הטבלה המחזורית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
ערך זה עוסק בשיטת מיון היסודות. אם התכוונתם לספרו של פרימו לוי, ראו הטבלה המחזורית (ספר).

הטבלה המחזורית או המערכה המחזורית, המכונה גם טבלת מנדלייב, היא שיטת מיון (טקסונומיה) שהוצעה לראשונה על ידי הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלייב ב-1869, ומציגה את כל היסודות לפי המספר האטומי והסמל הכימי של האטומים שלהם.

דמיטרי מנדלייב

בעת שנבנתה הטבלה המספרים האטומיים היו לא יותר ממספרים סידוריים שניתנו ליסודות על-פי הצפיפות שלהם. רק 70 שנה מאוחר יותר פותחה תאוריה שהסבירה את הקשר בין המספר האטומי למבנה הפנימי של אטומי היסודות.

מנדלייב, באמצעות הטבלה שבנה, הניח את התשתית לתאוריית מבנה האטום. הוא הצליח למצוא קשר בין צפיפות היסודות לאופי התגובה שלהם בתהליכים כימיים. את הגילוי הזה הוא ניצל לפיתוח מודל מתמטי שמאפשר ניבוי של תכונות היסודות על פי צפיפותם. בתקופה שבה הציע מנדלייב את שיטתו הוצעו גם שיטות מיון אחרות. טבלת מנדלייב נחשבת לשיטה המוצלחת ביותר, שכן הניבויים שלה הם המדויקים ביותר.

היסודות בטבלה המחזורית מסודרים בצורה מיוחדת, התואמת את סידור האלקטרונים שלהם (הקונפיגורציה האלקטרונית), ומכאן - את תכונותיהם הכימיות:

  • כל אחת מהשורות נקראת מחזור, המחזור הראשון (העליון) מכיל רק שני יסודות (הליום ומימן) המחזיקים במספרים האטומיים 1 ו-2.
  • ליסודות הנמצאים באותה שורה יש מספר זהה של קליפות אלקטרונים, הנעים במסלולים ובצורות שונות, תלוי ברמת האנרגיה, במגנטיות ובגודל שלהם, כשהקליפה החיצונית של היסודות בקצה השמאלי של הטבלה מכילה אלקטרון בודד, ואילו זו של היסודות בקצה הימני מכילה 8 אלקטרונים (המספר המקסימלי האפשרי; כלומר, קליפתם מלאה לגמרי באלקטרונים). לדוגמה, ליתיום וניאון מכילים שניהם שתי קליפות אלקטרונים, כיוון ששניהם מצויים בשורה השנייה של הטבלה; הקליפה החיצונית של ליתיום מכילה אלקטרון אחד, וזו של ניאון - 8 אלקטרונים. (יוצאת דופן היא השורה הראשונה, בה להליום, היסוד האחרון בשורה, רק שני אלקטרונים).
  • ליסודות הנמצאים באותו הטור (מכונה בהקשר זה קבוצה) יש מספר זהה של אלקטרונים בקליפה החיצונית. היות שלמספר האלקטרונים בקליפה החיצונית השפעה מכרעת על התכונות הכימיות של היסוד, מגלים כל היסודות באותו הטור תכונות כימיות דומות ומהווים ברוב המקרים קבוצה מוגדרת בעלת שם (הלוגנים, מתכות אלקליות ועוד). לכלל זה (בנוגע למספר האלקטרונים בקליפה החיצונית) יש יוצאים מן הכלל במתכות המעבר.

לטבלת מנדלייב כמה חסרונות, העיקרי שבהם הוא הקושי לתאר באמצעותה את תכונותיהן של מתכות המעבר. חלק ניכר ממתכות המעבר מובאות כנספח לטבלה, משום שאין אפשרות לכלול אותן בתוכה. כמו כן היסוד מימן מופיע על-פי הטבלה בטור שאינו מתאים לו מבחינת תכונותיו.


