عنصر كيميائي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

العنصر الكيميائي أي مادة كيميائية خالصة متكونة من ذرة وحيدة فريدة في نوعها، يميزها العدد الذري وهو عدد بروتونات نواة الذرة. يندرج كل عناصر تحت تصنيف: فلز أو شبه فلز أو لافلز. وتنظم العناصر في الجدول الدوري.


   
عنصر كيميائي
منذ آلاف السنين والعلماء في بحث جاد عن اكتشاف العناصر الكيميائية
   
عنصر كيميائي
   
عنصر كيميائي
العنصر هو لب المادة
   
عنصر كيميائي

.

وسواء كانت تلك المادة قليلة أو كثيرة، وأطلق على كل عنصر اسم (ورمز) يعرف به ويتميز بخاصية خاصة به. وتم اكتشاف معظم العناصر ، فمنها يتكون كل مافي الوجود من نجوم وومجرات وكواكب وأرض وجبال، ونبات، حيوان، وإنسان. ومنها ماهو مستقر ثابت لا يتغير ومنها ماهو غير مستقر، بل يتحول من عنصر إلى آخر بسبب نشاطه الإشعاعي.

أمثلة من العناصر : الهيدروجين، والهيليوم، والكربون، والأكسجين، والنتروجين، والفوسفور، والكلور واليورانيوم ، نحو 118 عنصر (ونقول نحو 118 عنصر لأن الفيزيائيون يصنعون الجديد منها بين الحين والآخر بواسطة معجلات الجسيمات).

طبقا لنظرية الانفجار العظيم بدأ الكون بغازي الهيدروجين والهيليوم، وتجمعت تلك الغازات في تجمعات كثيرة فشكلت نجوما وتجمعات نجوم في مجرات. ارتفعت درجة حرارة النجوم الابتدائية منذ نحو 13 مليار سنة فيجري في باطنها تفاعلات نووية واندماجات نووية.

يؤدي الاندماج النووي إلى التحام نوايا عنصري الهيدروجين والهيليوم الخفيفين، فتكون منهما عناصرا أخرى كتلتها أكبر. فبينما تبلغ كتلة الهيدروجين 1 وحدة ذرية والهيليوم 4 وحدات ذرية، تنشأ بتلاحمها المتتالي في النجوم والشمس العناصر الأخرى "وتطبخ" ، فيتكوّن الكربون (12 وحدة ذرية) والأكسجين (16 وحدة ذرية)، والصوديوم (23 وحدة ذرية)، وهكذا حتى اليورانيوم (238 وحدة نووية).

لا توجد في الطبيعة عناصر أثقل من اليورانيوم (عدده الذري 92، وكتلته الذرية 238 وحدة ذرية) بسبب عدم استقراره، فهو يتحلل بالإشعاع وينشأ منه بعد ذلك الرصاص وهو عنصر مستقر لا ينقسم ولا يشع [العدد الذري يعادل عدد البروتونات في النواة، والكتلة النوية تعادل عدد البروتونات والنيوترونات فيها].

ولكن استطاع الفزيائيون تركيب عناصرا أثقل من اليورانيوم بواسطة تسليط النيوترونات عليها فتمتصها ويتكون منها عناصر أثقل من 238 وحدة ذرية، مثل البلوتونيوم والأمريكيوم والأينشتاينيوم ولكنها لا تبقى على حالها فسرعان ما تتحلل إلى عناصر أخف منها فتكون مستقرة.

