የአቶሚክ መዋቅር እና ወቅታዊ የንጥረ ነገሮች ሰንጠረዥ

የአቶሚክ መዋቅር እና ወቅታዊ የንጥረ ነገሮች ሰንጠረዥ

ፔንዳሁሉአን

በኬሚስትሪ ዓለም፣ የአቶሚክ መዋቅርን እና የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ሰንጠረዥን መረዳት ወሳኝ ነው። የእነዚህን ሁለት ገጽታዎች በጥልቀት መረዳት ሳይንቲስቶች የቁስን የተለያዩ ባህሪያት እና ባህሪያት እንዲያብራሩ ያስችላቸዋል። በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ያሉ ልምዶችን፣ ምክንያቶችን እና ቅጦችን መረዳት በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ያሉ የኬሚካል ግብረመልሶችን፣ አካላዊ ባህሪያትን እና የንጥረ ነገሮች ባህሪን ለመተንበይ እንደሚረዳን ሁሉ፣ የአቶሚክ መዋቅርን እና ወቅታዊ ሰንጠረዥን መረዳት በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ያሉ የንጥረ ነገሮች ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን፣ አካላዊ ባህሪያትን እና ባህሪን ለመተንበይ ይረዳናል።

የአቶሚክ መዋቅር

አቶሞች በዙሪያችን ያለውን ነገር ሁሉ የሚያካትቱ መሠረታዊ የቁስ ክፍሎች ናቸው። አቶሞች በሦስት ዋና ዋና ንዑስ አቶሚክ ቅንጣቶች የተዋቀሩ ናቸው፤ ፕሮቶኖች፣ ኒውትሮኖች እና ኤሌክትሮኖች። ፕሮቶኖች እና ኒውትሮኖች ኒውክሊየስን ይፈጥራሉ፣ ኤሌክትሮኖች ደግሞ ኒውክሊየስን በኤሌክትሮን ደመና ውስጥ በተወሰኑ ምህዋሮች ይሽከረከራሉ።

ፕሮቶን
ፕሮቶኖች በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ የሚገኙ አዎንታዊ ቻርጅ ያላቸው ቅንጣቶች ናቸው። በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት የፕሮቶኖች ብዛት የአቶሚክ ቁጥሩ በመባል የሚታወቀውን የኤለመንቱን ማንነት ይወስናል። ለምሳሌ፣ የካርቦን አቶም ስድስት ፕሮቶኖች ሲኖሩት ኦክስጅን ደግሞ ስምንት አለው። ፕሮቶኖችም ከአንድ የአቶሚክ ብዛት አሃድ (u) ጋር የሚቀራረብ ክብደት አላቸው።

ኒንቱር
ኒውትሮኖች በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ የሚገኙ ያልተሞሉ ቅንጣቶች ናቸው። ከፕሮቶኖች ጋር ተመሳሳይ ክብደት አላቸው። ምንም እንኳን በአቶሚክ ቻርጅ ላይ ተጽዕኖ ባያሳድሩም፣ በኒውክሊየስ ውስጥ ያለው የኒውትሮኖች ብዛት የአቶሙን መረጋጋት ሊጎዳ እና አይሶቶፖችን ሊወስን ይችላል። አይሶቶፖች ተመሳሳይ የፕሮቶኖች ብዛት ያላቸው ነገር ግን የተለያዩ የኒውትሮኖች ብዛት ያላቸው የአንድ ኤለመንት ልዩነቶች ናቸው።

ኤሌክትሮን
ኤሌክትሮኖች በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ በተወሰኑ ምህዋሮች ወይም የኃይል ደረጃዎች የሚዞሩ አሉታዊ ኃይል ያላቸው ቅንጣቶች ናቸው። ኤሌክትሮኖች ከፕሮቶን እና ከኒውትሮኖች ጋር ሲነፃፀሩ በጣም ትንሽ ክብደት አላቸው። በአቶም ወይም በኤሌክትሮን ውቅር ውስጥ የኤሌክትሮኖች ስርጭት የዚያን ንጥረ ነገር ኬሚካላዊ ባህሪያትን ይወስናል። ውጫዊ ኤሌክትሮኖች (የቫለንታይን ኤሌክትሮኖች) በኬሚካል ትስስር ምስረታ ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ።

አቶሚክ ሞዴል

ከጥንት ጊዜያት ጀምሮ ሳይንቲስቶች የአቶሞችን አወቃቀር ለማስረዳት የተለያዩ ሞዴሎችን አዘጋጅተዋል። ከዳልተን ቀላል የአቶሚክ ሞዴል ጀምሮ እስከ ኤሌክትሮኖችን እንደ "ዘቢብ ዳቦዎች" አድርጎ እስከገመተው የቶምሰን የአቶሚክ ቲዎሪ ድረስ፣ የአቶሚክ ኒውክሊየስን ጽንሰ-ሀሳብ እስከሚያስተዋውቀው የራዘርፎርድ ሞዴል ድረስ። ዛሬ በስፋት ተቀባይነት ያለው ዘመናዊ የአቶሚክ ሞዴል በኤርዊን ሽሮዲንገር እና ቨርነር ሄይስበርግ የተዋወቀው የኳንተም ሜካኒካል ሞዴል ነው።

