הטבלה המחזורית

 

החכמים הקדמונים כגון אריסטוטלס (אריסטו) חשבו שבטבע יש 4 יסודות- אדמה, אוויר, אש, ומים, ושכל החומרים עשויים מצירופים שונים וכמויות שונות של יסודות אלה. לאורך השנים הסתבר כי בטבע יש הרבה יותר יסודות כימיים. כיום אנו יודעים על קרוב ל 100 יסודות בטבע, ובנוסף לאלה הוכנו במעבדה עוד כ 20 יסודות נוספים.

אז מהו יסוד? יסוד כימי הוא חומר שבנוי מסוג אחד בלבד של חלקיקים ושאי אפשר בשום דרך לפרק אותו לחלקיקים מסוגים אחרים. לחלקיק הבסיסי הזה אנחנו קוראים אטום. כלומר- בטבע יש כ 120 סוגים שונים של אטומים אשר להם אנו קוראים יסודות. כמו האותיות מהם אנו מרכיבים את המילים שונות, צירופים שונים של יסודות שונים בונים את כל מיליוני החומרים שבעולם שלנו. לצירופים אלה של אטומים שונים הנמצאים בקשר כימי אנו קוראים תרכובות. לדוגמה- פחמן, מימן וחמצן הם יסודות. כלומר, כאשר פחמן, מימן וחמצן נמצאים בקשר כימי ויוצרים תרכובת, אנו מקבלים סוכר. יסודות אלה יכולים להגיב בצירופים שונים ולהניב סוכרים שונים או חומרים אחרים שהם כלל לא שייכים למשפחת הסוכרים. בשלב זה נסתפק בהסבר זה והמשך נרחיב את הלימוד על תרכובות.

המדען הרוסי מנדלייב סידר את היסודות בטבלה הנקראת על שמו- הטבלה המחזורית של מנדלייב. בתקופתו של מנדלייב היו ידועים רק 63 יסודות. מנדלייב שהיה שחקן קלפים שאהב לשחק סוליטר רשם את תכונות של כל יסוד על פתק נפרד. כאשר חיפש סדר הגיוני לסידור הפתקים ראה כי ליסודות מסוימים תכונות דומות וכי ניתן לחלק את היסודות למשפחות על בסיס התכונות המשותפות הללו. הסידור של מנדלייב היה כל כך מדוייק שמנדלייב ניבא את מציאתם של יסודות שלא היו מוכרים בתקופתו. הוא גם ניבא את תכונותיהם. בחלק מהמקרים, התחזיות של מנדלייב היו מעט שונות מהתוצאות שקיבלו מגלי היסודות. רק כעבור שנים רבות, כאשר ציוד חדיש ומשוכלל עמד לרשות המדענים, התברר כי התחזית של מנדלייב לגבי התכונות של היסודות היתה יותר מדוייקת מאלה של מגלי היסודות.

חומר נוסף על היסודות הכימיים תוכלו לקרוא באינציקלופדיה של ynet. 

                                   

 

המדען הרוסי דמטרי מנדלייב

1907-1834

טבלת היסודות של מנדלייב, או הטבלה המחזורית, אשר כוללת כיום כ 120 יסודות שונים.

לחצו על תמונת הטבלה כדי לקבל תמונה מוגדלת ודינמית של הטבלה. בעזרת הטבלה הדינמית תוכלו ללמוד על המשפחות הכימיות השונות ועל תכונות היסודות השונים.

 

 

לכל יסוד בטבלה יש סימן כימי שהוא אות אחת או שתיים באנגלית (האות הראשונה של הסימן הכימי תהיה תמיד אות גדולה. אות קטנה לעולם אינה סימן כימי אלא האות השניה בסימן הכימי). מעל לסימן הכימי מופיע מספר. מספר זה הוא המספר האטומי של היסוד. בהמשך נלמד גם מה מייצג המספר האטומי. אם תביטו היטב בטבלה תוכלו לשים לב כי היסודות מסודרים זה אחר זה לפי המספר האטומי שלהם.

לפי הסידור של מנדלייב, כאשר השורות שבטבלה הן באורך מסויים נוצרים טורים, וכל היסודות שבטור מסויים מהווים משפחה כימית בעלת תכונות דומות.

 

 

את הטבלה המחזורית ניתן לחלק לגושים ולמשפחות כימיות. אם תחפשו את המתכות המוכרות לכם תיווכחו שהן נמצאות בצד אחד של הטבלה. אם תחפשו את האל מתכות שאתם מכירים (פחמן, חמצן, חנקן) תמצאו אותם בצד השני של הטבלה. בשלב זה, אנו יכולים להתייחס אל הטבלה כפי שאני רואים בתרשים שמשמאל ולמטה.

ה"מדרגות" שאתם רואים מצד ימין בטבלה הן קו ההפרדה בין הגושים. מימין למדרגות נמצאות האל מתכות ומשמאל למדרגה נמצאות המתכות.

  

תרשים כללי של הסידור הפנימי שלהטבלה המחזורית. מימן למדרגות נמצא גוש האל-מתכות אשר כולל את המשפחות הכימיות של הגזים האצילים וההלוגנים. משמאל למדרגות נמצאות המתכות הכוללות את משפחת האלקלים.

 

               

 

הסימנים הכימיים של כל היסודות מופיעים בטבלה, והם מסודרים לפי המספר האטומי שלהם

 

תרשים חלוקה של הטבלה המחזורית לגושים ולמשפחות.

מטלה:

1)  עליכם לסכם את התכונות והשימושים של המשפחות הכימיות הבאות: אלקלים, הלוגנים, גזים אצילים. לשם כך עליכם להכין טבלה בעלת שלושה טורים. בטור הראשון רשמו את שם המשפחה, בטור השני את תכונות היסודות השייכים למשפחה, ובטור השלישי את השימושים שנעשים ביסודות של המשפחה הכימית.

2)   איזה שתי תכונות משותפת לכל המתכות ושבגללה משתמשים בהן במכשירי חשמל, להכנת חוטי חשמל, קולטי שמש, ומדוע לא ניתן להשתמש באל מתכות לשם כך?

 

לאחר שלמדנו על היסודות השונים, ושכל יסוד בנוי מסוג אחד של אטומים, ועל הסידור שלהם בטבלה המחזורית, נעבור ללמוד על המבנה של האטומים. על מבנה האטום נלמד פה.