קבוצה ← 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
↓ מחזור
1 2
He
1
H
2 10
Ne		 9
F		 8
O		 7
N		 6
C		 5
B
4
Be		 3
Li
3 18
Ar		 17
Cl		 16
S		 15
P		 14
Si		 13
Al
12
Mg		 11
Na
4 36
Kr		 35
Br		 34
Se		 33
As		 32
Ge		 31
Ga		 30
Zn		 29
Cu		 28
Ni		 27
Co		 26
Fe		 25
Mn		 24
Cr		 23
V		 22
Ti		 21
Sc		 20
Ca		 19
K
5 54
Xe		 53
I		 52
Te		 51
Sb		 50
Sn		 49
In		 48
Cd		 47
Ag		 46
Pd		 45
Rh		 44
Ru		 43
Tc		 42
Mo		 41
Nb		 40
Zr		 39
Y		 38
Sr		 37
Rb
6 86
Rn		 85
At		 84
Po		 83
Bi		 82
Pb		 81
Tl		 80
Hg		 79
Au		 78
Pt		 77
Ir		 76
Os		 75
Re		 74
W		 73
Ta		 72
Hf		 * 56
Ba		 55
Cs
7 118
Uuo		 117
Uus		 116
Uuh		 115
Uup		 114
Uuq		 113
Uut		 112
Uub		 111
Rg		 110
Ds		 109
Mt		 108
Hs		 107
Bh		 106
Sg		 105
Db		 104
Rf		 ** 88
Ra		 87
Fr

* לנתנידים: 71
Lu		 70
Yb		 69
Tm		 68
Er		 67
Ho		 66
Dy		 65
Tb		 64
Gd		 63
Eu		 62
Sm		 61
Pm		 60
Nd		 59
Pr		 58
Ce		 57
La
** אקטינידים: 103
Lr		 102
No		 101
Md		 100
Fm		 99
Es		 98
Cf		 97
Bk		 96
Cm		 95
Am		 94
Pu		 93
Np		 92
U		 91
Pa		 90
Th		 89
Ac


סדרות כימיות בטבלה המחזורית
מתכות אלקליות מתכות אלקאלי-עפרוריות אקטינידים לנתנידים מתכות מעבר
מתכות מעבר עמידות מתכות למחצה יסודות אל-מתכתיים הלוגנים גזים אציליים


קידוד צבעים למספרים האטומיים:

  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע כחול הם נוזליים בטמפרטורת החדר;
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע ירוק הם גזים בטמפרטורת החדר;
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע שחור הם מוצקים בטמפרטורת החדר;
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אדום אינם מופיעים בטבע והופקו באופן מלאכותי בלבד {רובם מוצקים בטמפרטורת החדר, פרט לאונונביום (יסוד מספר 112) ואונונאוקטיום (יסוד מספר 118)}.
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אפור עדיין לא התגלו (צבעם הדהוי מראה את סיווגם הצפוי בטבלה לכשיתגלו).

תוכן עניינים

[עריכה] טבלאות מחזוריות שונות

חוץ מהטבלה המחזורית הרגילה, שבה היסודות מחולקים לפי מחזור, קבוצה וסוג, יש טבלות מחזוריות מיוחדות שמחלקות את היסודות הכימיים לקבוצות אחרות:

[עריכה] הטבלה המחזורית לפי מתכות, אל-מתכות ומתכות למחצה

אחת החלוקות החשובות של הטבלה המחזורית היא לשלוש קבוצות:

קבוצה 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
מחזור
1 1
H
2
He
2 3
Li		 4
Be
5
B		 6
C		 7
N		 8
O		 9
F		 10
Ne
3 11
Na		 12
Mg
13
Al		 14
Si		 15
P		 16
S		 17
Cl		 18
Ar
4 19
K		 20
Ca		 21
Sc		 22
Ti		 23
V		 24
Cr		 25
Mn		 26
Fe		 27
Co		 28
Ni		 29
Cu		 30
Zn		 31
Ga		 32
Ge		 33
As		 34
Se		 35
Br		 36
Kr
5 37
Rb		 38
Sr		 39
Y		 40
Zr		 41
Nb		 42
Mo		 43
Tc		 44
Ru		 45
Rh		 46
Pd		 47
Ag		 48
Cd		 49
In		 50
Sn		 51
Sb		 52
Te		 53
I		 54
Xe
6 55
Cs		 56
Ba		 *
 72
Hf		 73
Ta		 74
W		 75
Re		 76
Os		 77
Ir		 78
Pt		 79
Au		 80
Hg		 81
Tl		 82
Pb		 83
Bi		 84
Po		 85
At		 86
Rn
7 87
 Fr 		 88
Ra		 **
 104
Rf		 105
Db		 106
Sg		 107
Bh		 108
Hs		 109
Mt		 110
Ds		 111
Rg		 112
Uub		 113
Uut		 114
Uuq		 115
Uup		 116
Uuh		 117
Uus		 118
Uuo

