مدونة الكترونية من إعداد الطالبات: رغدة أيمن& ريناد سعيد & سارة عوض & ملاذ سمير
الجمعة، 11 أبريل 2014
السبت، 29 مارس 2014
الجدول الذري
الجدول الذري
للعناصر الكيميائية, والذي يعرف أيضا بـ (جدول مندلييف، الجدول الدوري للعناصر، أو فقط الجدول الدوري) وهو عرض جدولي للعناصر الكيميائية المعروفة. على الرغم من وجود جداول سبقت جدول مندلييف إلا أن بناء هذا الجدول يعزى بشكل عام إلى الكيميائي الروسي ديمتري مندليف, حيث قام في عام 1869 بترتيب العناصر بالاعتماد على السلوك (الدوري) للخصائص الكيميائية للعناصر، ثم قام هنري موزلي عام 1911 بإعادة ترتيب العناصر بحسب العدد الذري، أي عدد الإلكترونات الموجودة بكل عنصر. ومع مرور الوقت تم تعديل مخطط الجدول مرات عديدة، حيث أضيفت عناصر جديدة مكتشفة، كما أضيفت نماذج نظرية طورت لتفسير سلوك العناصر الكيميائية.
أصبح الجدول الدوري في عصرنا هذا معتمداً في جميع المناحي الأكاديمية الكيميائية، موفراً إطاراً مفيداً جداً لتصنيف وتنظيم ومقارنة جميع الأشكال المختلفة للخصائص الكيميائية. وللجدول الدوري تطبيقات متعددة وواسعة في الكيمياء والفيزياء وعلم الأحياء والهندسة خاصة الهندسة الكيميائية
يعتبر الجدول الدوري للعناصر له أهميته للعلماء وطلاب الكيمياء لدراسة العناصر والخواص الكيميائية والفيزيائية، وكيفية اختلافها بكل مجموعة به. فمن خلال الجدول يمكن الحدس بخواص عنصر ما، وكيفية التفاعل مع عنصر آخر. فلو أراد دارس معرفة خواص عنصر كالفرانشيوم francium مثلا، فيمكنه التعرف عليه من خلال خواص المجموعة 1. فسيعرف أنه معدن لين يتفاعل بشدة مع الماء أكثر من العنصر الذي فوقه. ولو أراد معرفة مركبات التلليريم tellurium مع الهيدروجين hydrogen.فان العنصرين سيكونان مركب H2Te لأن بقية العناصر في مجموعة التلليريم تكون مركبات مع الهيدروجين كالماء H2Oوكبريتيد الهيدروجين H2S و H2Se.وأخيرا كان تنظيم جدول مندليف يعتمد علي الوزن الذري في الترتيب التصاعدي والجدول الدوري الحديث يعتمد علي العدد الذري التصاعدي ولكل عنصر عدده الذري ولا يتكرر مع عنصر آخر. لأن العدد الذري هو عدد البروتونات في نواته. وأصبح لكل عنصر رمزه الكيماوي. فالكربون رمزه C والأكسجين رمزه O والكبريت رمزه s والهيدروجين رمزه H والكربون نجد ان عدده الذري 6ووزنه الذري حوالي 12.
الجدول الدوري :-
للعناصر الكيميائية, والذي يعرف أيضا بـ (جدول مندلييف، الجدول الدوري للعناصر، أو فقط الجدول الدوري) وهو عرض جدولي للعناصر الكيميائية المعروفة. على الرغم من وجود جداول سبقت جدول مندلييف إلا أن بناء هذا الجدول يعزى بشكل عام إلى الكيميائي الروسي ديمتري مندليف, حيث قام في عام 1869 بترتيب العناصر بالاعتماد على السلوك (الدوري) للخصائص الكيميائية للعناصر، ثم قام هنري موزلي عام 1911 بإعادة ترتيب العناصر بحسب العدد الذري، أي عدد الإلكترونات الموجودة بكل عنصر. ومع مرور الوقت تم تعديل مخطط الجدول مرات عديدة، حيث أضيفت عناصر جديدة مكتشفة، كما أضيفت نماذج نظرية طورت لتفسير سلوك العناصر الكيميائية.
