جدول تناوبی

جدول تناوبی عناصر شیمیایی نمایشی از عناصر شیمیایی است که براساس ساختار الکترونی مرتب شده است، بطوریکه بسیاری از خواص شیمیایی بصورت منظم در طول جدول تغییر نماید. جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتمها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، میتوان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. اولین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام Johann Wolfgang D?einer بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:

نمونه تثلیث ها
عنصر	جرم اتمی	چگالی	------	عنصر	جرم اتمی	چگالی
Cl	35.5	1.56 g/L	------	Ca	40.1	1.55 g/cm3
Br	79.9	3.12 g/L	------	Sr	87.6	2.6 g/cm3
I	126.9	4.95 g/L	------	Ba	137	3.5 g/cm3

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسی John Alexander Reina Newlands متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانی Lothar Meyer و شیمیدان روسی Dmitry Ivanovich Mendeleev تقریبا بطور همزمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم توجیه گردید). فهرست عناصر بر اساس نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود میباشد. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش میدهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون ("گروه") از لحاظ شیمیایی مشابه می باشند.

گروه

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

ردیف

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

*

71 Lu

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

**

103 Lr

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Uuu

112 Uub

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

* لانتانیدها

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

** آکتینیدها

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

گروههای شیمیایی جدول تناوبی

قلیائی فلزیها	قلیائی خاکیها	لانتانیدها	آکتینیدها	فلزات انتقالی
فلزات ضعیف	شبه فلزات	غیر فلزات	هالوژنها	گازهای کامل

در اینجا روشهای دیگر برای نمایش جدول ارائه شده‌اند:
جدول استاندارد - جدول جایگزین - جدول ضد - جدول بزرگ - جدول عظیم - جدول عریض - جدول توسعه یافته - جدول ساختاری - فلزات و غیر فلزات

کد رنگ برای اعداد اتمی:

• عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می باشند؛
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می گیرند، مشخص نماید.(

و می توانید دراین کلید واژه جدول برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می گیرد. هر لایه به زیرلایه های متفاوتی تقسیم میشود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می یابد، این لایه ها به ترتیب زیر:

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...

براساس ساختار جدول پر میشوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین مینمایند، این لایه ها در میان گروهای یکسان مشابه اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه میباشند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم های مشابه ولی خواص متفاوت میباشند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) میباشند. علیرغم تشابه آنها در جرم ( که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر میتوان ملاحظه نمود: اکسیژن دو اتمی یک کاز است که سوختن را تشدید می نماید، نیتروژن دو اتمی یک گاز است که سوختن را تشدید نمی کند، و کربن یک جامد است که میتواند سوزانده شود( بله، میتوان الماس را سوزاند!).

در مقایسه، عناصر بسیار نزدیک به کلر (Cl) در گروه یکی مانده به آخر در جدول «هالوژن‌ها) فلوئور( F) و برم( Br) میباشند. علیرغم تفاوت فاحش جرم آنها در گروه، فرمهای دیگر آنها دارای خواص بسیار مشابه میباشند: آنها بسیار خورنده ( بدین معنی که تمایل خوبی برای ترکیب با فلزات، برای تشکیل نمک هالاید فلز)؛ کلر و فلوئور گاز هستند، درحالیکه برم یک مایع با تبخیر بسیار کم میباشد؛ کلر و برم بسیار رنگی هستند.

