عنصر كيميائي

أنواعٌ من الذرات التي لها نفس عدد البروتونات في نواة الذرة

العنصر الكيميائي هو مادة كيميائية لا يمكن تجزئتها، خالصة متكونة من ذرة وحيدة فريدة من نوعها،[2] يميزها العدد الذري وهو عدد بروتونات نواة الذرة. يندرج كل عنصر تحت تصنيف: فلز أو شبه فلز أو لافلز. وتنظم العناصر في الجدول الدوري. وسواء كانت تلك المادة قليلة أو كثيرة، وأطلق على كل عنصر اسم (ورمز) يعرف به ويتميز بخاصية خاصة به. وتم اكتشاف معظم العناصر، فمنها يتكون كل مافي الوجود من نجوم وومجرات وكواكب وأرض وجبال، ونبات، حيوان، وإنسان. ومنها ماهو مستقر ثابت لا يتغير ومنها ماهو غير مستقر، بل يتحول من عنصر إلى آخر بسبب نشاطه الإشعاعي.

عنصر كيميائي
معلومات عامة
صنف فرعي من
جزء من
الأسباب
يدرسه
النقيض
صنف بنيوي لـ
تصنيف للتصنيفات التي تحمل هذا الاسم
عدل القيمة على Wikidata

طبقا لنظرية الانفجار العظيم بدأ الكون بغازي الهيدروجين والهيليوم، وتجمعت تلك الغازات في تجمعات كثيرة فشكلت نجوما وتجمعات نجوم في مجرات. ارتفعت درجة حرارة النجوم الابتدائية منذ نحو 13 مليار سنة فيجري في باطنها تفاعلات نووية واندماجات نووية.[3]

يؤدي الاندماج النووي إلى التحام نوايا عنصري الهيدروجين والهيليوم الخفيفين، فتكون منهما عناصرا أخرى كتلتها أكبر. فبينما تبلغ كتلة الهيدروجين 1 وحدة ذرية والهيليوم 4 وحدات ذرية، تنشأ بتلاحمها المتتالي في النجوم والشمس العناصر الأخرى «وتطبخ»، فيتكوّن الكربون (12 وحدة ذرية) والأكسجين (16 وحدة ذرية)، والصوديوم (23 وحدة ذرية)، وهكذا حتى اليورانيوم (238 وحدة نووية).

لا توجد في الطبيعة عناصر أثقل من اليورانيوم (عدده الذري 92، وكتلته الذرية 238 وحدة ذرية) بسبب عدم استقراره، فهو يتحلل بالإشعاع وينشأ منه بعد ذلك الرصاص وهو عنصر مستقر لا ينقسم ولا يشع [العدد الذري يعادل عدد البروتونات في النواة، والكتلة النوية تعادل عدد البروتونات والنيوترونات فيها]. ولكن استطاع الفزيائيون تركيب عناصرا أثقل من اليورانيوم بواسطة تسليط النيوترونات عليها فتمتصها ويتكون منها عناصر أثقل من 238 وحدة ذرية، مثل البلوتونيوم والأمريسيوم والأينشتاينيوم ولكنها لا تبقى على حالها فسرعان ما تتحلل إلى عناصر أخف منها فتكون مستقرة.