في القِدم[عدل]

تتكون النواة الذرية من بروتونات (أحمر) ونيوترونات (أزرق). يحدد عدد البروتونات نوع العنصر. ويحدد عدد البروتونات والنيوترونات الكتلة الذرية وعما إذا كانت النواة مستقرة أم غير مستقرة (أي مشعة).
  • عرف روبرت بويل في 1661، أن هناك أكثر من مجرد أربعة عناصر.
  • عرفت بعد ذلك عناصر أخرى وأعطيت في 1789 تسمية "عناصر الكيمياء" أنطوان لافوازييه، الذي يحتوي على ثلاثة وثلاثون عنصرا،
  • وفي عام 1818، عرفة "[يونس ياكوب برتسيليوس]" الأوزان الذرية لخمسة وأربعين عنصر، * وعرف "ديمتري منديلييف مع مطلع القرن العشرين أن العنصر هو مادة نقية لا يمكن أن تكون متحللة في أي مادة. بعبارة أخرى، العنصر لا يمكن أن يتحول إلى عنصر آخر بواسطة تفاعلات كيميائية (ملحوظة: يمكن تحول عنصر إلى عنصر آخر فقط بالتفاعل النووي، وهي تفاعلات فيزيائية وليست كيميائية.)
  • وعرف اكتشاف الكيميائي هنري موزلي في عام 1913 أن الأساس في تعريف العنصر المادي هو العدد الذري لذرة، عندما أصبح متفهما بأن الوزن الذري هو مجموع كتل البروتونات والنيوترونات المتمركزة في نواة الذرة. أدت تلك المعلومات في النهاية إلى التعريف الحالي للعنصر،
   
عنصر كيميائي
استناداً إلى العدد الذري (عدد البروتونات في نواة الذرة). استخدام الأرقام الذرية، بدلاً من الأوزان الذرية، للتمييز بين العناصر،
   
عنصر كيميائي
  • حاليا تعرف IUPAC العنصر، إذا بقي لنظير مشع مدة أطول من10−14 ثانية بحيث تستطيع خلالها النواة تشكيل سحابة إلكترونية.
  • قبل عام 1914، كانت تعرف العناصر اثنين وسبعين، فقط.
  • اكتشف العنصر 101 ثم سمي مندليفيوم تكريما للكيميائي منديلييف. وهو أول من قام بترتيب العناصر بطريقة دورية في الجدول الدوري بحسب خواصها الكيميائية.
  • في الآونة الأخيرة، وذكر التقرير التوليفي للعنصر 118 (عدد البروتونات في النواة) في تشرين الأول/أكتوبر 2006 م.
  • وذكر التقرير التوليفي لعنصر 117 (عدد البروتونات في النواة الذرية) في نيسان/أبريل 2010 م.
(ملحوظة: ينما يحدد العدد الذري (عدد البروتونات) نوع العنصر، يحد مجموع البروتونات والنيوترونات الكتلة الذرية. في العادة يساوي عدد النيوترونات عدد البروتونات في النواة الذرية، ولكن في العناصر الثقيلة يزداد عدد النيوترونات عن عدد البروتونات).

مراحل التعرف على العناصر المختلفة[عدل]

  • قبل القرن الماضي، وفي مختلف الثقافات والعصور القديمة، كانت هناك عشر مواد مألوفة من العناصر الكيميائية وهي :

الكربون، النحاس والذهب، الحديد، الرصاص، الزئبق، والفضة ،الكبريت، القصدير، والزنك.

  • ثلاث مواد إضافية أيضا كعناصر وهي :

الزرنيخ، الأنتيمون والبزموت.

  • وعرفت معظم ما تبقى من العناصر الموجودة في الطبيعية

قبل عام 1900، بما في ذلك:

  • ثم عرفت معظم العناصر النادرة ، مثل :

سيريوم لانثانوم، غادولينيوم ونيوديميوم،

  • ثم اكتشف العنصر المشع البولونيوم (العددالذري 84) واليورانيوم (العدد الذري 92).
  • ثم اكتشاف العنصر 'كوبيرنيسيوم' رقم 112 في عام 2009، والرمز الذري 'Cn' له.
  • ثم العنصرالأثقل الذي يعتقد أنه قد تم تركيبه حتى الآن العنصر 118، أونونوكتيوم، يوم 9 أكتوبر 2006، في مختبرات فليروف تفاعلات نووية في دوبنا، روسيا.
  • ثم العنصر رقم 117 عنصرا آخر ادعى إلى أن اكتشف، في عام 2009،وقامت منظمةIUPAC بالاعتراف رسميا بالعنصر أونونكواديوم وأونونهيكسيوم، والعناصرالتالية العنصر رفم 114 و 116، في حزيران/يونيو

2011.

