تاريخچه
چگونه عناصر شيميايي بطور کلي در زمين و طبيعت پراکندهاند؟ اين پرسش از دير زماني انديشه آدمي را به خود سرگرم داشته است و نيازهاي زندگي روزانه ، در هر گام و مرحلهاي اين پرسش را پديد آورده است. چنانچه آدم نخستين که براي ساختن ابزار کار و شکار ، موادي لازم داشته و آنها را با سنگ آتشزنه و نفريت ميساخته که همچنان مانند آتشزنه سخت ، ولي محکمتر است. همچنين جستجوي کانههاي سودمند از هزاران سال پيش از دوره ما آغاز گشته است، يعني از هنگامي که نياکان دوره پيش از تاريخ ما جلاي زر را در ماسههاي رودخانهاي ديدند، شيفته زيبايي و سنگيني سنگها شدند.
هنگامي که صنعت استفاده از کانيها در اروپا گسترش يافت، قوانين ژئوشيمي روشنتر و مشخصتر گرديدند. در کانهاي بسيار ژرف ساکس ، سوئد و کارپات شالوده هاي دانش نويني به برنامه ژئوشيمي زاده شد. آموختند که موادي را که در طبيعت با همه نزديکي و اختلاط دارند، همچنين شرايط و قوانيني را که بعضي عنصرها را در يک جا به گرد آمدن و در جاي ديگر به پراکندن وا ميدارند، بهتر بشناسند. ببينيم آيا رده بندي مندليف که راهنماي شيميدانان است، چگونه جويندگان کانيها و فلزات را راهنمايي ميکند؟
مرکز جدول مندليف (مرکز عناصر واسطه)
مرکز جدول مندليف را نه فلز: آهن ، کبالت ، نيکل و شش فلز ديگر از گروه پلاتين اشغال کردهاند. ميدانيم که فلزات مزبور در ژرفاي زمين توليد ميشوند. هنگامي که چين خوردگيهاي کوهستاني که سابقا بسيار مرتفع بودند، در طول مدت ميليونها سال فرسايش يافتند و همانطور که در ناحيه اورال ميبينيم، تقريبا به شکل دشتي در آمدند. سنگهاي مزبور با رنگ سبز ، محتوي آهن و پلاتين اينک پس از فرسايش کوهها بيرون آمدهاند. اين عنصرها تنها ماده بنيادي کوهساران ما را تشکيل نميدهند، بلکه مرکز رده بندي مندليف را نيز اشغال کردهاند.
سمت راست رده بندي مندليف
بر گرديم به فلزهاي به اصطلاح سنگين که در سوي راست نيکل و پلاتين جاي وسيعي را گرفتهاند. اين فلزها : مس ، روي ، نقره ، طلا ، سرب ، بيسموت ، جيوه و ارسينيک هستند. اين فلزات هميشه با هم در رگههاي پوسته زمين يافت ميشوند.
سمت چپ رده بندي مندليف
اين مواد ، البته فلزات آنها ، از فلزات بسيار شناخته شدهاند. اينها از سنگهاي گرانبها و ترکيبات بريليم و ليتيم بدست ميآيند که از عنصرهاي ناياب و کمياباند و در آخرين بازماندههاي کوههاي سنگ خارايي و در پگماتيتهاي پرمايه گرد ميآيند.
انتهاي سمت راست بالاي جدول تناوبي
با دقت به انتهاي سمت راست بالاي جدول توجه کنيد. در آنجا عنصرهاي اصلي جو يعني ازت ، اکسيژن ، هيدروژن ، هليم و گازهاي ديگر يافت ميشوند.
انتهاي سمت چپ بالاي جدول تناوبي
در اين قسمت ليتيم ، بريليم و بور را ميبينيم؛ اين عنصرها ، بخشهاي کوههاي گرانيتي را به ياد ميآورند که در آن سنگهاي زيباي گرانبها مانند تورمالينهاي سرخ يا سبز (تورمالين) ، زمردهاي سبز درخشان (زمرد) و سپودومونهاي بنفش (سپودومون) تشکيل ميشوند.