في القِدم

تتكون النواة الذرية من بروتونات (أحمر) ونيوترونات (أزرق). يحدد عدد البروتونات نوع العنصر. ويحدد عدد البروتونات والنيوترونات الكتلة الذرية وعما إذا كانت النواة مستقرة أم غير مستقرة (أي مشعة).
  • عرف روبرت بويل في 1661، أن هناك أكثر من مجرد أربعة عناصر.
  • عرفت بعد ذلك عناصر أخرى وأعطيت في 1789 تسمية «عناصر الكيمياء» أنطوان لافوازييه، الذي يحتوي على ثلاثة وثلاثون عنصرا،
  • وفي عام 1818، عرفة «[يونس ياكوب برتسيليوس]» الأوزان الذرية لخمسة وأربعين عنصر، * وعرف «ديميتري مندلييف مع مطلع القرن العشرين أن العنصر هو مادة نقية لا يمكن أن تكون متحللة في أي مادة. بعبارة أخرى، العنصر لا يمكن أن يتحول إلى عنصر آخر بواسطة تفاعلات كيميائية (ملحوظة: يمكن تحول عنصر إلى عنصر آخر فقط بالتفاعل النووي، وهي تفاعلات فيزيائية وليست كيميائية.)
  • وعرف اكتشاف الكيميائي هنري موزلي في عام 1913 أن الأساس في تعريف العنصر المادي هو العدد الذري لذرة، عندما أصبح متفهما بأن الوزن الذري هو مجموع كتل البروتونات والنيوترونات المتمركزة في نواة الذرة. أدت تلك المعلومات في النهاية إلى التعريف الحالي للعنصر،
استناداً إلى العدد الذري (عدد البروتونات في نواة الذرة). استخدام الأرقام الذرية، بدلاً من الأوزان الذرية، للتمييز بين العناصر،
  • حاليا تعرف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية العنصر، إذا بقي لنظير مشع مدة أطول من10−14 ثانية بحيث تستطيع خلالها النواة تشكيل سحابة إلكترونية.
  • قبل عام 1914، كانت تعرف العناصر اثنين وسبعين، فقط.
  • اكتشف العنصر 101 ثم سمي مندليفيوم تكريما للكيميائي منديلييف. وهو أول من قام بترتيب العناصر بطريقة دورية في الجدول الدوري بحسب خواصها الكيميائية.
  • في الآونة الأخيرة، وذكر التقرير التوليفي للعنصر 118 (عدد البروتونات في النواة) في تشرين الأول/أكتوبر 2006 م.
  • وذكر التقرير التوليفي لعنصر 117 (عدد البروتونات في النواة الذرية) في نيسان/أبريل 2010 م.

(ملحوظة: ينما يحدد العدد الذري (عدد البروتونات) نوع العنصر، يحد مجموع البروتونات والنيوترونات الكتلة الذرية. في العادة يساوي عدد النيوترونات عدد البروتونات في النواة الذرية، ولكن في العناصر الثقيلة يزداد عدد النيوترونات عن عدد البروتونات).

مراحل التعرف على العناصر المختلفة

  • قبل القرن الماضي، وفي مختلف الثقافات والعصور القديمة، كانت هناك عشر مواد مألوفة من العناصر الكيميائية وهي:

الكربون، النحاس، الذهب، الحديد، الرصاص، الزئبق، الفضة،الكبريت، القصدير والزنك.

  • ثلاث مواد إضافية أيضا كعناصر وهي:

الزرنيخ، الأنتيمون والبزموت.

  • وعرفت معظم ما تبقى من العناصر الموجودة في الطبيعة قبل عام 1900، بما في ذلك:
  • ثم عرفت معظم العناصر النادرة، مثل:

سيريوم لانثانوم، غادولينيوم ونيوديميوم.

الجدول الدوري

إن هذا الجدول الذي نراه اليوم لا يختلف كثيرا عن الجدول الدوري الذي قام ببنائه ديمتري ماندليف عام 1869 والذي كان يحوي آنذاك على 63 عنصرا فقط دون أن يعلم شيئا عن مبنى الذرة وما تحويه من جسيمات. ذلك الجدول الذي لخص المعلومات المتوفرة آنذاك عن الخصائص الكيميائية للعناصر، مثل التكافؤ والعناصر النبيلة.

وقد كان ماندليف يمارس لعبة الورق «السوليتير» في سفراته الطويلة مما أوحى له أن يكرس لكل عنصر بطاقة تحوي اسمه وصفاته. وبذا فقد جمع 63 بطاقة بعدد العناصر المعروفة في ذلك الوقت. وحاول ترتيبها بشتى الطرق إلا أنه لم ينجح في ذلك سوى في شهر شباط من عام 1869، حيث رتب العناصر حسب أوزانها الذرية بحيث كوّن جدولا من أعمدة وأسطر. في الأعمدة تتواجد العناصر ذات الصفات المتشابهة من وجهة التكافؤ وهي تكون ما يدعى بالعائلات. أما في الأسطر فالعناصر مرتبة بحيث تتدرج أوزانها تدريجيا.

