הטבלה המחזורית של דימטרי מנדלייב (1834-1907)

מנדלייב, כימאי רוסי,  ארגן בשנת 1869 את היסודות שהיו ידועים באותו זמן בטבלה. הוא מצא כי כאשר היסודות מסודרים בסדר עולה של משקלים אטומיים,  תכונותיהם משתנות בהדרגה וכי לאחר כל כמה יסודות שב ומופיע באופן מחזורי יסוד שתכונותיו והתנהגותו דומים ליסוד שהופיע קודם. מנדלייב שיער גם כי קיימים יסודות לא מוכרים והשאיר להם מקום בטבלה המחזורית שיצר.

עם הזמן התגלו יסודות חדשים המתאימים לניבוי שלו והמוניטין והתהילה המדעית של מנדלייב גדלו. בשנת 1905, החברה המלכותית הבריטית העניקה למנדלייב את אות הכבוד הגבוה ביותר שלה, מדליית קופלי, ובאותה שנה הוא נבחר לאקדמיה השוודית המלכותית למדעים.

היסוד ה-101 נקרא מנדלביום לכבודו.

היסודות, בטבלה המחזורית המודרנית, מסודרים בשורות וטורים לפי העקרונות שגילה מנדלייב ומידע רב נוסף שהתגלה לאורך השנים.

בשורות, מסודרים היסודות בסדר עולה של מספר אטומי. 

בשורה הראשונה, 2 יסודות בלבד,  אטום מימן ואטום הליום.

בשורה השניה, 8 יסודות.

היסודות מסודרים בטורים לפי תכונות. ישנם 8 טורים, יסודות באותו טור נקראים משפחה כימית. ליסודות באותו טור יש תכונות משותפות ולחלק מהמשפחות הכימיות ניתן שם מיוחד:

  • טור 1 מתכות אלקליות.

  • טור 2 מתכות אלקליות עפרוריות.

  • טור 7 הלוגנים.

  • טור 8 גזים אצילים.

​היסודות במרכז הטבלה (צבע ורוד) נקראים יסודות מעבר והם מהווים קבוצה שלא נתייחס אליה בשלב זה של הלימוד.

בנוסף לשורות ולטורים היסודות מחולקים לשתי קבוצות גדולות – קבוצת המתכות המתכות וקבוצת האלמתכות.

מהו סריג? ומדוע מתכות מוליכות חשמל?

דמיינו שאתם מתבוננים במתכת באמצעות משקפי קסם שיאפשרו לכם לראות את האטומים של המתכת. גרעיני האטומים של המתכת, המכילים פרוטונים ונויטרונים הם בעלי מטען חיובי ומסודרים במתכת בסידור קבוע (ראה ציור) למבנה זה קוראים סריג. הסריג המתכתי בנוי מיונים חיוביים של מתכת. הסריג מוקף ב"ים" של אלקטרונים. המתכת מוליכה חשמל בגלל שבמתכות האלקטרונים, שרחוקים יחסית מהגרעין, יכולים לעבור מגרעין לגרעין. אלקטרונים אילו נקראים אלקטרונים חופשיים.

אם חוט מתכת מחובר בקצותיו לקוטב חיובי ושלילי (סוללה) יווצר מעגל חשמלי ויעבור בו זרם חשמלי כי אלקטרונים ינועו לכיוון הקוטב החיובי. תנועה של כל האלקטרונים לכיוון אחד נקראת זרם.

מהי משפחה כימית?

משפחה כימית היא קבוצת יסודות הנמצאים באותו טור בטבלת היסודות.

ליסודות באותה משפחה יש כמה תכונות דומות.

משפחת המתכות האלקליות - טור 1

המתכות האלקליות מוצקות בטמפרטורת החדר, מוליכות חשמל וחום. הן ניתנות לריקוע וצבען אפור, בעלות ברק ורכות כך שניתן לחתוך אותן בסכין. צפות במים, מגיבות בקלות עם חמצן ולכן כאשר מכניסים אותן למים הן מתחברות עם החמצן של המים והמימן שנפלט נדלק. מגיבות מהר עם יסודות אל-מתכתיים.

משפחת ההלוגנים - טור 7

ההלוגנים הם יסודות מאוד פעילים. אטום של הלוגן נמצא בקרבת אטום מתכת, מושך ממנו אלקטרון ויוצר תרכובת מלח (תרכובת של מתכת ואלמתכת). כל ההלוגנים רעילים.

משפחת הגזים האצילים - טור 8

משפחת הגזים האצילים כוללת את היסודות הנמצאים בטור 8 של הטבלה המחזורית. כל היסודות במשפחה זו שייכים לקבוצת אל-מתכות, הם במצב צבירה גז בטמפרטורת החדר, חסרי צבע, ריח וטעם. הם נמצאים באוויר בריכוז נמוך, אינם מגיבים עם חומרים אחרים לכן גם נקראים "גזים אדישים".

מכיוון שיסודות אלה, אינם מגיבים עם יסודות אחרים ואינם דליקים, הם משמשים למילוי מכלי נורות.