الفرق بين العناصر والخصائص
مفهوم العناصر
العناصر عبارة عن مواد نقية تتكون من نوع واحد فقط من الذرات وتتكون الذرة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات على سبيل المثال، تحتوي ذرة الكربون على 6 بروتونات و 6 نيوترونات و 6 إلكترونات وهذا يعطي خصائص الكربون الفريدة التي يمكن استخدامها للتعرف عليه وهناك 118 عنصرًا طبيعي ًا لكل منها عدد مختلف من البروتونات.
الفرق بين العناصر والخصائص
كل العناصر لها خصائص كما تشمل هذه الخصائص على سبيل المثال لا الحصر والموصلية والمغناطيسية ونقطة الانصهار ونقطة الغليان واللون وحالة المادة وغيرها، كما يتم تجميع العناصر ذات الخصائص المتشابهة معًا في مناطق مختلفة من الجدول الدوري للعناصر
كما تسمح مراقبة خصائص العنصر للعلماء بتصنيفه وتحديد تفاعله أيضًا مع العناصر الأخرى مما سيحدد مكان وضع العنصر في الجدول الدوري كيف يتحد أو لا يتحد مع العناصر الأخرى.
تتكون العناصر من نفس أنواع الذرات
العناصر هي مواد طبيعية موجودة في جميع الحالات الثلاث وهم الصلبة والسائلة والغازية، كما تتكون العناصر من نفس أنواع الذرات على سبيل المثال يوجد الأكسجين بشكل طبيعي كعنصر ثنائي الذرة مما يعني أنه يحتوي على ذرتين من الأكسجين
كما تتكون كل ذرة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ويتم وضع البروتونات والنيوترونات ��ي وسط الذرة تسمى النواة، وتوجد الإلكترونات في الأجزاء الخارجية من الذرة تسمى مستويات الطاقة أو مدارات الإلكترون.
ترتيب العناصر في نمط على الجدول الدوري
يساعد النمط الذي يتم فيه ترتيب العناصر في الجدول الدوري العلماء على تصنيفها بناءً على الخصائص والتفاعل، كما يرتبط كل صف من الجدول الدوري بعدد مستويات الطاقة التي تدور حول النواة
كما يحتوي الصف الأول على مستوى طاقة واحد، ويحتوي الصف الثاني على مستويين من الطاقة، ويحتوي الصف الثالث على ثلاثة مستويات للطاقة وما إلى ذلك حتى 7 وعدد الإلكترونات التي تدور حول نواة الذرة سيحدد كيفية تفاعل هذا العنصر مع العناصر الأخرى.
مجموعات مختلفة من العناصر لها خصائص مختلفة
يمكن التنبؤ بخصائص جميع العناصر بما في ذلك على سبيل المثال الحصر والكثافة والتفاعلية بناءً على ترتيبها في الجدول الدوري على سبيل المثال كلما تحركت في فترة ما تزداد الكثافة عادةً
ولهذا السبب قد يكون لمكعب متساوي الحجم من التيتانيوم والحديد والنحاس نفس الحجم ولكن سيكون لها كثافة مختلفة، كما يمكن التنبؤ بالخصائص الأخرى للعناصر من الجدول الدوري بالإضافة إلى حالة المادة والتفاعلية والتوصيل.
العناصر الموجودة في حياتنا اليومية
- يوجد عنصر الليثيوم في بطاريات الليثيوم التي تعمل على تشغيل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر وتقريبًا جميع الأجهزة القابلة لإعادة الشحن
- كما يمكن العثور على ذرات الفلور في مياه الشرب ومعجون الأسنان الذي يحارب تسوس الأسنان ويوجد الكالس��وم الضروري لتكوين العظام وأصداف الكائنات الحية
- ويوجد البزموت في الأدوية لعلاج الإسهال ويساعد الناس على الشعور بالتحسن من اضطراب المعدة
- كما يستخدم اليود كمطهر للجلد خاصة عندما يخضع الشخص لعملية جراحية
- ويستخدم الكروم في صنع جنوط لامعة في السيارات الجديدة
- ويستخدم النحاس داخل الأسلاك الكهربائية لتوصيل الكهرباء.