گادولینیم

اروپیم - Gadolinium - تربیم Gd Cm جدول کامل
عمومی
نام , علامت اختصاری , شماره	Gadolinium, Gd, 64
گروه شیمیایی	لانتانیدها
گروه , تناوب , بلوک	6 , f-block
جرم حجمی , سختی	7901 kg/m3, اطلاعاتی در دست نیست
رنگ	سفید نقره‌ای
خواص اتمی
وزن اتمی	1 E-25 kg
شعاع اتمی (calc.)	1 E-10 m
شعاع کووالانسی	اطلاعاتی در دست نیست
شعاع واندروالس	اطلاعاتی در دست نیست
ساختار الکترونی	[Xe]6s²5d¹4f7
- e بازای هر سطح انرژی	2, 8, 18, 25, 9, 2
درجه اکسیداسیون (اکسید)	3 (باز ملایم)
ساختار کریستالی	شش گوشه
خواص فیزیکی
حالت ماده	جامد ferromagnetic
نقطه ذوب	1585 K (2394 °F)
نقطه جوش	3523 K (5882 °F)
حجم مولی	19.90 ((scientific notation|ש»10-6 m3/
گرمای تبخیر	359.4 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی	10.05 kJ/mol
فشار بخار	24400 Pa at 1585 K
سرعت صوت	2680 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته	1.20 (درجه پاولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه	230 J/kg*K
رسانائی الکتریکی	0.736 106/m اهم
رسانائی گرمایی	10.6 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون	593.4 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون	1170 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون	1990 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون	4250 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
iso NA نیم عمر DM DE M eV DP 152Gd 0.20% 1.08E+14 a α 2.205 148Sm 154Gd 2.18% 154Gd با 90نوترون ، پایدار است. 155Gd 14.80% 155Gd is stable with 91 neutrons 156Gd 20.47% 156Gd is stable with 92 neutrons 157Gd 15.65% 157Gd is stable with 93 neutrons 158Gd 24.84% 158Gd is stable with 94 neutrons 160Gd 21.86% 1.3E+21 a β-β- no data 160Dy
واحدهای SI & STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

اطلاعات اولیه

گادولینیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Gd و عدد اتمی 64 می‌باشد.

تاریخچــــــــه

"Jean Charles Galissard de Marignac " شیمیدان سوئیسی در سال 1880 برای مشاهده گادولینیم در نمونه‌های دیدیمیم و گادولینیت به بررسی خطوط طیف سنجی پرداختند؛ سال 1886 "Paul Émile Lecoq de Boisbaudran" دانشمند فرانسوی گادولینیا را ( اکسید گادولینیم ) از ایتریای Mosander جدا نمود. خود این عنصر برای اولین بار اخیراً تهیه شده است.

نام گادولینیم مانند کانی گادولینیت از نام "Johan Gadolin" شیمیدان و زمین‌شناس فنلاندی گرفته شده است.

پیدایــــــــش

گادولینیم هرگز در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد، اما در بسیاری از کانی‌ها از قبیل گادولینیت ، مونازیت و باستنازیت یافت می‌شود. این عنصر را امروزه با روش جابجایی یونی و جداسازی از حلال یا با کاهش فلورید بی‌آب آن توسط کلسیم فلزی تهیه می‌کنند.

خصوصیات قابل توجه

گادولینیم ، فلز خاکی کمیاب نقره‌ای رنگ ، چکش‌خوار و قابل انعطافی است که دارای درخششی فلزی می‌باشد. این عنصر در دمای اتاق به‌صورت ذرات آلفای نزدیک به هم بلورین می‌شود؛ وقتی آنرا تا 1508 درجه کلوین حرارت دهند، به شکل ذرات آلفای خود که دارای ساختار مکعبی body-centered است، تغییر شکل می‌یابد.

گادولینیم بر خلاف سایر عناصر خاکی کمیاب نسبتاً در هوای خشک پایدار است؛ با این حال به‌سرعت در هوای مرطوب کدر شده ، تولید اکسید چسبنده ناپایداری می‌کند که منتشر شده و در معرض سطح بیشتری برای اکسیداسیون قرار می‌گیرد. گادولینیم به‌آرامی با آب واکنش داده ، در اسیدهای رقیق محلول می‌باشد.

بعلاوه این عنصر در بین تمامی عناصر شناخته شده ، بالاترین واکنش سنجی جذب حرارتی نوترون را دارا می‌باشد ( 49000 بارن ) ، اما سوخت سریع آن ، استفاده از این عنصر را در میله کنترل هسته‌ای محدود نموده است. گادولینیم زیر دمای بحرانی 1,083کلوین به یک ابررسانا تبدیل می‌شود؛ در دمای اتاق شدیداً مغناطیسی است، در واقع بجز فلزات واسطه دوره چهارم ، تنها فلزی است که خصوصیات فرومغناطیسی را بروز می‌دهد.

