ወቅታዊ የኤለመንቶችን ሰንጠረዥ የሚመለከቱ የምሳሌ ጥያቄዎች

የወቅታዊ የኤለመንቶችን ሰንጠረዥ የሚመለከቱ የምሳሌ ጥያቄዎች

ወቅታዊው ሰንጠረዥ፣ እንዲሁም ወቅታዊው ስርዓት በመባል የሚታወቀው፣ በኬሚስትሪ ውስጥ ካሉት በጣም መሠረታዊ መሳሪያዎች አንዱ ሲሆን የንጥረ ነገሮችን ባህሪያት እና በመካከላቸው ያለውን ግንኙነት እንድንረዳ ይረዳናል። ወቅታዊውን ሰንጠረዥ በጥልቀት መረዳት ከቁሳዊ ትንተና እስከ ውህድ ውህደት ድረስ በተለያዩ የኬሚካል አተገባበር ውስጥ እጅግ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል። ይህ ጽሑፍ ግንዛቤዎን ለማሳደግ በርካታ የምሳሌ ችግሮችን እና ስለ ወቅታዊው ሰንጠረዥ አጠቃላይ ውይይት ያቀርባል።

የፔሪዮዲክ ኤለመንቶች ሰንጠረዥ መግቢያ

የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ሰንጠረዥ ለመጀመሪያ ጊዜ የተዘጋጀው በ1869 በዲሚትሪ ሜንዴሌቭ ነው። ሜንዴሌቭ ንጥረ ነገሮቹን እየጨመረ በመጣው አንጻራዊ የአቶሚክ ብዛት ላይ በመመስረት አደራጅተው በኬሚካላዊ ባህሪያቸው ውስጥ ወቅታዊ ቅጦችን አግኝተዋል። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ ወቅታዊ ሰንጠረዥ ብዙ ጊዜ ተዘምኗል እና አሁን በአቶሚክ ቁጥር ማለትም በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ ባሉ የፕሮቶኖች ብዛት በሚጨምር የአቶሚክ ቁጥር ተመድቧል።

በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ ያሉት ንጥረ ነገሮች በቡድን፣ ወይም በአቀባዊ አምዶች፣ እና በነጥቦች ወይም በአግድም ረድፎች የተከፈሉ ናቸው። ቡድኖች በተለምዶ ተመሳሳይ የኬሚካል ባህሪያት ያላቸውን ንጥረ ነገሮች ያመለክታሉ፣ እና ወቅቶች በእነዚያ ባህሪያት ውስጥ ቀስ በቀስ መጨመርን ያመለክታሉ።

የናሙና ጥያቄዎች እና ውይይቶች

ጥያቄ 1፡ ቡድኖችን እና ወቅቶችን መወሰን

ጥያቄ፡ የአቶሚክ ቁጥር 17 ያለው ኤለመንት ተሰጥቷል። በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ የኤለመንቱን ቡድን እና ጊዜ ይወስኑ።

ውይይት፡
የአቶሚክ ቁጥር 17 ያለው ንጥረ ነገር ክሎሪን (Cl) ነው። በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ የአንድን አባል ቡድን እና ጊዜ ለመወሰን፣ የኤሌክትሮኑን ውቅር መመርመር ያስፈልገናል።

የክሎሪን የኤሌክትሮን ውቅር እንደሚከተለው ነው፡
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5 \]

በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ፣ በ3ኛው ክፍለ ጊዜ ውስጥ ያሉት s እና p ንዑስ ሼሎች የሚከተሉት ናቸው፡
– 3s^2፡ በ3s ንዑስ ሼል ውስጥ 2 ኤሌክትሮኖች
– 3p^5፡ በ3p ንዑስ ቅርፊት ውስጥ 5 ኤሌክትሮኖች (በ3ኛው ቅርፊት ውስጥ ጠቅላላ 7 ኤሌክትሮኖች)