* לנתנידים 57
La		 58
Ce		 59
Pr		 60
Nd		 61
Pm		 62
Sm		 63
Eu		 64
Gd		 65
Tb		 66
Dy		 67
Ho		 68
Er		 69
Tm		 70
Yb		 71
Lu
** אקטינידים 89
Ac		 90
Th		 91
Pa		 92
U		 93
Np		 94
Pu		 95
Am		 96
Cm		 97
Bk		 98
Cf		 99
Es		 100
Fm		 101
Md		 102
No		 103
Lr
מקרא צבעים
מתכות מתכות למחצה יסודות אל-מתכתיים

[עריכה] הטבלה המחזורית לפי בלוקים

עמוד ראשיPostscript-viewer-shaded.png
 ערך מורחב – אורביטל אטומי

האלקטרונים באטום מסודרים בקליפות, על פי תורת הקוונטים. הקליפות מציינות באופן מקורב את האנרגיה של האלקטרונים בהן ואת המרחק מהגרעין. בממוצע, בקליפה בעלת אנרגיה גבוהה יותר האלקטרונים רחוקים יותר מהגרעין. הקליפות מסומנות במספרים: 1, 2,... וכן הלאה. הקליפות עצמן מחולקות לאורביטלים אטומיים לפי התנע הזוויתי של האלקטרונים בהן. האורביטלים מסומנים באותיות: s, p, d, f. אורביטלים שונים מציינים אנרגיה שונה: אורביטל s הוא בעל האנרגיה הנמוכה ביותר, אחריו p, וכן הלאה.

האלקטרונים באטום נמצאים בארביטל בעל האנרגיה הנמוכה ביותר, וכשהיא מתמלאת הם ממלאים את הרמה הבאה. מכאן נגזר גם המבנה של הטבלה המחזורית, והבלוקים הצבעוניים באיור.

קליפת s יכולה להכיל 2 אלקטרונים, ולכן שני היסודות הראשונים בכל שורה משויכים אליה (שורה ראשונה מתאימה לקליפה 1s שורה שנייה 2s וכן הלאה). קליפת p יכולה להכיל עד ששה אלקטרונים, ומכילה את ששת הטורים האחרונים (13-18). קליפת d מכילה עד 10 אלקטרונים ומשוייכות אליה מתכות המעבר. קליפה f מכילה עד 14 אלקטרונים ומכילה את הלנטנידים והאקטינידים.

1
קבוצה 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
מחזור
1 1
H
2
He
2 3
Li		 4
Be

5
B		 6
C		 7
N		 8
O		 9
F		 10
Ne
3 11
Na		 12
Mg

13
Al		 14
Si		 15
P		 16
S		 17
Cl		 18
Ar
4 19
K		 20
Ca		 21
Sc		 22
Ti		 23
V		 24
Cr		 25
Mn		 26
Fe		 27
Co		 28
Ni		 29
Cu		 30
Zn		 31
Ga		 32
Ge		 33
As		 34
Se		 35
Br		 36
Kr
5 37
Rb		 38
Sr		 39
Y		 40
Zr		 41
Nb		 42
Mo		 43
Tc		 44
Ru		 45
Rh		 46
Pd		 47
Ag		 48
Cd		 49
In		 50
Sn		 51
Sb		 52
Te		 53
I		 54
Xe
6 55
Cs		 56
Ba		 *
 72
Hf		 73
Ta		 74
W		 75
Re		 76
Os		 77
Ir		 78
Pt		 79
Au		 80
Hg		 81
Tl		 82
Pb		 83
Bi		 84
Po		 85
At		 86
Rn
7 87
 Fr 		 88
Ra		 **
 104
Rf		 105
Db		 106
Sg		 107
Bh		 108
Hs		 109
Mt		 110
Ds		 111
Rg		 112
Uub		 113
Uut		 114
Uuq		 115
Uup		 116
Uuh		 117
Uus		 118
Uuo

* לנתנידים 57
La		 58
Ce		 59
Pr		 60
Nd		 61
Pm		 62
Sm		 63
Eu		 64
Gd		 65
Tb		 66
Dy		 67
Ho		 68
Er		 69
Tm		 70
Yb		 71
Lu
** אקטינידים 89
Ac		 90
Th		 91
Pa		 92
U		 93
Np		 94
Pu		 95
Am		 96
Cm		 97
Bk		 98
Cf		 99
Es		 100
Fm		 101
Md		 102
No		 103
Lr
בלוקים
d-block f-block p-block s-block

[עריכה] הטבלה המחזורית - שם ומסה אטומית

עמוד ראשיPostscript-viewer-shaded.png
 ערך מורחב – איזוטופ

המספר של יסוד בטבלה המחזורית נקרא המספר האטומי, והוא מציין את מספר הפרוטונים שבגרעין. מספר זה קובע את סוג האטום, לדוגמה לחמצן 8 פרוטונים בגרעינו.