کاربردهـــــــــا

از گادولینیم در ساخت نار سنگهای ایتریم – گادولینیم که کاربردهای(مایکروویو دارند، استفاده می‌شود؛ ترکیبات گادولینیم نیز در ساخت مواد فروزنده لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می‌رود و محلول ترکیبات این عنصر بعنوان پادنمای داخل وریدی جهت ارتقاء تصاویر از بیماران تحت MRI مورد استفاده قرار می‌گیرد. گادولینیم در تولید CDها ( لوحهای فشرده ) وحافظه کامپیوتر نیز کاربرد دارد.

همچنین گادولینیم دارای خصوصیات ابررسانایی غیر عادی است؛ مقدار 1% گادولینیم ، کارآمدی و مقاومت آهن ، کروم و آلیاژهای مربوطه را در دماهای بالا و اکسیداسیون افزایش می‌دهد. در آینده احتمال استفاده از اتیل سولفات گادولینیم که مشخصات پارازیت بسیار کمی دارد، در مایزرها وجود دارد؛ علاوه براین ، جنبش مغناطیسی زیاد گادولینیم و دمای کوری آن که تنها در حرارت اتاق وجود دارد، استفاده از آنرا بعنوان جزء مغناطیسی به‌منظور حس کردن گرما و سرما مطرح می‌کند.

نقش بیولوژیکی

هیچ نقش بیولوژیکی برای گادولینیم شناخته نشده است، اما احتمالاً موجب افزایش متابولیسم می‌شود.

ترکیبــــــــات

• فلوریدها
  • ( GdF₃)
• کلریدها
  • ( GdCl3 6H2O- GdCl₃)
• برمیدها
  • ( GdBr₃)
• یدیدها
  • ( GdI₂)
  • (GdI₃)
• اکسیدها
  • ( Gd₂O₃)
• سولفیدها
  • ( Gd₂S₃)
• سلنیدها
  • ( GdSe)
• تلوریدها
  • ( Gd₂Te₃)
• نیتریدها
  • ( GdN)

ایزوتوپهــــــــــا

گادولینیم بطور طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار: گادولینیم 154 ، گادولینیم 155 ، گادولینیم 156 ، گادولینیم 157 و گادولینیم 158 و دو رادیوایزوتوپ : گادولینیم 152 و گادولینیم 160 می‌باشد که گادولینیم 158 فراوان‌ترین آنها است ( فراوانی طبیعی 24,84 درصد ). 30 رادیوایزوتوپ که پایدارترین آنها گادولینیم 160 با نیم عمر 21+E3/1 سال ، گادولینیم 152 با نیم عمر 14+E08/1 سال و گادولینیم 150 با نیمه عمر 6+E79/1 سال هستند، شناسایی شده است.

مابقی ایزوتوپهای آن دارای نیمه عمری کمتر از 7/74 سال هستند که اکثر آنها نیز دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24,6 ثانیه می‌باشند. همچنین این عنصر دارای 4 meta states است. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار (گادولینیم 158) جذب الکترون است و حالت اولیه پس از آن فروپاشی منفی بتا است. محصولات فروپاشی اولیه قبل از گادولینیم 158 ایزوتوپهای عنصر Eu ( اروپیم ) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر Tb ( تربیم ) هستند.

هشدارهــــــــــا

ترکیبات گادولینیم مثل سایر لانتانیدها دارای میزان مسمومیت‌زایی بین ضعیف تا متوسط هستند؛ اگرچه مسمومیت‌زایی آنها به تفصیل مشخص نشده است.

تاریخچه عناصر شیمیایی

تاریخچه عناصر شیمیایی

در یونان قدیم و در سده پنجم بیش از میلاد ، عده‌ای از فیلسوفان آب را مادة‌المواد پنداشته، گروهی هم آتش و عده ای هم هوا را منشاء همه اجسام در طبیعت می‌دانستند. در پایان سده پنجم پیش از میلاد ، "امپیدوکل" ، فرضیه پیشینیان خود را در یک فرضیه جمع‌آوری و به آن عنصر خاک را نیز اضافه کرد و فرضیه چهار عنصر شناخته گردید که هر کدام دارای یک خاصیت معین می‌باشند و این خواص قابل تبدیل به یکدیگرند.

