الگوها و روند ها در رفتار مواد و عناصر

شیمی دان ها با مشاهدۀ مواد و انجام آزمایش های گوناگون، آنها را دقیق بررسی می کنند. هدف همۀ این بررسی ها، یافتن اطلاعات بیشتر و دقیق تر دربارۀ ویژگی ها و خواص مواد است. اما برقراری ارتباط میان این داده ها و اطلاعات، همچنین یافتن الگوها و روندها گامی مهمتر و مؤثرتر در پیشرفت علم به شمار می آید زیرا بر اساس این روندها، الگوها و روابط می توان به رمز و راز هستی پی برد. علم شیمی را می توان مطالعۀ هدف دار، منظم و هوشمندانۀ رفتار عنصرها و مواد برای یافتن روندها و الگوهای رفتار فیزیكی و شیمیایی آنها دانست. جدول دوره ای عنصرها، نمایشی بی نظیر از چیدمان عنصرها بوده و همانند یك نقشه راه برای شیمی دانهاست كه به آنها كمک می كند حجم انبوهی از مشاهده ها را سازماندهی و تجزیه و تحلیل كنند تا الگوهای پنهان در رفتار عنصرها را آشکار نمایند.

در شیمی سال دهم آموختید كه عنصرها در جدول دورهای بر اساس بنیادی ترین ویژگی آنها یعنی عدد اتمی (Z)، چیده شده اند. در این جدول، عنصرهایی كه آرایش الکترونی لایۀ ظرفیت اتم آنها مشابه است، در یک گروه جای گرفته اند. این جدول شامل 7 دوره و 18 گروه است. همچنین دریافتید تعیین موقعیت (دوره و گروه) یک عنصر در جدول دوره ای، كمك شایانی به پیشبینی خواص و رفتار آن خواهد كرد. بررسی ها نشان می دهند كه عنصرهای جدول دوره ای را بر اساس رفتار آنها می توان در سه دسته شامل فلز، نافلز و شبه فلز جای داد. با برخی رفتار فلزها آشنا هستید. با بررسی این رفتارها میتوان ضمن دسته بندی عنصرها، به روندها و الگوهای موجود در خواص آنها پی برد.

سه دسته عنصر فلزی و نافلزی و عنصرهای که در برخی خواص به هر دو دسته شبیه هستند دیده می شود.

 بیشتر عنصرهای جدول دوره ای را فلزها تشكیل می دهند كه به طور عمده در سمت چپ و مركز جدول قراردارند. اما نافلزها در سمت راست و بالای جدول چیده شده اند. شبه فلزها همانند مرزی بین فلزها و نافلزها قرار دارند. خواص فیزیكی شبه فلزها بیشتر به فلزها شبیه بوده در حالی كه رفتار شیمیایی آنها همانند نافلزها است. دیدید كه خصلت فلزی در یک دوره از چپ به راست كاهش می یابد و در یك گروه از بالا به پایین افزایش می یابد. این روند در دیگر گروه ها و دوره ها نیز مشاهده می شود. به دیگر سخن خواص فیزیكی و شیمیایی عنصرها به صورت دوره ای تكرار می شود كه به قانون دورهای عنصرها معروف است.

جدول ارائه شده توسط شارل ژانت (Charles janet)

می دانید كه همۀ 118 عنصر جدول دورهای شناسایی و توسط آیوپاک تأیید شده است، به طوری كه هیچ خانه ای در جدول خالی نیست. بنابراین چنین به نظر می رسد كه جست و جو برای كشف عنصرهای طبیعی به پایان رسیده و تنها راه افزایش شمار عنصرها، تهیه و تولید آنها به صورت ساختگی است. شاید شما نیز گزارش هایی دربارۀ ساخت و شناسایی عنصر شمارۀ 120 یا 121 در آزمایشگاه های تحقیقاتی و مدرن شنیده باشید. شناسایی عنصرها با عدد اتمی بیشتر از 118، سبب خواهد شد تا طبقه بندی تازه ای از عنصرها ارائه شود زیرا در جدول دوره ای امروزی، جایی برای آنها پیشبینی نشده است.

شارل ژانت شیمی دان فرانسوی در سال 1927 با کنار هم چیدن عنصرهای شناخته شده در زمان خود، الگویی ارائه کرد كه بر اساس آن می توان عنصرهای با عدد اتمی بزرگتر از 118  را نیز طبقه بندی كرد.