בנוסף לפרוטונים נמצאים בגרעין נייטרונים, אשר אינם משפיעים על התכונות הכימיות של האטום אך משפיעים על מסתו ועל התכונות הגרעיניות שלו. אטומים בעלי אותו מספר אטומי אך מסה אטומית שונה נקראים איזוטופים שונים של אותו יסוד, והם נבדלים זה מזה רק במספר הנייטרונים.

מסת הנייטרונים שווה בקירוב למסת הפרוטונים. המסה האטומית היא המסה של האטום, הנמדדת ביחידות מסה אטומיות (amu), ושווה בקירוב למסת הפרוטונים ועוד הנייטרונים.

יסוד יסומן עם שמו והמסה האטומית שלו, לדוגמה האיזוטופ הנפוץ של ברזל יסומן כ-56Fe. מספרו האטומי 26, ומסתו המדויקת 55.935amu, הקרובה למספר הפרוטונים ועוד הנייטרונים (56).

גודל דומה למסה האטומית הוא מסה אטומית יחסית, שהיא המסה של היסוד משוקללת כפי שהוא מצוי בטבע, כלומר תערובת של איזוטופים שונים של היסוד על פי תפוצתם. גודל זה יחסי למסה מולרית, שהיא המסה של מול אחד של אטומים (‎6.022×1023‎ אטומים) של אותו יסוד כפי שהוא מצוי בטבע, ונמדדת בגרמים. המסה המולרית בגרמים שווה, על פי ההגדרה, למסה האטומית היחסית ביחידות מסה אטומית.

[עריכה] הטבלה המחזורית - עם לנתנידים ואקטינידים
2
He
1
H
10
Ne		 9
F		 8
O		 7
N		 6
C		 5
B
4
Be		 3
Li
18
Ar		 17
Cl		 16
S		 15
P		 14
Si		 13
Al
12
Mg		 11
Na
36
Kr		 35
Br		 34
Se		 33
As		 32
Ge		 31
Ga		 30
Zn		 29
Cu		 28
Ni		 27
Co		 26
Fe		 25
Mn		 24
Cr		 23
V		 22
Ti		 21
Sc
20
Ca		 19
K
54
Xe		 53
I		 52
Te		 51
Sb		 50
Sn		 49
In		 48
Cd		 47
Ag		 46
Pd		 45
Rh		 44
Ru		 43
Tc		 42
Mo		 41
Nb		 40
Zr		 39
Y
38
Sr		 37
Rb
86
Rn		 85
At		 84
Po		 83
Bi		 82
Pb		 81
Tl		 80
Hg		 79
Au		 78
Pt		 77
Ir		 76
Os		 75
Re		 74
W		 73
Ta		 72
Hf		 71
Lu		 70
Yb		 69
Tm		 68
Er		 67
Ho		 66
Dy		 65
Tb		 64
Gd		 63
Eu		 62
Sm		 61
Pm		 60
Nd		 59
Pr		 58
Ce		 57
La		 56
Ba		 55
Cs
118
Uuo		 117
Uus		 116
Uuh		 115
Uup		 114
Uuq		 113
Uut		 112
Uub		 111
Rg		 110
Ds		 109
Mt		 108
Hs		 107
Bh		 106
Sg		 105
Db		 104
Rf		 103
Lr		 102
No		 101
Md		 100
Fm		 99
Es		 98
Cf		 97
Bk		 96
Cm		 95
Am		 94
Pu		 93
Np		 92
U		 91
Pa		 90
Th		 89
Ac		 88
Ra		 87
Fr
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע כחול הם נוזליים בטמפרטורת החדר;
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע ירוק הם גזים בטמפרטורת החדר;
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע שחור הם מוצקים בטמפרטורת החדר;
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אדום אינם מופיעים בטבע והופקו באופן מלאכותי בלבד {רובם מוצקים בטמפרטורת החדר, פרט לאונונביום (יסוד מספר 112) ואונונאוקטיום (יסוד מספר 118).
  • יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אפור עדיין לא התגלו (צבעם הדהוי מראה את סיווגם הצפוי בטבלה לכשיתגלו).

[עריכה] ראו גם

[עריכה] קישורים חיצוניים


מקור: http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%94%D7%98%D7%91%D7%9C%D7%94_%D7%94%D7%9E%D7%97%D7%96%D7%95%D7%A8%D7%99%D7%AA
שפות אחרות