"ارسطو" (384-322 پیش از میلاد) که نفوذ زیادی در سایر فلاسفه بعدی خود داشت، معتقد بود که تمام مواد از عناصری ساخته شده‌اند که این عناصر ، ازلی و قدیم‌اند، نه از عدم بوجود می‌آیند و نه معدوم می‌شوند و کمیت آنها در طبیعت تغییر ناپذیر است. به عقیده او ماده اولیه دارای چهار خاصیت است که دو به دو در برابر هم و به صورت زوج متضاد قرار گرفته‌اند. این چهار ماده عبارتند از: گرمی ، سردی ، خشکی و رطوبت. تفاوت مواد ، وابسته به مقدار ترکیبی آن از هر یک از این چهار عنصر و نسبت آنها می‌باشد. ترکیب دو زوج خاصیت توسط ارسطو ، او را سرانجام با امپیدوکل در مکتب چهار عنصر همراه ساخت که خاک ، آب ، آتش و هوا باشد.

در قرون وسطی ، کیمیاگران روشی را برای تشخیص عناصر ساده از اجسام پیچیده نداشتند و تنها چند فلز را می‌شناختند، مانند آرسنیک ، قلع و غیره. کیمیاگران سده‌های میانی ، شمار عناصر را برابر با 7 سیاره می‌دانستند: مس ، آهن ، نقره ، طلا ، قلع ، سرب ، گوگرد و جیوه. گوگرد را پدر عناصر و جیوه را مادر آنها می‌دانستند.

با پیشرفت دانش در سده‌های اخیر ، کم‌کم ماهیت عناصر روشن گردید، مواد گوناگون در دست تجزیه و ترکیب قرار گرفت و عناصر شیمیایی ، ابتدا بطور مجزا و جدا از هم مورد مطالعه قرار گرفتند و سپس بعدها پیوند و بستگی کامل آنها در جدول پریود ( جدول مندلیف ) منعکس گردید. با پیشرفت علم ، نحوه پیوستگی این جدول نیز کاملتر و دقیق‌تر شد که در ذیل به شرح آنها می‌پردازیم.

اولین طبقه بندی عناصر شیمیایی

در 1829 ، شیمیدان آلمانی "دوبراینر" ، نتیجه مطالعات خود را در طبقه‌بندی عناصر برحسب خواص شیمیایی مشابه آنها منتشر کرد و استنباط کرد که می‌توان عناصری را که دارای خواص مشابه هستند، به دسته‌های سه‌تایی تقسیم کرد که در این صورت وزن اتمی یکی از آنها معدل وزنهای اتمی دو تای دیگر است. مثلا وزن اتمی لیتیم ، سدیم و پتاسیم ، به‌ترتیب 7 ، 23 و 39 است. از روی وزن اتمی لیتیم و پتاسیم می‌توان وزن اتمی سدیم را به صورت زیر بدست آورد:

دوبراینر ، این گروهها را تریاد یا گروههای سه گانه نامید. لیکن در میان همه عناصری که در آن زمان شناخته شده بود، وی تنها به کشف چهار گروه سه گانه یا چهار تریاد موفق گردید.

مطالعات و بررسیهای انجام شده پیش از مندلیف

در سال 1862 ، "Dechancourtoi" ،‌ عناصر را به ترتیب وزن اتمی ، بوسیله نقاطی روی یک مارپیچ نمایش داد. بطوری‌که اختلاف اوزان اتمی برای دو نقطه که فاصله یک حلقه روی مارپیچ داشتند، 16 بود و سعی کرد که تشابه خواص یک گروه را از روی ارتباط هندسی بین نقاط مارپیچ نمایش دهد. مثلا کلر ، برم و ید ، بوسیله نقاط واقع در یک خط نمایش داده شدند؛ ولی متاسفانه کارش مورد توجه واقع نگردید.

در سال 1863 ، "نیولندز" ، دانشمند انگلیسی ، عناصر را به ترتیب افزایش وزن اتمی تنظیم کرد و بدین نکته پی برد که هر هشت عنصر از هر کجا که شروع می‌شود، مانند نت هشتم در موسیقی تقریبا خواص عنصر نخستین را تکرار می‌کند. این رابطه را قانون اکتاوها نامید. سه اکتاو نخستین نیولندز برای نشان دادن سیستم او در زیر آورده می‌شود:

O N C B Be Li H S P Si Al Mg Na F Fe Mn Ti Cr Ca K Cl

این سیستم ، تناقضات زیادی را دربر داشت، لیکن بر پایه این فرضیه صحیح نهاده شده بود که خواص عناصر برحسب پریودی معین ، با افزایش وزن اتمی تغییر می‌کنند.