الجدول الدوري[عدل]

ان هذا الجدول الذي نراه اليوم لا يختلف كثيرا عن الجدول الدوري الذي قام ببنائه ديمتري ماندليف عام 1869 والذي كان يحوي آنذاك على 63 عنصرا فقط دون أن يعلم شيئا عن مبنى الذرة وما تحويه من جسيمات. ذلك الجدول الذي لخص المعلومات المتوفرة آنذاك عن الخصائص الكيميائية للعناصر، مثل التكافؤ والعناصر النبيلة.

وقد كان ماندليف يمارس لعبة الورق "السوليتير" في سفراته الطويلة مما اوحى له ان يكرس لكل عنصر بطاقة تحوي اسمه وصفاته. وبذا فقد جمع 63 بطاقة بعدد العناصر المعروفة في ذلك الوقت. وحاول ترتيبها بشتى الطرق إلا أنه لم ينجح في ذلك سوى في شهر شباط من عام 1869، حيث رتب العناصر حسب أوزانها الذرية بحيث كوّن جدولا من أعمدة وأسطر. في الأعمدة تتواجد العناصر ذات الصفات المتشابهة من وجهة التكافؤ وهي تكون ما يدعى بالعائلات. أما في الأسطر فالعناصر مرتبة بحيث تتدرج أوزانها تدريجيا.

كيف نجح ماندليف في مهمته في حين فشل اخرون؟ ولماذا ارتبط الجدول الدوري باسمه وليس باسم لوثر ماير ألمانيا الذي نشر جدولا مشابها في نفس الفترة؟؟ ان السبب في ذلك يعود أساسا إلى نجاح ماندليف في التنبؤ بوجود عناصر لم تكن معروفة آنذاك. لذا فقد أبقى عددا من الخانات فارغة في جدوله مع تحديد صفاتها. أولى توقعاته تحققت حينما تم اكتشاف الغاليوم عام 1875. الخطأ الوحيد الذي وقع فيه ماندليف هو ترتيب العناصر حسب أوزانها الذرية (الكتلة الذرية) وليس حسب أعدادها الذرية (عدد البروتونات). ولحسن حظه فإنه في معظم الحالات تزيد الأوزان الذرية بزيادة الأعداد الذرية.

التصميم

الجدول الدوري للعناصر

قائمة بأسماء العناصر المعروفة الآن والبالغ عددها ‹118›[عدل]