أصبح الجدول الدوري في عصرنا هذا معتمداً في جميع المناحي الأكاديمية الكيميائية، موفراً إطاراً مفيداً جداً لتصنيف وتنظيم ومقارنة جميع الأشكال المختلفة للخصائص الكيميائية. وللجدول الدوري تطبيقات متعددة وواسعة في الكيمياء والفيزياء وعلم الأحياء والهندسة خاصة الهندسة الكيميائية
تصنيف الجدول الدوري :-
المجموعات
المجموعة هي العمود الرأسي في الجدول الدوري للعناصر. يوجد في الجدول 16 مجموعة في الجدول الدوري القياسي. العناصر الموجودة في كل مجموعة لها نفس تركيب غلاف التكافؤ من حيث عدد الإلكترونات, وهذا يعطى لهذه العناصر تشابها في الخواص.و 18 صف رأسىأرقام المجموعات
هناك ثلاثة أنظمة لترقيم المجموعات : الأول باستخدام الأرقام العربية، والثاني باستخدام الأرقام رومانية، والثالث عبارة عن مزج بين الأرقام الرومانية والحروف اللاتينية. وقد تم اختيار الترقيم العربي من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية. وقد تم تطوير هذا النظام المقترح من IUPAC ليحل محل الأرقام الرومانية حيث أنها قد تسبب الالتباس نظرا لأنها تستخدم نفس الأسماء لمعان مختلفة.
استعمالات الجدول :-
قصة الجدول الدوري
ان هذا الجدول الذي نراه اليوم لا يختلف كثيرا عن الجدول الدوري الذي قام ببنائه ديمتري ماندليف عام 1869 والذي كان يحوي انذاك على 63 عنصرا فقط دون ان يعلم شيئا عن مبنى الذرة وما تحويه من جسيمات... ذلك الجدول الذي لخص المعلومات المتوفرى آنذاك ومكن من التطلع نحو المستقبل واكتشاف ما هو جديد...
ولد ماندليف في مدينة توبولسك السيبيرية عام 1834 لعائلة كثيرة الاولاد (تختلف الروايات فيما اذا كان الابن الرابع عشر او السابع عشر) وتعلم اليونانية واللاتينية كباقي ابناء جيله في تلك الفترة... الا ان دروسه العلمية تلقاها على يد سياسي تم اجلاؤه الى سيبيريا...
انتسب ماندليف الى احدى الكليات الروسية (بالواسطة ), وظل ينهل العلم في كل من روسيا والمانيا وفرنسا الى ان عين محاضرا في جامعة سانت بطرس...
وكمحاضر وطني... رغب ماندليف في تأليف الكتب الكيميائية باللغة الروسية والتي كانت نادرة في تلك الفترة... الا ان كثرة المعلومات وتشتتها منعاه من تأليف الكتب... لذا فقد اتجه رأيه نحو ترتيب ما يعرفه في جدول صغير...
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 تلك الفترة... حاول ترتيبها بشتى الطرق الا انه لم ينجح في ذلك سوى في شهر شباط من عام 1869... حيث رتب العناصر حسب اوزانها الذرية بحيث كون جدولا من اعمدة واسطر... في الاعمدة تتواجد العناصر ذات الصفات المتشابهة وهي تكون ما يدعى بالعائلات... اما في الاسطر فالعناصر مرتبة بحيث تتدرج صفاتها تدريجيا...
كيف نجح ماندليف في مهمته في حين فشل اخرون؟ ولماذا ارتبط الجدول الدوري باسمه وليس باسم لوثر ماير الالماني الذي نشر جدولا مشابها في نفس الفترة؟؟
ان السبب في ذلك يعود اساسا الى نجاح ماندليف في التنبؤ بوجود عناصر لم تكن موجودة انذاك... لذا فقد ابقى عددا من الخانات فارغة في جدوله مع تحديد صفاتها... اولى توقعاته تحققت حينما تم اكتشاف الغاليوم عام 1875...
الخطأ الوحيد الذي وقع فيه ماندليف هو ترتيب العناصر حسب اوزانها الذرية وليس حسب اعدادها الذرية... ولحسن حظه فإنه في معظم الحالات تزيد الاوزان الذرية بزيادة الاعداد الذرية...
تروي القصص ان ماندليف تزوج من امرأة ثانية قبل ان ينهي مراسيم طلاقه من زوجته الاولى (وذلك ممنوع في دينهم)... وقد حدث ان نبيلا روسيا وقع في نفس الخطأ مما ادى الى استدعائه من قبل القيصر الروسي وتوبيخه... وحينما اشتكى النبيل الروسي بأن ماندليف قد فعل ذلك ولم يعاقب... اجاب القيصر: صحيح ان لماندليف زوجتان... ولكن لي يوجد ماندليف واحد...