كيف نجح ماندليف في مهمته في حين فشل أخرون؟ ولماذا ارتبط الجدول الدوري باسمه وليس باسم لوثر ماير ألمانيا الذي نشر جدولا مشابها في نفس الفترة؟؟أن السبب في ذلك يعود أساسا إلى نجاح ماندليف في التنبؤ بوجود عناصر لم تكن معروفة آنذاك. لذا فقد أبقى عددا من الخانات فارغة في جدوله مع تحديد صفاتها. أولى توقعاته تحققت حينما اُكْتُشِف الغاليوم عام 1875.الخطأ الوحيد الذي وقع فيه ماندليف هو ترتيب العناصر حسب أوزانها الذرية (الكتلة الذرية) وليس حسب أعدادها الذرية (عدد البروتونات). ولحسن حظه فإنه في معظم الحالات تزيد الأوزان الذرية بزيادة الأعداد الذرية.

قائمة بأسماء العناصر المعروفة الآن والبالغ عددها ‹118›

الجدول الدوري للعناصر
قائمة العناصر
العدد الذري
الاسمالرمزالمجموعةالدورةالتجمعالحالةالاكتشافالوصف
1الهيدروجينH11sغازطبيعيلا فلز
2الهيليومHe181sغازطبيعيغاز نبيل
3الليثيومLi12sصلبطبيعيفلز قلوي
4البريليومBe22sصلبطبيعيفلز قلوي
5البورونB132pصلبطبيعيشبه فلز
6الكربونC142pصلبطبيعيلا فلز
7النيتروجينN152pغازطبيعيلا فلز
8الأكسجينO162pغازطبيعيلا فلز
9الفلورF172pغازطبيعيهالوجيني
10النيونNe182pغازطبيعيغاز نبيل
11الصوديومNa13sصلبطبيعيفلز قلوي
12الماجنيسيومMg23sصلبطبيعيفلز قلوي
13الألمينيومAl133pصلبطبيعيفلز
14السيليكونSi143pصلبطبيعيشبه فلز
15الفوسفورP153pصلبطبيعيلا فلز
16الكبريتS163pصلبطبيعيلا فلز
17الكلورCl173pغازطبيعيهالوجيني
18أرغونAr183pغازطبيعيغاز نبيل
19البوتاسيومK14sصلبطبيعيفلز قلوي
20الكالسيومCa24sصلبطبيعيفلز قلوي
21السكانديومSc34dصلبطبيعيفلز انتقالي
22التيتانيومTi44dصلبطبيعيفلز انتقالي
23فاناديومV54dصلبطبيعيفلز انتقالي
24الكرومCr64dصلبطبيعيفلز انتقالي
25المنجنيزMn74dصلبطبيعيفلز انتقالي
26الحديدFe84dصلبطبيعيفلز انتقالي
27الكوبالتCo94dصلبطبيعيفلز انتقالي
28النيكلNi104dصلبطبيعيفلز انتقالي
29النحاسCu114dصلبطبيعيفلز انتقالي
30الزنكZn124dصلبطبيعيفلز انتقالي
31الجاليومGa134pصلبطبيعيفلز
32جيرمانيومGe144pصلبطبيعيشبه فلز
33زرنيخAs154pصلبطبيعيشبه فلز
34سيلينيومSe164pصلبطبيعيلا فلز
35البرومBr174pسائلطبيعيهالوجيني
36الكريبتونKr184pغازطبيعيغاز نبيل
37الروبيديومRb15sصلبطبيعيفلز قلوي
38سترونشيومSr25sصلبطبيعيفلز قلوي
39إتريومY35dصلبطبيعيفلز انتقالي
40زركونيومZr45dصلبطبيعيفلز انتقالي
41النيوبيومNb55dصلبطبيعيفلز انتقالي
42موليبدنومMo65dصلبطبيعيفلز انتقالي
43تكنيشيومTc75dصلبعابر / وقتيفلز انتقالي
44الروثينيومRu85dصلبطبيعيفلز انتقالي
45الروديومRh95dصلبطبيعيفلز انتقالي
46بالاديومPd105dصلبطبيعيفلز انتقالي