قائمة العناصر
العدد الذري
الاسم الرمز المجموعة الدورة التجمع الحالة الاكتشاف الوصف
1 الهيدروجين H 1 1 s غاز طبيعي لا فلز
2 الهيليوم He 18 1 s غاز طبيعي غاز نبيل
3 الليثيوم Li 1 2 s صلب طبيعي فلز قلوي
4 البريليوم Be 2 2 s صلب طبيعي فلز قلوي
5 البورون B 13 2 p صلب طبيعي شبه فلز
6 الكربون C 14 2 p صلب طبيعي لا فلز
7 النيتروجين N 15 2 p غاز طبيعي لا فلز
8 الأوكسجين O 16 2 p غاز طبيعي لا فلز
9 الفلور F 17 2 p غاز طبيعي هالوجيني
10 النيون Ne 18 2 p غاز طبيعي غاز نبيل
11 الصوديوم Na 1 3 s صلب طبيعي فلز قلوي
12 الماجنيسيوم Mg 2 3 s صلب طبيعي فلز قلوي
13 االألمينيوم Al 13 3 p صلب طبيعي فلز
14 السيليكون Si 14 3 p صلب طبيعي شبه فلز
15 الفوسفور P 15 3 p صلب طبيعي لا فلز
16 الكبريت S 16 3 p صلب طبيعي لا فلز
17 الكلور Cl 17 3 p غاز طبيعي هالوجيني
18 أرغون Ar 18 3 p غاز طبيعي غاز نبيل
19 البوتاسيوم K 1 4 s صلب طبيعي فلز قلوي
20 الكالسيوم Ca 2 4 s صلب طبيعي فلز قلوي
21 السكانديوم Sc 3 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
22 التيتانيوم Ti 4 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
23 الفانديوم V 5 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
24 الكروم Cr 6 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
25 الماجنيسيوم Mn 7 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
26 الحديد Fe 8 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
27 الكوبالت Co 9 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
28 النيكل Ni 10 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
29 النحاس Cu 11 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
30 الزنك Zn 12 4 d صلب طبيعي فلز انتقالي
31 الجاليوم Ga 13 4 p صلب طبيعي فلز
32 جيرمانيوم Ge 14 4 p صلب طبيعي شبه فلز
33 زرنيخ As 15 4 p صلب طبيعي شبه فلز
34 سيلينيوم Se 16 4 p صلب طبيعي لا فلز
35 البروم Br 17 4 p سائل طبيعي هالوجيني
36 الكريبتون Kr 18 4 p غاز طبيعي غاز نبيل
37 الروبيديوم Rb 1 5 s صلب طبيعي فلز قلوي
38 السترونيوم Sr 2 5 s صلب طبيعي فلز قلوي
39 الايتريوم Y 3 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
40 الزيركينيوم Zr 4 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
41 النيوبيوم Nb 5 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
42 الموليبدينيوم Mo 6 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
43 التيكنيتيوم Tc 7 5 d صلب عابر / وقتي فلز انتقالي
44 الروثينيوم Ru 8 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
45 الروديوم Rh 9 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
46 الباليديوم Pd 10 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
47 الفضة Ag 11 5 d Solid طبيعي فلز انتقالي
48 الكادينيوم Cd 12 5 d صلب طبيعي فلز انتقالي
49 الإنديوم In 13 5 p صلب طبيعي فلز
50 Tin Sn 14 5 p صلب طبيعي فلز
51 الأنتيموني Sb 15 5 p صلب طبيعي شبه فلز
52 التيلورنيوم Te 16 5 p صلب طبيعي شبه فلز
53 الأيودين I 17 5 p صلب طبيعي هالوجيني
54 زينون Xe 18 5 p غاز طبيعي غاز نبيل
55 سيزيوم Cs 1 6 s صلب طبيعي فلز قلوي
56 باريوم Ba 2 6 s صلب طبيعي فلز قلوي
57 لانثيوم La 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
58 سيريوم Ce 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
59 براسيديوميوم Pr 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
60 نيوديميوم Nd 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
61 بروميثيوم Pm 3 6 f صلب عابر / وقتي Lanthanide
62 الساميريوم Sm 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
63 يوروبيوم Eu 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
64 جادولينيوم Gd 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