تم ترشيح ماندليف لجائزة نويل عامي 1905 و 1907 الا انه لم ينجح في الحصول على الجائزة... وقد يعود ذلك الى بعد روسيا عن المجتمع العلمي الغربي في ذلك الوقت...
ولد ماندليف في مدينة توبولسك السيبيرية عام 1834 لعائلة كثيرة الاولاد (تختلف الروايات فيما اذا كان الابن الرابع عشر او السابع عشر) وتعلم اليونانية واللاتينية كباقي ابناء جيله في تلك الفترة... الا ان دروسه العلمية تلقاها على يد سياسي تم اجلاؤه الى سيبيريا...
انتسب ماندليف الى احدى الكليات الروسية (بالواسطة ), وظل ينهل العلم في كل من روسيا والمانيا وفرنسا الى ان عين محاضرا في جامعة سانت بطرس...
وكمحاضر وطني... رغب ماندليف في تأليف الكتب الكيميائية باللغة الروسية والتي كانت نادرة في تلك الفترة... الا ان كثرة المعلومات وتشتتها منعاه من تأليف الكتب... لذا فقد اتجه رأيه نحو ترتيب ما يعرفه في جدول صغير...
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 تلك الفترة... حاول ترتيبها بشتى الطرق الا انه لم ينجح في ذلك سوى في شهر شباط من عام 1869... حيث رتب العناصر حسب اوزانها الذرية بحيث كون جدولا من اعمدة واسطر... في الاعمدة تتواجد العناصر ذات الصفات المتشابهة وهي تكون ما يدعى بالعائلات... اما في الاسطر فالعناصر مرتبة بحيث تتدرج صفاتها تدريجيا...
كيف نجح ماندليف في مهمته في حين فشل اخرون؟ ولماذا ارتبط الجدول الدوري باسمه وليس باسم لوثر ماير الالماني الذي نشر جدولا مشابها في نفس الفترة؟؟
ان السبب في ذلك يعود اساسا الى نجاح ماندليف في التنبؤ بوجود عناصر لم تكن موجودة انذاك... لذا فقد ابقى عددا من الخانات فارغة في جدوله مع تحديد صفاتها... اولى توقعاته تحققت حينما تم اكتشاف الغاليوم عام 1875...
الخطأ الوحيد الذي وقع فيه ماندليف هو ترتيب العناصر حسب اوزانها الذرية وليس حسب اعدادها الذرية... ولحسن حظه فإنه في معظم الحالات تزيد الاوزان الذرية بزيادة الاعداد الذرية...
تروي القصص ان ماندليف تزوج من امرأة ثانية قبل ان ينهي مراسيم طلاقه من زوجته الاولى (وذلك ممنوع في دينهم)... وقد حدث ان نبيلا روسيا وقع في نفس الخطأ مما ادى الى استدعائه من قبل القيصر الروسي وتوبيخه... وحينما اشتكى النبيل الروسي بأن ماندليف قد فعل ذلك ولم يعاقب... اجاب القيصر: صحيح ان لماندليف زوجتان... ولكن لي يوجد ماندليف واحد...
تم ترشيح ماندليف لجائزة نويل عامي 1905 و 1907 الا انه لم ينجح في الحصول على الجائزة... وقد يعود ذلك الى بعد روسيا عن المجتمع العلمي الغربي في ذلك الوقت...
صور كيميائية متنوعة
صورة يمكن استخدامها في العروض التقديمية توضح اللباس الواقي الذي يرتديه الكيمائيين داخل المعامل الخطرة
نموذج لحركة الالكترونات يمكن استخدامه في العروض التقديمية
نموذج قارورة التحاليل توضح كيفية انتاج الغازات من التفاعلات الكيميائية
تعريف مطياف الكتلة
مطياف الكتلة ( Mass spectrometry) هو تقنية تحليلية لتحديد العناصر المكونة لمادة أو جزيء ما. ويستخدم أيضا لتوضيح البنى الكيميائية للجزيئات، مثل الببتيدات والمركبات الكيميائية الأخرى.
يعتمد مبدأ عمل مطياف الكتلة على تشريد المركبات الكيميائية لتوليد جزيئات مشحونة وقياس نسبة كتلتها إلى شحنتها. تجرى العملية في مطياف الكتلة بوضع العينة في الجهاز، حيث تأين المركبات بطرق مختلفة (مثلا بنسفها بحزمة إلكترونية)، مما يشكل الأيونات المشحونة. تحسب نسبة الكتلة للشحنة لهذه الجزيئات من حركة هذه الأيونات ضمن حقول كهرومغناطيسية.
