الدورة (الجدول الدوري)

تحتوي الدورة الأولى على عدد أقل من العناصر مقارنةً بباقي الدورات، إذ تضم عنصرين فقط هما الهيدروجين والهيليوم . ولذلك، لا تخضع هذه العناصر لقاعدة الثمانية ، بل لقاعدة الثنائية . كيميائيًا، يتصرف الهيليوم كغاز نبيل ، وبالتالي يُصنف ضمن عناصر المجموعة 18. مع ذلك، من حيث تركيبه النووي، ينتمي إلى عناصر الفئة s ، ولذلك يُصنف أحيانًا كعنصر من المجموعة 2 ، أو في الوقت نفسه كعنصر من المجموعتين 2 و18. يفقد الهيدروجين ويكتسب إلكترونًا بسهولة، ولذا يتصرف كيميائيًا كعنصر من المجموعة 1 والمجموعة 17 .

• الهيدروجين (H) هو أكثر العناصر الكيميائية وفرةً ، إذ يُشكّل ما يقارب 75% من كتلة العناصر في الكون. ^{[ 1 ]} الهيدروجين المتأين هو بروتون واحد . تتكون النجوم في التسلسل الرئيسي بشكل أساسي من الهيدروجين في حالته البلازمية . الهيدروجين العنصري نادر نسبيًا على الأرض ، ويُنتج صناعيًا من الهيدروكربونات مثل الميثان . يستطيع الهيدروجين تكوين مركبات مع معظم العناصر، وهو موجود في الماء ومعظم المركبات العضوية . ^{[ 2 ]}
• لا يوجد الهيليوم (He) إلا في حالة غازية ، باستثناء الظروف القاسية. ^{[ 3 ]} وهو ثاني أخف العناصر وثاني أكثرها وفرة في الكون. ^{[ 4 ]} تشكل معظم الهيليوم خلال الانفجار العظيم ، ولكن يتكون هيليوم جديد من خلال الاندماج النووي للهيدروجين في النجوم. ^{[ 5 ]} على الأرض ، يُعد الهيليوم نادرًا نسبيًا، إذ يوجد فقط كناتج ثانوي للتحلل الطبيعي لبعض العناصر المشعة. ^{[ 6 ]} يُحتجز هذا الهيليوم "المشع" داخل الغاز الطبيعي بتراكيز تصل إلى سبعة بالمائة من الحجم. ^{[ 7 ]}

تتضمن عناصر الدورة الثانية المدارات 2s و 2p . وتشمل هذه العناصر العناصر الأكثر أهمية بيولوجيًا إلى جانب الهيدروجين: الكربون والنيتروجين والأكسجين.