ስለዚህ፣ ክሎሪን በ3ኛው ክፍለ ጊዜ እና በቡድን VIIA (ወይም በዘመናዊው IUPAC መሠረት 17 ነው፣ ምክንያቱም 7 የቫለንስ ኤሌክትሮኖች ባሉት halogen ቡድን ውስጥ ተካትቷል)።

መልስ፡
ክሎሪን በቡድን VIIA (17) እና በ3ኛው ክፍለ ጊዜ ውስጥ ይገኛል።

ጥያቄ 2፡ በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ ባለው ቦታ ላይ የተመሰረቱ የኬሚካል ባህሪያት

ጥያቄ፡ ሶዲየም (ና) እና ፖታሲየም (ኬ) ተመሳሳይ የኬሚካል ባህሪያት ያላቸው ለምንድን ነው?

ውይይት፡
ሁለቱም የአቶሚክ ቁጥር 11 ያለው ሶዲየም (ና) እና የአቶሚክ ቁጥር 19 ያለው ፖታሲየም (ኬ) በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ በተመሳሳይ ቡድን ውስጥ ይገኛሉ፣ ማለትም ቡድን IA (ወይም በIUPAC ስርዓት መሠረት 1)፣ እሱም አልካላይ ብረቶች በመባል ይታወቃል።

የሶዲየም የኤሌክትሮን ውቅር የሚከተለው ነው፡
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^1 \]

የፖታሲየም የኤሌክትሮን ውቅር የሚከተለው ነው፡
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 \]

ሁለቱም ንጥረ ነገሮች በውጨኛው s-subshell ውስጥ አንድ ኤሌክትሮን አላቸው፣ ይህም ከፍተኛ ምላሽ እንዲሰጡ ያደርጋቸዋል እና ተመሳሳይ የኬሚካል ባህሪያት አሏቸው፣ ለምሳሌ አንድ ኤሌክትሮን በማጣት \( \text{M}^+ \) አየኖችን የመፍጠር ችሎታቸው።

መልስ፡
ሶዲየም እና ፖታሲየም በውጨኛው ክፍል ውስጥ አንድ ኤሌክትሮን ስላላቸው ተመሳሳይ የኬሚካል ባህሪያት አሏቸው።

ጥያቄ 3፡ የቫለንስ ኤሌክትሮኖችን መወሰን

ጥያቄ፡ የአቶሚክ ቁጥር 14 ያለው ኤለመንት ስንት የቫለንስ ኤሌክትሮኖች አሉት? እንዲሁም የኤለመንቱን ቡድን እና ጊዜ ይወስኑ።

ውይይት፡
የአቶሚክ ቁጥር 14 ያለው ንጥረ ነገር ሲሊከን (ሲ) ነው። የኤሌክትሮኑ ውቅር የሚከተለው ነው፡
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 \]

የቫለንስ ኤሌክትሮኖች በውጨኛው ቅርፊት ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ሲሆኑ፣ በዚህ ሁኔታ ቅርፊት 3 ነው፡
– 3s^2: 2 ኤሌክትሮኖች
– 3p^2: 2 ኤሌክትሮኖች

በሲሊኮን ውስጥ ያሉት የቫለንታይን ኤሌክትሮኖች ብዛት የ3ዎቹ እና የ3p ንዑስ ሼሎች ድምር ሲሆን ይህም 4 ኤሌክትሮኖች ናቸው። በውጨኛው ቅርፊት ውስጥ 4 ኤሌክትሮኖች ስላሉት፣ ሲ በቡድን IVA (ወይም 14) ውስጥ ይገኛል። እና በውጨኛው የተሞላው ንብርብር ሦስተኛው ቅርፊት (3) ስለሆነ፣ ሲ በክፍል 3 ውስጥ ነው።

መልስ፡
ሲሊከን 4 የቫለንስ ኤሌክትሮኖች አሉት፣ በቡድን IVA (14) እና በፔሪዮድ 3 ውስጥ ይገኛል።

ጥያቄ 4፡ በአቶሚክ ባህሪያት ውስጥ ወቅታዊ አዝማሚያዎች

ጥያቄ፡- በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ የአቶሚክ ራዲየስ ከግራ ወደ ቀኝ የመቀነስ አዝማሚያ ለምን አለ?

