מה הקטע בטבלה המחזורית?

מה הקטע בטבלת היסודות? למה הצבעים השונים? למה יש "חורים" באמצע וגבהים שונים לטורים (למה המימן לא פשוט ליד ההליום)? תודה, אגם

הרשה לי לקחת אותך לרוסיה של אמצע המאה הי"ט. מדענים כבר יודעים שכל החומרים בעולם עשויים מתרכובות של היסודות הכימיים, והם מגלים יותר ויותר יסודות כאלה. ודמיטרי איואנוביץ' מנדלייב, כימאי, ממציא, מורה ומחנך, מחליט לכתוב ספר כימיה שבו יופיעו, לראשונה, כל היסודות בסדר הגיוני.

מנדלייב הבחין שאם ממיינים את היסודות לפי משקלם (לכל יסוד משקל אחר, וקל למדוד ולראות שחנקן, לדוגמה, קל מחמצן וכבד מפחמן) אותו רצף תכונות כימיות מופיע שוב ושוב. כל כמה יסודות מופיע גז אציל שאינו נוטה להתחבר לחומרים אחרים כלל. אחריו, לפי המשקל, מופיעה מתכת אלקלית רכה ובלתי יציבה. ואז עוד כמה סוגי מתכות. ומתכות למחצה. ואל־מתכות. ולבסוף הלוגן ("יוצר מלחים" ביוונית, אם אתה מחפש משהו אינטליגנטי לומר בפעם הבאה שאתה מחליף נורה), שזו אל־מתכת שהופכת מתכות למלח. ואז שוב גז אציל. וחוזר חלילה.

הטבלה המחזורית צילום: שאטרסטוק

כיום, כל מחזור כזה, ממתכת אלקלית ועד גז אציל, מקבל שורה משלו. כל שורה כבדה מזו שמעליה, ויסודות בעלי תכונות משותפות נמצאים באותו טור. והצבעים עוזרים להפריד בין משפחות של חומרים דומים. הצרה היא שלא כל השורות זהות באורכן. בראשונה יש רק שני מקומות. בשתיים הבאות 8, מתחתיהן 18, ובכל אחת משתי האחרונות אמורים לשבת 32 יסודות. כדי לא לקלקל את השורה נהוג לסמן בהן רק 18 יסודות וכוכבית, ולהשלים למטה את החסר.

לקח לפיזיקאים כמה עשורים להסביר את המחזוריות הזו, אבל בגדול: האטום עשוי מגרעין שסביבו, כרקדנים בחוג ריקודי עם, חגים אלקטרונים במעגלים הולכים וגדלים. ככל שהגרעין כבד יותר (ככל שהוא מכיל יותר פרוטונים, ליתר דיוק) כך הוא מושך יותר אלקטרונים, והאופן שבו יסודות מגיבים זה לזה תלוי בעיקר במצבו של המעגל החיצוני ביותר.

אם הוא מלא לגמרי, יש לך גז אציל, אדיש מבחינה כימית. אך אם יש מקומות פנויים, אפשר לשלב מעגלים עם רקדנים מאטום אחר, וזו בדיוק תגובה כימית. כל שורה בטבלה מייצגת את מצבו של המעגל החיצוני, מרקדן יחיד ועד מעגל מלא, וככל שמספר המקומות גדל כך מתארכות השורות.

יש גם סידורים חליפיים. הפשוט והמקובל מכולם הוא הסידור המדורג, כשכל השורות מסומנות במלואן ומיושרות לימין – ללא רווחים. כך המימן מפנה את הטור השמאלי, השמור למתכות אלקליות, ונצמד להליום, כראוי לאל־מתכת. יש גם סידורים מעגליים, וכוורתיים, ותלת ממדיים. אבל מה שחשוב זה לא הסידור המסוים, אלא הרעיון. הטבלה המחזורית היא יותר מכלי עזר מדעי. היא הוכחה מקסימה בפשטותה לחוקיות העומדת בבסיס עולמנו.

שאלות לבלדד השוחי: askbildad@calcalist.co.il