• الليثيوم (Li) هو أخف المعادن وأقل العناصر الصلبة كثافة. ^{[ 8 ]} في حالته غير المتأينة، يُعدّ من أكثر العناصر نشاطًا كيميائيًا، ولذلك لا يوجد طبيعيًا إلا في المركبات . وهو أثقل العناصر البدائية التي تشكلت بكميات كبيرة خلال الانفجار العظيم .
• يُعدّ البريليوم (Be) من بين المعادن الخفيفة ذات أعلى درجات الانصهار . وقد تكوّنت كميات ضئيلة منه خلال الانفجار العظيم، إلا أن معظمه تحلل أو تفاعل داخل النجوم لتكوين نوى أكبر، مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين. وتصنف الوكالة الدولية لأبحاث السرطان البريليوم ضمن المجموعة الأولى من المواد المسرطنة . ^{[ 9 ]} ويتراوح معدل حساسية البريليوم بين 1% و15% من الأشخاص، وقد يُصابون بالتهاب في الجهاز التنفسي والجلد ، يُعرف باسم مرض البريليوم المزمن. ^{[ 10 ]} وتُصنع المرايا الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) من البريليوم .
• لا يوجد البورون (B) بشكل طبيعي كعنصر حر، بل في مركبات مثل البورات . وهو عنصر غذائي دقيق أساسي للنباتات ، ضروري لتقوية جدار الخلية ونموه، وانقسام الخلايا، ونمو البذور والثمار، ونقل السكريات، وتكوين الهرمونات، ^{[ 11 ] [ 12 ]} على الرغم من أن المستويات العالية منه سامة.
• يُعدّ الكربون (C) رابع أكثر العناصر وفرةً في الكون من حيث الكتلة بعد الهيدروجين والهيليوم والأكسجين ^{[ 13 ]} ، وثاني أكثر العناصر وفرةً في جسم الإنسان من حيث الكتلة بعد الأكسجين ^{[ 14 ]} ، وثالث أكثرها وفرةً من حيث عدد الذرات ^{[ 15 ]} . يوجد عدد لا حصر له تقريبًا من المركبات التي تحتوي على الكربون نظرًا لقدرته على تكوين سلاسل طويلة ومستقرة من روابط C-C ^{[ 16 ] [ 17 ]} . تحتوي جميع المركبات العضوية ، أي تلك الضرورية للحياة، على ذرة كربون واحدة على الأقل ^{[ 16 ] [ 17 ].} وبالاقتران مع الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور، يُشكّل الكربون أساس كل مركب بيولوجي مهم ^{[ 17 ] .}
• يوجد النيتروجين (N) بشكل رئيسي على هيئة غاز ثنائي الذرة خامل في الغالب، _N2 ، والذي يشكل 78% من حجم الغلاف الجوي للأرض. وهو عنصر أساسي في البروتينات ، وبالتالي في الحياة.
• يشكل الأكسجين (O) 21% من حجم الغلاف الجوي، وهو ضروري للتنفس لدى جميع الحيوانات (أو معظمها)، كما أنه المكون الرئيسي للماء . يُعد الأكسجين ثالث أكثر العناصر وفرة في الكون، وتهيمن مركباته على قشرة الأرض.
• الفلور (F) هو العنصر الأكثر تفاعلاً في حالته غير المتأينة، ولذلك لا يوجد أبدًا بهذه الطريقة في الطبيعة.
• النيون (Ne) هو غاز نبيل يستخدم في إضاءة النيون .

جميع عناصر الدورة الثالثة موجودة في الطبيعة ولها نظير مستقر واحد على الأقل . جميعها، باستثناء غاز الأرجون النبيل ، ضرورية لعلم الجيولوجيا وعلم الأحياء الأساسيين.

• الصوديوم (Na) هو فلز قلوي . وهو موجود في محيطات الأرض بكميات كبيرة على شكل كلوريد الصوديوم (ملح الطعام).
• المغنيسيوم (Mg) هو فلز قلوي ترابي . توجد أيونات المغنيسيوم في الكلوروفيل .
• الألومنيوم (Al) هو معدن ما بعد الانتقالي . وهو أكثر المعادن وفرة في قشرة الأرض .
• السيليكون (Si) شبه فلز . وهو شبه موصل ، مما يجعله المكون الرئيسي في العديد من الدوائر المتكاملة . ثاني أكسيد السيليكون هو المكون الرئيسي للرمل . وكما أن الكربون عنصر أساسي في علم الأحياء ، فإن السيليكون عنصر أساسي في علم الجيولوجيا .
• الفوسفور (P) عنصر لا فلزي أساسي في الحمض النووي DNA . وهو شديد التفاعل ، ولذلك لا يوجد في الطبيعة كعنصر حر.
• الكبريت (S) عنصر لا فلزي . يوجد في حمضين أمينيين : السيستين والميثيونين .
• الكلور (Cl) هو أحد الهالوجينات . ولأنه من أكثر العناصر نشاطًا، فإنه يوجد غالبًا على سطح الأرض على شكل كلوريد الصوديوم. وتُستخدم مركباته كمطهر، وخاصة في حمامات السباحة .
• الأرجون (Ar) غاز نبيل ، مما يجعله غير متفاعل تقريبًا. غالبًا ما تُملأ المصابيح المتوهجة بغازات نبيلة مثل الأرجون للحفاظ على الفتائل عند درجات الحرارة العالية.