يتكون جهاز مطياف الكتلة من ثلاث وحدات: منبع للأيونات يشطر جزيئات العينة إلى أيونات. وجهاز تحليل يفرز الأيونات بحسب كتلتها عن طريق تطبيق حقول كهرومغناطيسية. ومكشاف لقياس قيمة مؤشر الكمية وبذلك تعطي بيانات لحساب وفرة الأيونات الملتقطة.
ولمطياف الكتلة استخدامات كمية ونوعية، تشمل تحديد هوية المركبات المجهولة، وتحديد التركيب النظائري للعناصر في الجزيء، وتحديد بنية المركب بمراقبة شظاياه. كما يستخدم في تحديد كمية مركب ما في العينة أو لدراسة كيمياء الأيونات في الطور الغازي (كيمياء الأيونات والجسيمات الحيادية في الفراغ). يستخدم مطياف الكتلة حاليا في مخابر التحليل التي تدرس الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لطيف واسع من المركبات.
مطياف الكتلة هو جهاز اخترعه فرانسيس أستون ويعتمد مبدأ عمله على أن الجسيمات المشحونة عندما تدخل مجالا مغناطيسيا منتظما، بحيث يعامد اتجاهه اتجاه حركتها، فإنها تأخذ مسارات دائرية تتناسب أنصاف أقطارها مع كتلة الجسيم المشحون. ويمكن بواسطة هذا الجهاز قياس نسبة الكتلة للشحنة وفصل الجسيمات المختلفة بهذا المقدار عن بعضها سواء كانت ذرات أو أيونات أو جزيئات. و هو يسمح بقياس q/m لذرة متأينة (حيث m كتلة الايون و q شحنته) وبتحديد كتلة الذرة، وقد لعبت المطيافية دورا كبيرا في دراسة النظائر. يتكون المطياف من :
يعتمد مبدأ عمل مطياف الكتلة على تشريد المركبات الكيميائية لتوليد جزيئات مشحونة وقياس نسبة كتلتها إلى شحنتها. تجرى العملية في مطياف الكتلة بوضع العينة في الجهاز، حيث تأين المركبات بطرق مختلفة (مثلا بنسفها بحزمة إلكترونية)، مما يشكل الأيونات المشحونة. تحسب نسبة الكتلة للشحنة لهذه الجزيئات من حركة هذه الأيونات ضمن حقول كهرومغناطيسية.
يتكون جهاز مطياف الكتلة من ثلاث وحدات: منبع للأيونات يشطر جزيئات العينة إلى أيونات. وجهاز تحليل يفرز الأيونات بحسب كتلتها عن طريق تطبيق حقول كهرومغناطيسية. ومكشاف لقياس قيمة مؤشر الكمية وبذلك تعطي بيانات لحساب وفرة الأيونات الملتقطة.
ولمطياف الكتلة استخدامات كمية ونوعية، تشمل تحديد هوية المركبات المجهولة، وتحديد التركيب النظائري للعناصر في الجزيء، وتحديد بنية المركب بمراقبة شظاياه. كما يستخدم في تحديد كمية مركب ما في العينة أو لدراسة كيمياء الأيونات في الطور الغازي (كيمياء الأيونات والجسيمات الحيادية في الفراغ). يستخدم مطياف الكتلة حاليا في مخابر التحليل التي تدرس الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لطيف واسع من المركبات.
مطياف الكتلة هو جهاز اخترعه فرانسيس أستون ويعتمد مبدأ عمله على أن الجسيمات المشحونة عندما تدخل مجالا مغناطيسيا منتظما، بحيث يعامد اتجاهه اتجاه حركتها، فإنها تأخذ مسارات دائرية تتناسب أنصاف أقطارها مع كتلة الجسيم المشحون. ويمكن بواسطة هذا الجهاز قياس نسبة الكتلة للشحنة وفصل الجسيمات المختلفة بهذا المقدار عن بعضها سواء كانت ذرات أو أيونات أو جزيئات. و هو يسمح بقياس q/m لذرة متأينة (حيث m كتلة الايون و q شحنته) وبتحديد كتلة الذرة، وقد لعبت المطيافية دورا كبيرا في دراسة النظائر. يتكون المطياف من :
- منبع أيونات Ion source
- محلل الكتلة Mass Analyzer
- كاشف Detector
الاشتراك في:
الرسائل (Atom)