ما المجموعات والدورات في الجدول الدوري؟

المجموعات: الأعمدة الثمانية عشر

ترقَّم المجموعات من 1 إلى 18 من اليسار إلى اليمين. وهذا هو الترقيم الذي يوصي به الأيوباك IUPAC، المنظمة الدولية التي تضع قواعد التسمية في الكيمياء. وتستخدم كتب أمريكية كثيرة أيضاً نظاماً أقدم يرقّم المجموعات الرئيسية فقط، من 1A إلى 8A، لذا قد ترى المجموعة 17 تُسمّى المجموعة 7A والمجموعة 18 تُسمّى المجموعة 8A.

المجموعات 1 و2 و13 إلى 18 هي المجموعات الرئيسية. أما المجموعات 3 إلى 12 في وسط الجدول فتضم الفلزات الانتقالية.

لماذا تتصرف عناصر المجموعة الواحدة بشكل متشابه

للعناصر في المجموعة الرئيسية نفسها ترتيب الإلكترونات الخارجية نفسه. فلكل من الليثيوم ([He] 2s¹) والصوديوم ([Ne] 3s¹) والبوتاسيوم ([Ar] 4s¹) إلكترون تكافؤ واحد، تفقده بسهولة لتكوّن أيونات +1 مثل Na⁺. ولهذا فهي جميعاً فلزات طرية لامعة تتفاعل مع الماء فتنتج غاز الهيدروجين وهيدروكسيداً.

وتنطبق الفكرة نفسها على الجانب الأيمن من الجدول. فلكل من الفلور والكلور والبروم واليود سبعة إلكترونات تكافؤ (ns² np⁵) وتكتسب إلكتروناً واحداً آخر لتكوّن أيونات −1 مثل Cl⁻. ونتيجة لذلك يتحد كل منها مع الصوديوم بالنسبة 1:1 نفسها: NaF وNaCl وNaBr وNaI.

أسماء المجموعات الرئيسية

تضم المجموعة 1، عدا الهيدروجين، الفلزات القلوية: الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم والفرانسيوم. وتضم المجموعة 2 الفلزات القلوية الترابية، من البريليوم إلى الراديوم. والمجموعات 3 إلى 12 هي الفلزات الانتقالية، ومنها فلزات يومية مثل الحديد والنحاس والفضة والذهب.

المجموعة 13 هي مجموعة البورون والمجموعة 14 مجموعة الكربون. والمجموعة 15 مجموعة النيتروجين، وتسمى أيضاً البنكتوجينات، والمجموعة 16 مجموعة الأكسجين، وتسمى أيضاً الكالكوجينات. وتضم المجموعة 17 الهالوجينات، مثل الفلور والكلور والبروم واليود، وتضم المجموعة 18 الغازات النبيلة، مثل الهيليوم والنيون والأرغون والكريبتون والزينون والرادون.

الدورات: الصفوف السبعة

ترقَّم الدورات من 1 إلى 7 من الأعلى إلى الأسفل. ويساوي رقم الدورة غلاف الإلكترونات الأخير الذي تستخدمه الذرة: فكل عنصر في الدورة 3، من الصوديوم إلى الأرغون، توجد إلكترونات تكافؤه في الغلاف الثالث (3s و3p).

تختلف الدورات في طولها لأن كل واحدة منها تملأ مجموعة مختلفة من الأغلفة الفرعية. فالدورة 1 فيها عنصران فقط (الهيدروجين والهيليوم)، وفي كل من الدورتين 2 و3 ثمانية، وفي كل من الدورتين 4 و5 ثمانية عشر، وفي كل من الدورتين 6 و7 اثنان وثلاثون، بحساب اللانثانيدات والأكتينيدات المطبوعة تحت الجدول الرئيسي.

ما الذي يتغير عبر الدورة

عند الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر دورة، يكون لكل عنصر بروتون واحد وإلكترون واحد أكثر من العنصر الذي قبله. وتدخل الإلكترونات الإضافية في الغلاف الخارجي نفسه، بينما تشدّها الشحنة الموجبة المتزايدة للنواة بإحكام أكبر.

ونتيجة لذلك تصغر الذرات عموماً، وترتفع الكهرسلبية وطاقة التأين، وتتغير العناصر من فلزات إلى لافلزات. وتُظهر الدورة 3 ذلك بوضوح: الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم فلزات، والسيليكون شبه فلز، والفوسفور والكبريت والكلور لافلزات، والأرغون غاز نبيل. وترتفع الكهرسلبية من 0.93 للصوديوم إلى 3.16 للكلور.

إيجاد مجموعة العنصر ودورته

يمكنك استنتاج موضع العنصر من توزيعه الإلكتروني. فرقم الغلاف الأعلى يعطي الدورة. وفي عناصر الفئة s يساوي رقم المجموعة عدد الإلكترونات الخارجية؛ وفي عناصر الفئة p أضف 10. الكبريت هو [Ne] 3s² 3p⁴: أعلى غلاف فيه 3، لذا فهو في الدورة 3، وإلكتروناته الخارجية الستة تضعه في المجموعة 16. والكالسيوم هو [Ar] 4s²، لذا فهو في الدورة 4، المجموعة 2.

الهيليوم هو الذي يستحق الانتباه. فله إلكترونان فقط (1s²) لكنه يقع في المجموعة 18 لأن غلافه الخارجي ممتلئ، مثل بقية الغازات النبيلة.