تضم الدورة الرابعة عنصري البوتاسيوم والكالسيوم الضروريين بيولوجيًا ، وهي أول دورة في المجموعة d تحتوي على المعادن الانتقالية الأخف وزنًا . تشمل هذه المعادن الحديد ، وهو أثقل عنصر يتكون في نجوم التسلسل الرئيسي ومكون رئيسي للأرض، بالإضافة إلى معادن مهمة أخرى مثل الكوبالت والنيكل والنحاس . وتؤدي جميعها تقريبًا أدوارًا بيولوجية.

وتكتمل الدورة الرابعة بستة عناصر من المجموعة p: الغاليوم ، والجرمانيوم ، والزرنيخ ، والسيلينيوم ، والبروم ، والكريبتون .

تحتوي الدورة الخامسة على نفس عدد العناصر الموجودة في الدورة الرابعة ، وتتبع نفس البنية العامة، ولكن مع وجود فلز انتقالي إضافي واحد ولا فلز أقل. من بين أثقل ثلاثة عناصر ذات أدوار بيولوجية، يوجد اثنان ( الموليبدينوم واليود ) في هذه الدورة؛ أما التنجستن ، الموجود في الدورة السادسة، فهو أثقل، إلى جانب العديد من اللانثانيدات المبكرة . كما تضم ​​الدورة الخامسة التكنيتيوم ، وهو أخف عنصر مشع حصريًا .

الدورة السادسة هي أول دورة تضم عناصر الفئة f مع اللانثانيدات ، وتحتوي على أثقل العناصر المستقرة. العديد من هذه المعادن الثقيلة سامة وبعضها مشع، لكن البلاتين والذهب خاملان إلى حد كبير.

جميع عناصر الدورة السابعة مشعة . تحتوي هذه الدورة على أثقل عنصر موجود طبيعيًا على الأرض، وهو البلوتونيوم . جميع العناصر اللاحقة في الدورة تم تصنيعها صناعيًا. في حين أن خمسة منها (من الأمريسيوم إلى الأينشتاينيوم ) متوفرة الآن بكميات كبيرة، فإن معظمها نادر للغاية، حيث تم تحضيرها بكميات ضئيلة جدًا (ميكروغرامات أو أقل). بعض العناصر اللاحقة لم يتم التعرف عليها في المختبرات إلا بكميات ضئيلة جدًا، لا تتجاوز بضع ذرات في كل مرة.

على الرغم من ندرة العديد من هذه العناصر، مما يعني أن النتائج التجريبية ليست واسعة النطاق، إلا أن الاتجاهات الدورية والجماعية في السلوك تبدو أقل وضوحًا في الدورة السابعة مقارنةً بالدورات الأخرى. فبينما يُظهر الفرانسيوم والراديوم خصائص نموذجية للمجموعتين الأولى والثانية على التوالي، تُظهر الأكتينيدات تنوعًا أكبر بكثير في السلوك وحالات الأكسدة مقارنةً باللانثانيدات . وقد تُعزى هذه الخصائص المميزة للدورة السابعة إلى عوامل متعددة، بما في ذلك درجة عالية من اقتران الدوران المداري والتأثيرات النسبية، والتي تنتج في نهاية المطاف عن الشحنة الكهربائية الموجبة العالية جدًا لنوى ذراتها الضخمة .

لم يتم حتى الآن تخليق أي عنصر من عناصر الدورة الثامنة. ويُتوقع وجود عناصر من الفئة g . لكن من غير الواضح ما إذا كانت جميع العناصر المتوقعة للدورة الثامنة ممكنة فيزيائيًا بالفعل. لذا، قد لا توجد دورة تاسعة.