65 تيربيوم Tb 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
66 ديسبريسيوم Dy 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
67 هولميوم Ho 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
68 ايربيوم Er 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
69 ثوليوم Tm 3 6 f صلب طبيعي Lanthanide
70 Ytterbium Yb 3 6 f Solid Primordial Lanthanide
71 Lutetium Lu 3 6 d Solid Primordial Lanthanide
72 Hafnium Hf 4 6 d Solid Primordial Transition metal
73 Tantalum Ta 5 6 d Solid Primordial Transition metal
74 Tungsten W 6 6 d Solid Primordial Transition metal
75 Rhenium Re 7 6 d Solid Primordial Transition metal
76 Osmium Os 8 6 d Solid Primordial Transition metal
77 Iridium Ir 9 6 d Solid Primordial Transition metal
78 Platinum Pt 10 6 d Solid Primordial Transition metal
79 Gold Au 11 6 d Solid Primordial Transition metal
80 Mercury Hg 12 6 d Liquid Primordial Transition metal
81 Thallium Tl 13 6 p Solid Primordial Metal
82 Lead Pb 14 6 p Solid Primordial Metal
83 Bismuth Bi 15 6 p Solid Primordial Metal
84 Polonium Po 16 6 p Solid Transient Metalloid
85 Astatine At 17 6 p Solid Transient Halogen
86 Radon Rn 18 6 p Gas Transient Noble gas
87 Francium Fr 1 7 s Solid Transient Alkali metal
88 Radium Ra 2 7 s Solid Transient Alkaline earth metal
89 Actinium Ac 3 7 f Solid Transient Actinide
90 Thorium Th 3 7 f Solid Primordial Actinide
91 Protactinium Pa 3 7 f Solid Transient Actinide
92 Uranium U 3 7 f Solid Primordial Actinide
93 Neptunium Np 3 7 f Solid Transient Actinide
94 Plutonium Pu 3 7 f Solid Primordial Actinide
95 Americium Am 3 7 f Solid Synthetic Actinide
96 Curium Cm 3 7 f Solid Synthetic Actinide
97 Berkelium Bk 3 7 f Solid Synthetic Actinide
98 Californium Cf 3 7 f Solid Synthetic Actinide
99 Einsteinium Es 3 7 f Solid Synthetic Actinide
100 Fermium Fm 3 7 f Solid Synthetic Actinide
101 Mendelevium Md 3 7 f Solid Synthetic Actinide
102 Nobelium No 3 7 f Solid Synthetic Actinide
103 Lawrencium Lr 3 7 d Solid Synthetic Actinide
104 Rutherfordium Rf 4 7 d Synthetic Transition metal
105 Dubnium Db 5 7 d Synthetic Transition metal
106 Seaborgium Sg 6 7 d Synthetic Transition metal
107 Bohrium Bh 7 7 d Synthetic Transition metal
108 Hassium Hs 8 7 d Synthetic Transition metal
109 Meitnerium Mt 9 7 d Synthetic
110 Darmstadtium Ds 10 7 d Synthetic
111 Roentgenium Rg 11 7 d Synthetic
112 Copernicium Cn 12 7 d Synthetic Transition metal
113 (Ununtrium) Uut 13 7 p Synthetic
114 (Ununquadium) Uuq 14 7 p Synthetic
115 (Ununpentium) Uup 15 7 p Synthetic
116 (Ununhexium) Uuh 16 7 p Synthetic
117 (Ununseptium) Uus 17 7 p Synthetic
118 (Ununoctium) Uuo 18 7 p Synthetic

المركبات[عدل]

تتحد العناصر مع بعضها البعض ويتكون منها مركبات. فمثلا يتكون ثاني أكسيد الكربون من عنصري الكربون والأكسجين بنسبة 1 ذرة كربون متحدة مع 2 ذرة أكسجين. كما يتكون جزيء ملح الطعام من ذرة من عنصر الصوديوم متحدة مع ذرة من عنصر الكلور.

كما يمكن لذرات العناصر الاتحاد مع بعضها البعض، ونجد ذلك على الأخص في الغازات حيث يتكون جزيء الهيدروجين من ذرتي هيدروجين، وجزيء الأكسجين من ذرتي أكسجين، والنيتروجين من ذرتي النيتروجين.كما يمكن لذرات الفلزات والمعادن الاتحاد مع بعضها البعض وترابط وهذا مانجدة في الحديد النقي، والفضة النقية، أو سبيكة الذهب والفضة.

أما الغازات النبيلة مثل الهيليوم والنيون والكريبتون فلا تتحد مع عناصر أخرى ولا تتحد مع نفسها، فهي توجد كذرات منفردة حرة طليقة.

انظر أيضاً[عدل]

المراجع[عدل]