خصائص العناصر
تصنف خصائص العنصر أحيانًا على أنها إما كيميائية أو فيزيائية ولكن عادة ما يتم ملاحظة الخواص الكيميائية في سياق التفاعل الكيميائي بينما يتم ملاحظة الخصائص الفيزيائية من خلال فحص عينة من العنصر النقي، كما تعود الخواص الكيميائية للعنصر إلى توزيع الإلكترونات حول نواة الذرة خاصة الإلكترونات الخارجية أو التكافؤ وهذه الإلكترونات هي التي تشارك في التفاعلات الكيميائية، والتفاعل الكيميائي لا يؤثر على نواة الذرة لذلك يبقى العدد الذري دون تغيير في التفاعل الكيميائي
كما يمكن ملاحظة بعض خصائص عنصر ما فقط في مجموعة ذرات أو جزيئات العنصر وتشمل هذه الخصائص اللون والكثافة ونقطة الانصهار ونقطة الغليان والتوصيل الحراري والكهربائي في حين أن بعض هذه الخصائص ترجع أساسًا إلى البنية الإلكترونية للعنصر، فإن البعض الآخر يرتبط ارتباطًا وثيقًا بخصائص النواة على سبيل المثال العدد الكتلي
كما يتم أحيانًا تجميع العناصر وفقًا لخصائصها وأحد التصنيفات الرئيسية للعناصر هو المعادن واللافلزات والفلزات وغالبًا ما يشار إلى العناصر ذات الخصائص الكيميائية المتشابهة جدًا باسم العائلات، كما أن بعض عائلات العناصر تشمل الهالوجينات والغازات الخاملة والفلزات القلوية، وفي الجدول الدوري يتم ترتيب العناصر حسب زيادة الوزن الذري بطريقة تجعل العناصر الموجودة في أي عمود لها خصائص متشابهة.
تفاعلات العنصر
تعتمد كيفية تفاعل العناصر مع بعضها البعض على كيفية ترتيب إلكتروناتها وعدد فتحات الإلكترونات الموجودة في المنطقة الخارجية حيث توجد الإلكترونات في الذرة، كما توجد الإلكترونات عند مستويات الطاقة التي ت��كل أصدافًا حول النواة، كما يمكن للقشرة الأقرب أن تستوعب ما يصل إلى إلكترونين ودائمًا ما يتم ملء أقرب قشرة للنواة أولاً وذلك قبل ملء أي غلاف آخر حيث يحتوي الهيدروجين على إلكترون واحد لذلك قد تحتوي على بقعة واحدة فقط داخل القشرة السفلية
والهليوم له إلكترونان لذلك يمكن أن تملأ القشرة السفلية بالكامل بإلكترونين لها، وإذا نظرت إلى الجدول الدوري سترى أن الهيدروجين والهيليوم هما العنصران الوحيدان في الصف الأول وهذا لأن لديهم إلكترونات في غلافهم الأول فقط، كما أن الهيدروجين والهيليوم هما العنصران الوحيدان اللذان لهما أدنى قشرة وليس لهما قذائف أخرى، ويمكن لمستويات الطاقة الثانية والثالثة استيعاب ما يصل إلى ثمانية إلكترونات حيث يتم ترتيب الإلكترونات الثمانية في أربعة أزواج ويتم ملء موضع واحد في كل زوج بإلكترون قبل اكتمال أي أزواج
وبالنظر إلى الجدول الدوري سوف ستلاحظ وجود سبعة صفوف حيث تتوافق هذه الصفوف مع عدد الأصداف الموجودة داخل هذا الصف، كما تحتوي العناصر الموجودة داخل صف معين على أعداد متزايدة من الإلكترونات حيث تنتقل الأعمدة من اليسار إلى اليمين على الرغم من أن كل عنصر له نفس عدد الأصداف إلا أن جميع الأصداف ليست ممتلئة بالكامل بالإلكترونات، وإذا نظرت إلى الصف الثاني من الجدول الدوري ستجد:
- الليثيوم (Li)
- والبريليوم (Be)
- والبورون (B)
- والكربون (C)
- والنيتروجين (N)
- والأكسجين (O)
- والفلور (F)
- والنيون (NE)
وكل هذه لديها إلكترونات لا تشغل سوى الغلافين الأول والثاني حيث يحتوي الليثيوم على إلكترون واحد فقط في غلافه الخارجي ويحتوي البريليوم على إلكترونين والبورون ثلاثة وهكذا حتى تمتلئ الغلاف بالكامل بثمانية إلكترونات كما هو الحال مع النيون
وكل عنصر له خصائصه الفريدة حيث يحتوي كل منها على عدد مختلف من البروتونات والنيوترونات مما يعطيها العدد الذري والعدد الكتلي الخاص بها والعدد الذري لعنصر ما يساوي عدد البروتونات التي يحتويها هذا العنصر، والعدد الكتلي هو عدد البروتونات بالإضافة إلى عدد النيوترونات لهذا العنصر لذلك من الممكن تحديد عدد النيوترونات عن طريق طرح العدد الذري من العدد الكتلي.