47الفضةAg115dصلبطبيعيفلز انتقالي
48كادميومCd125dصلبطبيعيفلز انتقالي
49الإنديومIn135pصلبطبيعيفلز
50قصديرSn145pصلبطبيعيفلز
51إثمدSb155pصلبطبيعيشبه فلز
52تيلوريومTe165pصلبطبيعيشبه فلز
53يودI175pصلبطبيعيهالوجيني
54زينونXe185pغازطبيعيغاز نبيل
55سيزيومCs16sصلبطبيعيفلز قلوي
56باريومBa26sصلبطبيعيفلز قلوي
57لانثانومLa36fصلبطبيعيلانثانيد
58سيريومCe36fصلبطبيعيلانثانيد
59براسوديميومPr36fصلبطبيعيلانثانيد
60نيوديميومNd36fصلبطبيعيلانثانيد
61بروميثيومPm36fصلبعابر / وقتيلانثانيد
62ساماريومSm36fصلبطبيعيلانثانيد
63يوروبيومEu36fصلبطبيعيلانثانيد
64جادولينيومGd36fصلبطبيعيلانثانيد
65تيربيومTb36fصلبطبيعيلانثانيد
66ديسبروسيومDy36fصلبطبيعيلانثانيد
67هولميومHo36fصلبطبيعيلانثانيد
68إربيومEr36fصلبطبيعيلانثانيد
69ثوليومTm36fصلبطبيعيلانثانيد
70إتيربيومYb36fصلبأساسيلانثانيد
71لوتيشيومLu36dصلبأساسيلانثانيد
72هافنيومHf46dصلبأساسيفلز انتقالي
73تانتالومTa56dصلبأساسيفلز انتقالي
74تنجستنW66dصلبأساسيفلز انتقالي
75رينيومRe76dصلبأساسيفلز انتقالي
76أوزميومOs86dصلبأساسيفلز انتقالي
77إريديومIr96dصلبأساسيفلز انتقالي
78بلاتينPt106dصلبأساسيفلز انتقالي
79ذهبAu116dصلبأساسيفلز انتقالي
80زئبقHg126dسائلأساسيعنصر انتقالي
81ثاليومTl136pصلبأساسيفلز
82رصاصPb146pصلبأساسيفلز
83بزموتBi156pصلبأساسيفلز
84بولونيومPo166pصلبعابرشبه فلزي
85أستاتينAt176pصلبعابرهالوجين
86رادونRn186pغازعابرغاز نبيل
87فرانسيومFr17sصلبعابرفلز قلوي
88راديومRa27sصلبعابرفلز قلوي أرضي
89أكتينيومAc37fصلبعابرأكتينيد
90ثوريومTh37fصلبأساسيأكتينيد
91بروتكتينيومPa37fصلبعابرأكتينيد
92يورانيومU37fصلبأساسيأكتينيد
93نبتونيومNp37fصلبعابرأكتينيد
94بلوتونيومPu37fصلبأساسيأكتينيد
95أمريسيومAm37fصلبمصطنعأكتينيد
96كوريومCm37fصلبمصطنعأكتينيد
97بركيليومBk37fصلبمصطنعأكتينيد
98كاليفورنيومCf37fصلبمصطنعأكتينيد
99أينشتاينيومEs37fصلبمصطنعأكتينيد
100فرميومFm37fصلبمصطنعأكتينيد
101مندليفيومMd37fصلبمصطنعأكتينيد
102نوبليومNo37fصلبمصطنعأكتينيد
103لورنسيومLr37dصلبمصطنعأكتينيد
104رذرفورديومRf47dمصطنعفلز انتقالي
105دوبنيومDb57dمصطنعفلز انتقالي
106سيبورغيومSg67dمصطنعفلز انتقالي
107بوريومBh77dمصطنعفلز انتقالي
108هاسيومHs87dمصطنعفلز انتقالي
109مايتنريومMt97dمصطنع
110دارمشتاتيومDs107dمصطنع
111رونتجينيومRg117dمصطنع
112كوبرنيسيومCn127dمصطنعفلز انتقالي
113(نيهونيوم)Nh137pمصطنع
114(فليروفيوم)Fl147pمصطنع
115(موسكوفيوم)Mc157pمصطنع
116(ليفرموريوم)Lv167pمصطنع
117(تينيسين)Ts177pمصطنع
118(أوغانيسون)Og187pمصطنع

انظر أيضًا

مراجع