جدول ماندلييف الشهير ليس وحيدًا!

لا بد من أنك سمعت مصطلح "الجدول الدوري" عند دخولك عالم الكيمياء، وتعرف بالطبع أنه مكون من عناصر كيميائية مرتبة ترتيبًا معينًا، وعليه فإن المتطلب الأساسي لإنشاء الجدول الدوري كان وجود هذه العناصر بحد ذاتها، وهنا سنعود بك إلى عام 1649، فعلى الرغم من أن بعض العناصر كالذهب والفضة والنحاس والرصاص والزئبق والقصدير قد عُرفت منذ العصور القديمة؛ فإن الاكتشاف العلمي الأول كان في العام السابق الذكر عندما اكتشف العالم "هينيغ براند Hennig Brand"عنصر الفوسفور.

وقد توسع إطار المعرفة حول العناصر وخصائصها ومركباتها في الـ 200 سنة التي تلت ذلك، حتى وصل العلماء إلى 63 عنصرًا مُكتشفًا في عام 1869، ومع هذا التوسع في اكتشاف العناصر زاد اهتمامهم وبحثهم وقدرتهم على إيجاد الطرائق الأفضل للتصنيف باستخدام الخصائص وبدؤوا بتطوير نماذج التصنيف.

بحديثنا السابق؛ أعتقد أنكم تخيلتم الجدول الدوري الموجود في كتاب الكيمياء، أو ربما على حائط شعبكم الدراسية، وهذا هو جدول "ماندلييف Mandlieve" العالم الروسي الذي نُصِّب -في كثير من الأحيان- أبًا للجداول الدورية!

ولكن ماذا إن أخبرناكم أمرين قد يكونا جديدين كليًّا عندكم؟!

أولهما أن العديد من العلماء اللاحقين لماندلييف أضافوا لمساتهم على الجدول الدوري حتى وصل إلينا بشكله الحالي؛ أي إن جدول ماندلييف الأصلي لم يكن بهذه الهيئة تمامًا. وثانيهما أن هذا الجدول الذائع الصيت ليس الجدول الدوري الوحيد الموجود لترتيب العناصر! 

تبدأ رحلتنا عام 1869 حين قدم ماندلييف نسخةً جديدةً تمامًا من الجدول الدوري، رتَّب العناصر فيها اعتمادًا على أوزانها الذرية مشكِّلًا بذلك أساسات جدول وضع نماذج معينة للبناء الأولي للمادة. والآن مضى قرابة الـ 150 عامًا على فكرة ماندلييف هذه وبدايات ظهور الجدول الدوري الذي نعرف، ولكن كما ذكرنا فهو لم يكن الشخص الوحيد الذي حاول ترتيب العناصر ضمن طريقة منطقية، وسنبدأ معًا بأكثر الجداول ألفة؛ لدينا:

1- The OG

الجدول المعروف الذائع الصيت، وهو النسخة الأصلية من الجدول الدوري، ويعتمد الترتيب فيه على الأعداد الذرية، وترتيب الإلكترونات وحريتها حسب الخواص الكيميائية للعناصر.

وعلى الرغم من أن النسخة التي وضعها ماندلييف احتوت عناصر أقل؛ فقد ترك فراغًا لمزيد من العناصر، وتوقع خصائص معينة للعناصر التي لم تكتشف بعد، والمذهل في الموضوع أنه صدق في معظم هذه التوقعات.

2-البرج The Tower

صمم Valery Tsimmerman هذا الجدول عام 2006، ويعد هذا الأنموذج الأكثر اختلافًا عن جدول ماندلييف بين الجداول الأخرى؛ إذ يعتمد على الأعداد الكمومية الأربعة* لترتيب الإلكترونات عوضًا عن الاستناد إلى الأعداد الذرية، ويطلق عليه اختصارًا ADOMAH.

وقد اشتقت فكرة هذا الجدول الأساسية من جدول سابق صممه البيولوجي والمهندس "Charles Janet" الذي أعاد تنظيم العناصر وترتيبها وفقًا للامتلاء المداري orbital filling، وهو احتمالية وجود إلكترون يبعد مسافة معينة عن النواة في إحدى الذرات.

3- الحلزون The Spiral

يجب الاعتراف هنا بكونه الأكثر جمالًا والأروع تصميمًا، ويعود هذا العمل الفريد إلى عام 1964 بتصميم من الكيميائي "Theodor Benfey"، ويبدأ من منتصف القوقعة الحلزونية بالهيدروجين، ليكون دوران العناصر خارجًا مرتبطًا بالأعداد الذرية قبل أن يتفرع إلى معادن انتقالية؛ الأكتينيدات واللانتانيدات، وفوق الأكتينيدات غير المكتشفة بعد.

4- الزهرة الثلاثية الأبعاد The 3D flower

يحتاج هذا الأنموذج مجهودًا لتدور برأسك حوله، ولكنه -من ناحية أخرى- ليس جدولًا معقدًّا!

فلننظر إلى الجدول على أنه زهرة ونتحدث عن وريقاتها، فالوريقة الملونة باللون الأصفر الفاهي تحتوي المعادن القلوية في الأمام، والمعادن القلوية الترابية في الخلف، أما الوريقات الأخرى فتشمل بقية العناصر مصنفة وفق خصائص كل عنصر.

5- شريط قوس قزح The Rainbow Ribbon

يدعى جدول الشريط الملتف، وضعه James Franklin Hyde عام 1975، وقد كان كيميائيًّا مختصًّا بما يُدعى organosilicon chemistry**، لهذا فقد اختار السيليكون Si ليكون مركز عمله (القسم ذو اللون البيج في منتصف الدائرتين)، موضحًا بذلك مدى ارتباط هذا العنصر بعناصر أخرى كثيرة في الجدول، ومع هذا فلا يزال الجدول يبدأ في مركز الدائرة اليمينية؛ أي بالهيدروجين، قبل أن يلتف إلى الخارج محددًا المجموعات الأخرى، وتوضح الألوان المتعددة في هذا الجدول العلاقات الدورية للعناصر.

*الأعداد الكمومية الأربعة هي أعداد تستخدم لوصف تنظيم الإلكترونات وحركتها داخل الذرة.

**الـ organosilicon chemistry: تعد فرعًا من فروع كيمياء عنصر السيليكون Silicone"Si" والكيمياء العضوية؛ إذ إنها تتناول المركبات الحاوية على روابط Si-C، وقد بدأت منذ أكثر من 100 عام مضى وذلك بالعمل المميز لـ"carfts and friedel"؛ إذ عُزِل مركب Et4Si من تفاعل Et2Zn مع SiCl4 في درجة حرارة 140 سيليزيوس.

المصادر: