والتكافؤ: 3، 2
- الجيرمانيوم: العدد الذري: 32 والتكافؤ: 4
- الزرنيخ: العدد الذري: 33 والتكافؤ: 5،3
- السيلينيوم: عدده الذري 34 وعدد طبقات التكافؤ 6، 4، 2
- البروم: عدده الذري: 35 والتكافؤ: 7، 5، 3، 1
- الكربون: عدد ذري: 36 والتكافؤ: 0
- الروبيديوم: العدد الذري: 37 والتكافؤ: 1
- السترانشيوم: العدد الذري: 38 والتكافؤ: 2
- بالإضافة إلى ذلك، الإيثيريوم: العدد الذري: 39 والتكافؤ: 3
- الزركونيوم: العدد الذري: 40 والتكافؤ: 4
- النيوبيوم: العدد الذري: 41 والتكافؤ: 3، 5
- الموليبدينيوم: العدد الذري: 42 والتكافؤ: 0، 2، 3، 4، 5، 6
- وكذلك التكنيتيوم: العدد الذري: 43 والتكافؤ: 2، 3، 4، 6، 7
- الروثينيوم: عدد ذري 44 والتكافؤ: 0، 3، 4، 6، 8
- الروديوم: العدد الذري: 45 والتكافؤ: 3, 4
- البلاديوم: عدده الذري: 46 وعدد ذراته: 0، 2، 4
- الفضة: العدد الذري: 47 والتكافؤ: 1
- الكادميوم: عدد ذري: 48 وتكافؤ: 2
- الإنديوم: العدد الذري: 49 والتكافؤ: 1، 3
تكافؤات متنوعة
- القصدير: العدد الذري: 50 والتكافؤ: 2، 4
- الأنتيمون: العدد الذري: 51 والتكافؤ: 3، 5
- التيلوريم: العدد الذري: 52 والتكافؤ: 2، 4، 6
- اليود: عدده الذري 53 وعدد طبقات التكافؤ 1، 3، 5، 7
- الزينون: العدد الذري: 54 والتكافؤ: 0
- السيزيوم: عدد ذري: 55 والتكافؤ: 1
- الباريوم: عدد ذري: 56 والتكافؤ: 2
- اللانثانوم: العدد الذري: 57 والتكافؤ: 3
- السيريوم: العدد الذري: 58 والتكافؤ: 3, 4
- البراسيوديميوم: عدده الذري 59 وعدد طبقات التكافؤ 3
- النيوديوم: عدد ذري: 60 وتكافؤ: 3
- البروميثيوم: العدد الذري: 61 والتكافؤ: 3
- الساماريوم: العدد الذري: 62 والتكافؤ: 2، 3
مجموعة مختلفة من التكافؤات
- اليوروبيوم: العدد الذري: 63 والتكافؤ: 2، 3
- الجادولينيوم: عدده الذري: 64 والتكافؤ: 3
- التريبيوم: عدد ذري: 65 وتكافؤ: 3
- الديسبروسيوم: العدد الذري: 66 والتكافؤ: 3
- الهولميوم: عدد ذري: 67 وتكافؤ: 3
- الإبريوم: عدد ذري: 68 والتكافؤ: 3
- الثوليوم: العدد الذري: 69 والتكافؤ: 2, 3
- الإيتربيوم: عدده الذري 70 وعدد طبقات التكافؤ 2، 3
- لوتيتيوم: العدد الذري: 71 والتكافؤ: 3
- الهافنيوم: العدد الذري: 72 والتكافؤ: 4
- التنتالوم: عدده الذري: 73 والتكافؤ: 3، 5
- التنجستين له العدد الذري 74 والتكافؤ 0 و 2 و 4 و 5 و 6
- الرينيوم: عدده الذري 75 وعدد طبقات التكافؤ 1، 4، 7
- الأوزميوم: العدد الذري: 76 والتكافؤ: 0، 2، 3، 4، 6، 8
- الإريديوم: العدد الذري: 77 والتكافؤ: 3، 4
- البلاتين: عدده الذري 78 وعدد طبقات التكافؤ 0، 2، 4
- الذهب: عدد ذري: 79 والتكافؤ: 1، 3
- الزئبق: عدد ذري: 80 وتكافؤ: 1، 2
- الثاليوم: العدد الذري: 81 والتكافؤ: 1, 3
- الرصاص: عدد ذري: 82 وتكافؤ: 2، 4
- البزموث: العدد الذري: 83 والتكافؤ: 3، 5
- البولونيوم: العدد الذري: 84 & التكافؤ: 2، 3، 4
- الأستاتين: العدد الذري: 85 والتكافؤ: 1، 3، 5، 7
- الرادون: العدد الذري: 86 والتكافؤ: 0
- الفرنسيوم: عدد ذري: 87 وتكافؤ: 1
- الراديوم: عدد ذري: 88 والتكافؤ: 2
- الاكتينيوم: العدد الذري: 89 والتكافؤ: 3
- الثوريوم: عدد ذري: 90 والتكافؤ: 4
- البروتكتينيوم: العدد الذري: 91 & التكافؤ: 4، 5
- اليورانيوم: العدد الذري: 92 والتكافؤ: 3، 4، 5، 6
- النبتونيوم: عدد ذري 93 والتكافؤ: 2، 3، 4، 5، 6
- البلوتونيوم: العدد الذري: 94 والتكافؤ: 2، 3، 4، 5، 6
- الأمريكيوم: عدد ذري 95 والتكافؤ: 2، 3، 4، 5، 6
مجموعة أخرى من التكافؤات
- الكوريوم: عدده الذري 96 وعدد طبقات التكافؤ 2، 3، 4
- البركليوم: العدد الذري: 97 والتكافؤ: 2، 3، 4
- الكاليفورنيوم: العدد الذري: 98 والتكافؤ: 2، 3، 4
- الأينشتينيوم: العدد الذري: 99 والتكافؤ: 2، 3
- الفرميوم: عدده الذري: 100 والتكافؤ: 2، 3
- المندليفيوم: العدد الذري: 101 والتكافؤ: 2، 3
- النوبليوم: العدد الذري: 102 والتكافؤ: 2، 3
- اللورنسيوم: العدد الذري: 103 والتكافؤ: 3
اخترنا لك: بحث عن الاكسدة والاختزال في التفاعلات الكيميائية
في نهاية العناصر الكيميائية والتكافؤات، بدأ تاريخ اكتشاف العناصر واستخدامها مع المجتمعات البشرية البدائية التي اكتشفت المعادن الأصلية، مثل الكربون والكبريت والنحاس والذهب، (بالرغم من أن مفهوم العنصر الكيميائي لم يتم فهمه بعد).