سال بعد ، "Lother- Mayer" جدول شامل بعضی عناصر شیمیایی که برحسب ظرفیت آنها به شش گروه تقسیم شده بود، منتشر کرد. Mayer با توجه به اینکه اختلاف میان وزن اتمی عناصر متوالی در هر گروه ، پایداری معینی را نشان می‌دهد، نوشته خود را بدین مضمون پایان داد: « شکی نیست که میان ارزش عددی و وزنهای اتمی رابطه معینی وجود دارد. » لیکن مایر نتیجه‌های قطعی‌تری درباره ماهیت و اهمیت این رابطه بدست نیاورد.

"مندلیف" (Dmitri Mandeleew) روی جدول تنظیمی خود 20 سال کار کرد تا توانست در سال 1868 آنرا عرضه کند و در مارس 1869 اولین گزارش مختصر خود راجع به قانون پریود به انجمن شیمی _ فیزیک پترزبورگ تقدیم داشت.

قانون تناوبی مندلیف

کشف مهم مندلیف که شاهکار تحقیقات علمی اوست، این بود که متوجه شد خواص قابل اندازه گیری عناصر با افزایش اوزان اتمی ترقی یا تنزل نمی‌کند، بلکه این تغییرات ، تناوب دارد و بطور متناوب گاهی صعودی و گاهی نزولی است. مندلیف برای اینکه عناصر مشابه را زیر یکدیگر قرار دهد، ناچار شد برای برخی عناصر کشف نشده در آن زمان ، در جدول خود جای خالی بگذارد و او توانست خواص سه عنصر ناشناخته را پیش بینی نماید.

با کشف گالیم در سال 1875 توسط "de.Bosibaudran" فرانسوی ، اسکاندیم توسط Larnilson سوئدی در سال 1879 و ژرمانیم توسط Clemenswinkler آلمانی در سال 1885 ، پیشگویی‌های مندلیف تائید گردید و سیستم تناوبی ، جایگاهی مناسب یافت. مندلیف وجود گازهای نجیب (Ra , Xe , Kr , Ar , Ne , He ) را پیش بینی نکرد، اما در هر حال پس از کشف این عناصر در سالهای 1898-1892 ، عناصر مزبور به سهولت در گروه خود در جدول جا داده شدند.

درست ماندن جدول تناوبی ایجاب می‌کرد که سه عنصر I , Ni , K در محلی غیر از آنکه ترتیب افزایش وزن اتمی حکم می‌کرد، قرار داده شوند. مثلا ید ، بر اساس وزن اتمی باید عنصر شماره 52 باشد، اما برای قرار گرفتن در گروه عناصر به لحاظ شیمیایی ، مشابه Br , Cl , F ، عنصر شماره 53 در نظر گرفته شد. مطالعه بعدی طبقه‌بندی تناوبی ، بسیاری از شیمیدانها را متقاعد ساخت که خاصیت بنیادی دیگر جز وزن اتمی موجب پیدایش خاصیت مشهود تناوبی است. پیشنهاد شد که این خاصیت بنیادی به نحوی با عدد اتمی مرتبط است.

شایان ذکر است که در زمان مندلیف ، تنها 62 عنصر شناخته شده بود و اوزان اتمی آنها با روشهای غیر دقیق تعیین گردیده بود و از خواص آنها اطلاعات کمتری در دست قرار داشت و در چنین شرایطی ، مندلیف توانست رابطه و تشابه بین گروهی از عناصر مختلف را درک کند.

قانون تناوبی موزلی

"هنری موزلی" Henry G.J.Mosley در سالهای 1913 و 1914 مشکل فوق را حل کرد؛ او توانست با بررسی طیف پرتو ایکس عناصر ، اهمیت عدد اتمی را نشان دهد و طیف پرتو ایکس سی و هشت عنصر را که اعداد اتمی آنها بین 13 (Al) و 79 (Au) بود، مورد بررسی قرار داد و دریافت که وقتی عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی مرتب شده باشند، ریشه دوم فرکانس خط طیفی از عنصری به عنصر دیگر همیشه به مقدار ثابتی افزایش می‌یابد.

