العناصر الكيميائية هي أساس بناء العالم الطبيعي الذي نعيش فيه، وهي تمثل اللبنات الأساسية للمادة كما نراها ونختبرها كل يوم. هذه العناصر تتميز بمجموعة متنوعة من الخصائص التي تحدد سلوكها وتفاعلاتها مع بعضها البعض ومع المواد الأخرى. فيما يلي نظرة معمقة على بعض أهم هذه الخصائص:
- الرقم الذري: هذا الرقم يحدد عدد البروتونات الموجودة داخل نواة ذرة العنصر. لكل عنصر رقم ذري فريد، ويبدأ من 1 للبروتون (الهيدروجين) وصولاً إلى الأعداد الأعلى مثل اليورانيوم (92).
- الكثافة: تعبر كثافة العنصر عن كمية المادة الموجودة في وحده الحجم. يمكن أن تتفاوت بشكل كبير بين مختلف العناصر - فعلى سبيل المثال، هو الأكثر كثافة بكثير من الهيليوم.
- نقطة الغليان والنقطة الانصهار: تعتمد درجة حرارة تحول العنصر من الحالة الصلبة إلى السائلة ومن السائلة إلى الغازية على بنيته الداخلية والقوة النسبية للترابط بين الجزيئات. عناصر مثل الزئبق لها نقطة غليان طبيعية بينما تحتفظ المعادن الثقيلة بطبيعتها الصلبة حتى درجات حرارة عالية جداً بسبب الروابط القوية بين الذرات فيها.
- الإلكترونيجة: ترتيب الإلكترونات حول نواة الذرة يؤثر بشدة على خصائص العنصر كيميائياً. عندما يكون لدى الذرة عدد ثابت من الإلكترونات في طبقات الطاقة الخارجية الخاصة بها، فإن ذلك يعطيها استقراراً ميكانيكيّاً حرارياً مميزاً يعرف بالتكوين الثابت للأكسجين والثاني عشر. وهذا ما يفسر سبب كون العديد من العناصر غير قابلة للتفاعل تقريبًا.
- الطاقة الإشعاعية: بعض العناصر، خاصة تلك ذات الأرقام الذرية المرتفعة جدًا، تُظهر خاصية إطلاق طاقة عبر انبعاث جسيمات ألفا وبيتا وغاما. هذه العملية تسمى "الانحلال المشع"، ويمكن استخدامها لأهداف مختلفة بدءاً من توليد الكهرباء وحتى التصوير الطبّي التشخيصي والعلاجي.
- القابلية للتفاعل: مدى ميل العنصر ليتفاعل مع عوامل أخرى يتأرجح أيضاً بشكل واسع جداً حسب موقعه في الجدول الدوري وبنيته الذرية الخاصة به. فلنفترض مثلاً أن الغازات الخاملّة كالنيون والأرجون عادة لا تتشارك روابطها الإلكترونية بينما يتمتع الليثيوم بالقدرة الهائلة على فقدان إلكترونه الخارجي والتخلي عنه لإحدى الشركائه المحتملة خلال اتحاد كيميائي ما!
هذه فقط بعض الأمثلة لما تقدمه لنا مجموعة العناصر الكيميائية المتنوعة والمذهلة التي تشكل عالمنا المادي الكبير والصغير بنفس القدر من الأهمية.