ውይይት፡
በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ፣ የአቶሚክ ቁጥር እና በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት የፕሮቶኖች ብዛት ከግራ ወደ ቀኝ ሲንቀሳቀሱ ይጨምራሉ። ይህም በኒውክሊየስ እና በአካባቢው ኤሌክትሮኖች መካከል ያለውን የኩሎምቢክ መስህብ ይጨምራል። በዚህም ምክንያት ኤሌክትሮኖች ወደ ኒውክሊየስ የበለጠ በብርቱ ይሳባሉ፣ ይህም የአቶሚክ ራዲየስ መቀነስ ያስከትላል።

በተጨማሪም፣ የኤሌክትሮን ዛጎሎች ብዛት በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ተመሳሳይ ሆኖ ይቆያል፣ ስለዚህ የጨመረውን የኑክሌር መስህብ ሚዛን ለመጠበቅ ምንም ተጨማሪ የመከላከያ ውጤት የለም፣ ይህም ኤሌክትሮኖችን ወደ ኒውክሊየስ ይበልጥ በብቃት ይስባል።

መልስ፡
የአቶሚክ ራዲየስ በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ከግራ ወደ ቀኝ ይቀንሳል ምክንያቱም የፕሮቶኖች ብዛት መጨመር የኤሌክትሮን ዛጎሎች ሳይጨመሩ በኤሌክትሮኖች ላይ የኒውክሊየስን መሳብ ያጠናክራል።

ጥያቄ 5፡ በባህሪያት ላይ ተመስርተው ያሉትን አካላት መለየት

ጥያቄ፡ አንድ ንጥረ ነገር በክፍል ሙቀት ውስጥ ጋዝ ነው፣ እንቅስቃሴ-አልባ እና በቡድን VIIIA (18) ውስጥ ነው። ኤለመንቱን እና የአቶሚክ ቁጥሩን ይወስኑ።

ውይይት፡
በክፍል ሙቀት ውስጥ የማይንቀሳቀሱ እና በቡድን VIIIA (18) ውስጥ የሚገኙ የጋዝ ንጥረ ነገሮች በኖብል ጋዝ ቡድን ውስጥ ተካትተዋል። ለቡድን VIIIA (18)፣ በተለምዶ ከሚታወቁት ንጥረ ነገሮች አንዱ ኒዮን (ኔ) ነው።

የኒዮን የኤሌክትሮን ውቅር የሚከተለው ነው፡
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 \]

ከላይ በተጠቀሰው ውቅር፣ ሁሉም የኒዮን ንዑስ ዛጎሎች ሙሉ በሙሉ የተሞሉ መሆናቸውን ማየት እንችላለን፣ ይህም በጣም የተረጋጋ እና የማይንቀሳቀስ ያደርገዋል። ኔ የአቶሚክ ቁጥር 10 አለው።

መልስ፡
ኤለመንቱ ኒዮን (ኒ) ሲሆን የአቶሚክ ቁጥር 10 አለው።

ከሲምፑላን

የንጥረ ነገሮችን ወቅታዊ ሰንጠረዥ መረዳት ኬሚስትሪን ለማጥናት እና ተግባራዊ ለማድረግ ወሳኝ ነው። እንደ ኤሌክትሮን ውቅር፣ በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ ያሉ አዝማሚያዎች፣ ቡድኖች እና ወቅቶች ያሉ መሠረታዊ ፅንሰ ሀሳቦችን መረዳት የኬሚስትሪ ብዙ ገጽታዎችን በብቃት እንድንቆጣጠር ያስችለናል። ይህ ጽሑፍ፣ ከምሳሌ ችግሮች እና ጥልቅ ውይይት ጋር፣ ስለ ፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ እና በኬሚስትሪ ውስጥ ስላለው አተገባበር ያለዎትን ግንዛቤ ለማጠናከር እንደሚረዳ ተስፋ እናደርጋለን።