لمحة عن تجمعات العناصر الكيميائية
تصنف العناصر الكيميائية في الجدول الدوري إلى مجموعات أو عائلات، حيث تشترك عناصر كل مجموعة في خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة. يعتمد هذا التشابه على التوزيع الإلكتروني في الغلاف الخارجي للذرة. هذه المقالة تلقي الضوء على أبرز هذه المجموعات وخصائصها المميزة.
نظرة على الفلزات القلوية
تشكل الفلزات القلوية المجموعة الأولى (IA) في الجدول الدوري، باستثناء الهيدروجين. تضم هذه المجموعة عناصر مثل الليثيوم (Li)، والصوديوم (Na)، والبوتاسيوم (K)، والروبيديوم (Rb)، والسيزيوم (Cs)، والفرانسيوم (Fr). يطلق عليها اسم “قلوية” لأنها تتفاعل مع الماء لإنتاج محاليل قاعدية قوية تعرف باسم الهيدروكسيدات.
خصائص الفلزات القلوية:
- تمتلك إلكترونًا واحدًا في مدارها الخارجي، مما يجعلها تميل إلى فقد هذا الإلكترون لتكوين أيون موجب بشحنة (+1).
- تتميز بنشاط كيميائي عالٍ جدًا بسبب سهولة فقدان إلكترون التكافؤ الوحيد.
- توجد في الحالة الصلبة في درجة حرارة الغرفة.
- تتميز بكثافة منخفضة نسبيًا.
- تمتلك درجات انصهار وغليان منخفضة مقارنة بالعناصر الأخرى.
- تظهر بلون أبيض فضي لامع، باستثناء السيزيوم الذي يميل إلى اللون الأصفر.
- تعتبر موصلة ممتازة للحرارة والكهرباء.
تحليل الفلزات القلوية الترابية
تضم المجموعة الثانية (IIA) من الجدول الدوري الفلزات القلوية الترابية، وتشمل عناصر مثل البيريليوم (Be)، والمغنيسيوم (Mg)، والكالسيوم (Ca)، والسترونشيوم (Sr)، والباريوم (Ba)، والراديوم (Ra). هذه الفلزات نشطة كيميائيًا، ولكنها أقل نشاطًا من الفلزات القلوية.
يعود سبب تسميتها بالقلوية الترابية إلى أن أكاسيدها تكون محاليل قلوية عند إذابتها في الماء، في حين أن كلمة “ترابية” تشير إلى أن مركباتها كانت تعتبر في الماضي قليلة الذوبان في الماء.
خصائص الفلزات القلوية الترابية:
- فلزات صلبة وأكثر صلابة من الفلزات القلوية.
- تظهر بلون أبيض رمادي مع لمعان معدني.
- موصلة للحرارة والكهرباء.
- تمتلك إلكترونين في مدارها الخارجي، وتميل إلى فقد هذين الإلكترونين لتكوين أيون موجب بشحنة (+2).
- تكون أكاسيدها قاعدية.
- تمتلك درجات انصهار وغليان أعلى من الفلزات القلوية.
- تعتبر عوامل اختزال قوية.
- الراديوم هو عنصر مشع.
- تتميز بكثافة منخفضة، ولكنها أعلى من كثافة الفلزات القلوية.
استكشاف الهالوجينات
الهالوجينات هي عناصر المجموعة السابعة (VIIA) في الجدول الدوري، وتشمل الفلور (F)، والكلور (Cl)، والبروم (Br)، واليود (I)، والأستاتين (At). اشتقت تسمية “هالوجين” من الكلمة اليونانية التي تعني “منتج الملح”، لأن هذه العناصر تتفاعل مع الفلزات لتكوين الأملاح.
خصائص الهالوجينات:
- عناصر لا فلزية.
- تمتلك 7 إلكترونات في مدارها الخارجي، وتسعى لاكتساب إلكترون واحد للوصول إلى حالة الاستقرار وتكوين أيون سالب بشحنة (-1).
- تتفاعل بشدة مع الفلزات القلوية والقلوية الترابية.
- الفلور هو العنصر الأعلى في السالبية الكهربية.
- توجد في حالات فيزيائية مختلفة (صلبة، سائلة، غازية) تبعًا لدرجة الحرارة. فالكلور والفلور غازات، والبروم سائل، بينما اليود والأستاتين مواد صلبة في الظروف العادية.
- غير موصلة للحرارة والكهرباء.
نظرة عامة على الغازات النبيلة
الغازات النبيلة هي عناصر المجموعة الثامنة (VIIIA) والأخيرة في الجدول الدوري، وتشمل الهيليوم (He)، والنيون (Ne)، والأرغون (Ar)، والكريبتون (Kr)، والزينون (Xe)، والرادون (Rn). تعتبر الغازات النبيلة الأقل تفاعلاً كيميائيًا، وتقترب من حالة الخمول التام، لأن مدارها الخارجي ممتلئ بالإلكترونات.
خصائص الغازات النبيلة:
- تمتلك 8 إلكترونات في مدارها الخارجي، باستثناء الهيليوم الذي يمتلك إلكترونين فقط. هذا يجعل قدرتها على كسب أو فقد الإلكترونات ضئيلة جدًا.
- تمتلك درجات غليان وانصهار منخفضة.
- توجد في صورة ذرات منفردة (أحادية الذرة) في الظروف العادية.
- لا لون لها ولا طعم ولا رائحة.
- غير قابلة للاشتعال في الظروف العادية.
- تتميز بطاقة تأين عالية جدًا.
- لديها سالبية كهربية منخفضة جدًا.
المصادر
- Anne Marie Helmenstine,”Element Families of the Periodic Table”,thoughtco
- Frederick Tepper (30/10/1998),”alkali metal”,britannica
- Courtenay Stanley Goss Phillips (26/7/1999),”alkaline-earth metal”,britannica
- “Halogens”,lumenlearning
- “Halogens”,byjus
- Anne Marie Helmenstine,”Noble Gases Properties, Uses and Sources”,thoughtco