ستون اول جدول تناوبي
اين ستون ، شامل ليتيم ، سديم ، پتاسيم ، روبيديم ، سزيم و فرانسيم است. اينها همه از فلزهاي قليايي هستند، غير از فرانسيم که عنصري است مصنوعي. عنصرهاي مزبور با هم در طبيعت يافت ميشوند. ترکيبهاي آنها به خوبي شناخته شدهاند. ترکيب سديم همان نمک ساده خوراکي است و ترکيب پتاسيم، همان شوره قلمي است که در آتشبازيها بکار ميرود. بعد نوبت به فلزهاي قليايي بسيار کمياب ميرسد که در حال حاضر براي ساختن لوازم برقي مختلف بکار ميروند. ولي هر قدر که اين عنصرها گوناگون باشند، از نظر شيميايي هماننديهايي دارند که همه آن را ميشناسند.
ستون دوم جدول تناوبي
دومين ستون شاهد فلزات قليايي خاکي است که به ترتيب از سبکترين آنها يعني بريليم آغاز و در راديم پايان مييابد. اين فلزات نيز بين هم يک پيوند خويشاوندي دارند و يک خانواده را تشکيل ميدهند.
ستون سوم جدول تناوبي
در ستون سوم اصلي ، بور ، آلومينيوم ، گاليم ، اينديم و تاليم داريم. تنها دو فلز نخست ، بور و آلومينيوم ، به مقدار زياد در طبيعت پراکندهاند و نقش مهمي دارند. بور داخل ترکيب اسيد بوريک و بوراکس است که در جوشکاري مصرف ميشود. آلومينيوم در نفلين ، فلدسپات ، کرندن و بوکسيت يافت ميشود و به حالت خالص در ساختن اشيا فلزي بسيار گوناگون مانند ديگها ، قاشقها ، در و پنجرهها استفاده ميشود.
ستون چهارم جدول تناوبي
اين ستون شامل کربن ، سيليسيم ، ژرمانيوم ، قلع و سرب است. دو عنصر نخست يعني کربن که همه جرم ماده زنده را ميسازد و در تريب همه آهکها داخل ميشود و سيليسيم ، از عنصرهايي هستند که در درجه اول اهميت قرار دارند.
ستونهاي فرعي جدول تناوبي عناصر واسطه
در اين گروهها ، فلزاتي مانند آهن قرار دارند که از کاربرد آنها در صنعت مطلع هستيم. آهن ، کبالت و نيکل در جدول بسيار به هم نزديکند، در طبيعت نيز بسيار به هم نزديک و همواره با هم وجود دارند. فلزهاي سبک از گروه پلاتين ، روتنيم ، روديم و پالاديم و همچنين فلزات سنگين ، اسميم ، ايريديم و غيره داراي اثرهاي مشترکند.
ستون پنجم (اصلي) جدول تناوبي
اين ستون با نيتروژن آغاز ميشود که در طبيعت به صورت گاز وجود دارد. بعد نوبت به فسفر ، ارسينيک ، آنتيموان و بيسموت ميرسد. از اين ستون به بعد ، عنصري با جلاي فلزي ساير خواص فلزي مشاهده نميشود.
ستون ششم جدول تناوبي
اين ستون با اکسيژن شروع ميشود و با پولونيوم پايان مييابد. اکسيژن به صورت مولکول دو اتمي در طبيعت وجود دارد و در تمام عناصر و بافتهاي زنده زمين موجود است.
ستون هفتم جدول تناوبي
اين ستون ، ستون هالوژنها است که با فلزات قليايي نمکهاي بسيار مهمي توليد ميکنند. مولکولهاي دو اتمي آنها در طبيعت يافت ميشوند.
ستون هشتم جدول تناوبي
ستون ، شامل گازهاي کمياب است که با هيچ چيزي ترکيب نميشوند و در تمام کانيهاي زمين نفوذ ميکنند. نخستين عنصر اين ستون ، گاز خورشيد يا هليم (He) و واپسين آنها گاز رادون (Rn) است که گازي است که بسيار شگرف که به خاطر راديواکتيو بودن ، عمر اتمهاي آن ، بيش از چند روزي نيست.