የኳንተም መካኒክስ ሞዴል
የኳንተም ሜካኒካል ሞዴል የአቶም የቦህር ሞዴል ማሻሻያ ነው። በዚህ ሞዴል፣ ኤሌክትሮኖች በተወሰኑ ምህዋሮች ውስጥ አይንቀሳቀሱም፣ ነገር ግን በምህዋሮች ውስጥ፣ እነዚህም በሶስት-ልኬት ቦታ ውስጥ ኤሌክትሮን የማግኘት እድልን የሚገልጹ የሂሳብ ተግባራት ናቸው። እነዚህ ምህዋሮች የተለያዩ ቅርጾች እና ጉልበት አላቸው፣ እነሱም ንዑስ ዛጎሎች (s፣ p፣ d፣ f) በመባል ይታወቃሉ።

ወቅታዊ የኤለመንቶች ሰንጠረዥ

ወቅታዊ ሰንጠረዥ ወይም ወቅታዊ ስርዓት በአቶሚክ ቁጥራቸው፣ በኤሌክትሮን ውቅር እና በኬሚካል ባህሪያቸው ላይ የተመሰረቱ የንጥረ ነገሮች ዝግጅት ነው። ዛሬ የምናውቀው ወቅታዊ ሰንጠረዥ በተለያዩ ተመራማሪዎች የተደረጉ ማሻሻያዎች ውጤት ነው፣ በተለይም ዲሚትሪ ሜንዴሌቭ እና ሄንሪ ሞሴሊ።

የፔሪዮዲክ ሰንጠረዥ ታሪክ
ዲሚትሪ ሜንዴሌቭ በ1869 በአቶሚክ ክብደት (የአቶሚክ ክብደት) እና በኬሚካል ባህሪያት ላይ ተመስርቶ ለመጀመሪያ ጊዜ ወቅታዊውን ሰንጠረዥ ያጠናቀቀ የሩሲያ ኬሚስት ነበር። ሜንዴሌቭ ያልተገኙ ንጥረ ነገሮች መኖራቸውን እና በሰንጠረዡ ውስጥ ያላቸውን አቀማመጥ ተንብዮ ነበር፣ ይህም በኋላ ላይ ትክክል መሆኑ ተረጋግጧል። ሄንሪ ሞሴሊ በኋላ ላይ የሜንዴሌቭን ሰንጠረዥ በአቶሚክ ቁጥር (የፕሮቶኖች ብዛት) በትክክል በማደራጀት አሻሽሏል።

ወቅታዊ የሠንጠረዥ መዋቅር
ወቅታዊው ሰንጠረዥ በክፍለ-ጊዜዎች እና በቡድን የተከፋፈለ ነው።

ወቅት
አንድ ነጥብ በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ አግድም ረድፍ ነው። በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች ተመሳሳይ የኤሌክትሮን ዛጎሎች ብዛት አላቸው፣ ከ1 (ሃይድሮጂን እና ሂሊየም) እስከ 7 (ትራንስዩራኒየም ንጥረ ነገሮች)።

ቡድን
ቡድን በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ ያለ ቋሚ አምድ ነው። በቡድን ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች ተመሳሳይ የቫለንስ ኤሌክትሮን ውቅር አላቸው፣ ይህም ተመሳሳይ የኬሚካል ባህሪያት እንዲኖራቸው ያደርጋል። ቡድኖቹ በሁለት ትላልቅ ክፍሎች ይከፈላሉ፡ ዋናው ቡድን (ቡድን ሀ) እና የሽግግር ቡድን (ቡድን ለ)።

ዋና ክፍል
ዋናዎቹ ቡድኖች ከ1 (IA) እስከ 18 (VIIIA) ቡድኖችን ያካትታሉ፣ እነዚህም እንደ አልካላይን ብረቶች፣ የአልካላይን የምድር ብረቶች፣ ሃሎጅኖች እና ኖብል ጋዞች ያሉ ንጥረ ነገሮችን ያካትታሉ። በእነዚህ ቡድኖች ውስጥ የእያንዳንዱ ንጥረ ነገር ኬሚካላዊ ባህሪያት የሚወሰኑት በቫሌንሲ ኤሌክትሮኖች ብዛት ነው።