بنابراین موزلی موفق شد که بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر ، عدد اتمی صحیح آن را تعیین کند و به این ترتیب توانست مشکل طبقه بندی عناصری را حل کند که بر اساس وزن اتمی در جای درست خود قرار نمی‌گرفتند. او همچنین ابراز داشت که بین ₅₈Ce تا ₇₁Lu باید چهارده عنصر وجود وجود داشته باشد و ثابت کرد که این عناصر باید در جدول تناوبی به دنبال لانتان قرار گیرند.

در آن زمان هنوز خانه‌های 43 ، 61 ، 72 ، 75 ، 85 و 87 خالی مانده بود و وجود عناصر احتمالی را که هنوز کشف نشده بود، نشان می‌داد. در سال 1922 ، Hafnium کشف شد که خانه 72 را اشغال کرد. سپس در سال 1925 خانه 75 توسط عنصر Rhenium پر گردید. درباره چهار عنصر باقیمانده باید گفت که با اظهار نظرهای چندی درباره کشف آنها هنوز دلیل قابل اطمینانی بر وجود این عناصر در طبیعت در دست نیست و هر چهار عنصر اخیرا بطور مصنوعی تهیه شده‌اند و این عناصر را Francium ، Astatine ، Promerhiam ، Technetium نامیدند.

سنجش رقمهای اتمی عناصر ، بوسیله طیف اشعه ایکس از نظر دیگر نیز بسیار اهمیت داشته است. این کار تعیین عدد کلی خانه‌ها را در جدول بین هیدروژن با عدد اتمی یک و اورانیوم با عدد اتمی 92 که در آن زمان آخرین عضو جدول تناوبی تصور می‌شد، ممکن ساخت و به این ترتیب جدول تناوبی تکامل یافت و با کشف عناصر جدید به تعداد عناصر شناخته شده افزوده گردید تا اینکه جدول تناوبی عناصر به صورت کنونی درآمده است.

طبقه بندی عناصر در جدول تناوبی

عناصر نماینده

این عناصر گروههای A جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و شامل فلزات و نافلزات هستند. خواص شیمیایی این عناصر بسیار متنوع است. بعضی از آنها دیامغناطیس و برخی دیگر پارامغناطیس هستند، ولی ترکیبات این عناصر معمولا دیامغناطیس و بی‌رنگ‌اند. در این عناصر الکترون متمایز کننده ، الکترون s یا p است که به روش بناگذاری به آخرین پوسته الکترونی افزوده می‌شود.

عناصر واسطه

این عناصر در گروههای B جدول تناوبی دیده می‌شود. تمام این عناصر فلز بوده ، بیشتر آنها پارامغناطیس‌اند و ترکیبات شدیدا رنگین و پارامغناطیس بوجود می‌آورند. در این عناصر الکترون متمایز کننده که به روش بناگذاری به عنصر پیشین اضافه می‌شود، الکترون d است و به پوسته ماقبل آخر افزوده می‌شود. در عناصر واسطه ، الکترونهای دو پوسته آخری در واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عناصر واسطه داخلی

این عناصر در پایین جدول تناوبی دیده می‌شوند، اما در واقع باید در تناوبهای ششم و هفتم به دنبال عناصر گروه IIIB قرار گیرند. 14 عنصری که در تناوب ششم بعد از لانتان قرار دارند، سری لانتانیدها نامیده می‌شوند. در تناوب هفتم ، دسته‌ای که به دنبال اکتنیم قرار می‌گیرند، سری اکتینیدها خوانده شده‌اند. در این دسته از عناصر ، الکترونهای متمایز کننده از نوع f بوده ، در پوسته فرعی f واقع در پوسته زیر ماقبل آخر قرار می‌گیرند. تمام عناصر واسطه درونی ، فلز هستند. این عناصر پارامغناطیس‌اند و ترکیبات آنها نیز رنگین و پارامغناطیس می‌باشند.

گازهای نجیب

در جدول تناوبی ، گازهای نجیب در انتهای هر تناوب جای دارند. این عناصر گازهای بی‌رنگ ، تک اتمی ، دیامغناطیس و از نظر شیمیایی غیر فعال‌اند. بجز هلیم (که آرایش الکترونی دارد) ، تمام گازهای نجیب آرایش الکترونی بیرونی که نظمی بسیار پایدار است، دارند.