– ቡድን 1፡ አልካሊ፡ ሃይድሮጂን፣ ሊቲየም፣ ሶዲየም፣ ፖታሲየም፣ ወዘተ ያካትታል። እነዚህ ብረቶች አንድ ቫለንታይን ኤሌክትሮን ያላቸው ከፍተኛ ምላሽ ሰጪ ብረቶች ናቸው።
– ቡድን 2፡ የአልካላይን የምድር ብረቶች፡ ቤሪሊየም፣ ማግኒዚየም፣ ካልሲየም፣ ወዘተ ያካትታል። እንዲሁም ከፍተኛ ምላሽ ሰጪ እና ሁለት የቫለንስ ኤሌክትሮኖች አሏቸው።
– ቡድን 17፡ ሃሎጅኖች፡ ፍሎሪን፣ ክሎሪን፣ ብሮሚን፣ ወዘተ ያካትታል። ሰባት የቫለንስ ኤሌክትሮኖች ያሏቸው ከፍተኛ ምላሽ ሰጪ ያልሆኑ ብረቶች ናቸው።
– ቡድን 18፡ ኖብል ጋዞች፡ ሂሊየም፣ ኒዮን፣ አርጎን፣ ወዘተ ያካትታል። እነሱ የማይንቀሳቀሱ እና ስምንት ሙሉ የቫለንስ ኤሌክትሮኖች ስላሏቸው እምብዛም ምላሽ አይሰጡም።

የሽግግር ቡድን
የሽግግር ቡድኑ ከቡድን 3 እስከ 12 ያሉትን ንጥረ ነገሮች ያካትታል፣ እነዚህም በአጠቃላይ እንደ ጥንካሬ፣ የኤሌክትሪክ እና የሙቀት ማስተላለፊያ እና ከፍተኛ የመቅለጥ ነጥቦች ያሉ ልዩ አካላዊ ባህሪያት ያላቸው ብረቶች ናቸው። እነዚህ ንጥረ ነገሮች በ d እና f ንዑስ ዛጎሎች ውስጥ የቫለንስ ኤሌክትሮኖች አሏቸው።

የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ባህሪያት

የኤለመንቶች ወቅታዊ ባህሪያት በፔሪዮዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ የኤለመንቶች ባህሪ አዝማሚያዎች ወይም ቅጦች ናቸው። አንዳንድ አስፈላጊ ወቅታዊ ባህሪያት የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

አቶሚክ ራዲየስ
የአቶሚክ ራዲየስ ከኒውክሊየስ እስከ ውጫዊው ኤሌክትሮን ያለው ርቀት ነው። የአቶሚክ ራዲየስ በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ከግራ ወደ ቀኝ የመቀነስ አዝማሚያ አለው ምክንያቱም እየጨመረ የመጣው የኑክሌር ኃይል ኤሌክትሮኖችን ወደ ቅርብ ስለሚስብ። ሆኖም፣ የአቶሚክ ራዲየስ በአንድ ቡድን ውስጥ ከላይ ወደ ታች ይጨምራል ምክንያቱም የኤሌክትሮን ዛጎሎች በመጨመራቸው።

የአዮኔዜሽን ኃይል
የአዮናይዝድ ኃይል በጋዝ ሁኔታ ውስጥ ኤሌክትሮንን ከአቶም ለማስወገድ የሚያስፈልገው ኃይል ነው። የአዮናይዝድ ኃይል በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ከግራ ወደ ቀኝ ይጨምራል ምክንያቱም ጠንካራው የኑክሌር ኃይል ኤሌክትሮኖችን የበለጠ በኃይል ይስባል። በተቃራኒው፣ የአዮናይዝድ ኃይል በአንድ ቡድን ውስጥ ከላይ ወደ ታች ይቀንሳል ምክንያቱም በውጪው ቅርፊት ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ከኒውክሊየስ ርቀው እና ብዙም የማይታሰሩ ናቸው።

ኤሌክትሮኔጋቲቪቲ
ኤሌክትሮኔጋቲቪቲ የአንድ አቶም በኬሚካል ትስስር ውስጥ ኤሌክትሮኖችን የመሳብ ችሎታ ነው። ኤሌክትሮኔጋቲቪቲ በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ከግራ ወደ ቀኝ ይጨምራል እና በቡድን ውስጥ ከላይ ወደ ታች ይቀንሳል።

የኤሌክትሮን አፊኒቲ
የኤሌክትሮን ትስስር አንድ አቶም ኤሌክትሮን ሲያገኝ የሚከሰተው የኃይል ለውጥ ነው። የኤሌክትሮን ትስስር በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ከግራ ወደ ቀኝ የበለጠ አሉታዊ እና ከላይ ወደ ታች በቡድን ውስጥ አሉታዊነት ይቀንሳል።

ከሲምፑላን

የአቶሚክ መዋቅር እና የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ሰንጠረዥ አጠቃላይ ግንዛቤ ለኬሚስትሪ መሠረታዊ ነው። የአቶሚክ መዋቅር የንዑስ አቶሚክ ቅንጣቶችን መሠረታዊ ዝግጅት እና ባህሪያት ግንዛቤ ይሰጣል፣ ወቅታዊ ሰንጠረዥ ደግሞ የንጥረ ነገሮች ባህሪያትን ለመመደብ እና ለመተንበይ የሚያስችል ማዕቀፍ ይሰጣል። ሁለቱንም ገጽታዎች በመረዳት፣ ስለ ቁስ ጥልቅ ግንዛቤን ብቻ ሳይሆን ያንን እውቀት በምርምር፣ በኢንዱስትሪ እና በቴክኖሎጂ ውስጥ የመተግበር ችሎታንም እናገኛለን።