Jak pogrupowane są elementy w układzie okresowym?

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 1343
  • 319

Pod koniec XIX wieku rosyjski chemik Dmitrij Mendelejew opublikował swoją pierwszą próbę grupowania pierwiastków chemicznych według ich mas atomowych. W tamtym czasie znanych było tylko około 60 elementów, ale Mendelejew zdał sobie sprawę, że kiedy elementy są zorganizowane według wagi, pewne typy elementów pojawiały się w regularnych odstępach czasu lub okresach.

Dziś, 150 lat później, chemicy oficjalnie rozpoznają 118 pierwiastków (po dodaniu czterech nowych w 2016 r.) I nadal używają układu okresowego pierwiastków Mendelejewa do ich uporządkowania. Tabela zaczyna się od najprostszego atomu, wodoru, a następnie porządkuje pozostałe pierwiastki według liczby atomowej, czyli liczby protonów w każdym z nich. Z kilkoma wyjątkami kolejność pierwiastków odpowiada rosnącej masie każdego atomu.

Tabela ma siedem wierszy i 18 kolumn. Każdy wiersz reprezentuje jeden okres; numer okresu elementu wskazuje, ile z jego poziomów energetycznych zawiera elektrony. Na przykład sód znajduje się w trzecim okresie, co oznacza, że ​​atom sodu zazwyczaj ma elektrony na pierwszych trzech poziomach energii. Przechodząc w dół tabeli, okresy są dłuższe, ponieważ potrzeba więcej elektronów, aby wypełnić większe i bardziej złożone poziomy zewnętrzne.

Kolumny tabeli reprezentują grupy lub rodziny elementów. Elementy w grupie często wyglądają i zachowują się podobnie, ponieważ mają taką samą liczbę elektronów w swojej najbardziej zewnętrznej powłoce - twarzy, którą pokazują światu. Na przykład pierwiastki z grupy 18, po prawej stronie stołu, mają całkowicie pełne powłoki zewnętrzne i rzadko biorą udział w reakcjach chemicznych.

Elementy są zwykle klasyfikowane jako metalowe lub niemetalowe, ale linia podziału między nimi jest rozmyta. Elementy metalowe są zwykle dobrymi przewodnikami prądu i ciepła. Podgrupy metali opierają się na podobnych cechach i właściwościach chemicznych tych kolekcji. Nasz opis układu okresowego wykorzystuje powszechnie akceptowane grupy pierwiastków, zgodnie z Los Alamos National Laboratory.

Metale alkaliczne: Metale alkaliczne stanowią większość grupy 1, pierwszej kolumny tabeli. Lśniące i wystarczająco miękkie, aby można je było ciąć nożem, metale te zaczynają się od litu (Li), a kończą na fransium (Fr). Są również niezwykle reaktywne i mogą zapalić się, a nawet wybuchnąć w kontakcie z wodą, dlatego chemicy przechowują je w olejach lub gazach obojętnych. Wodór ze swoim pojedynczym elektronem również żyje w grupie 1, ale gaz jest uważany za niemetal.

Metale ziem alkalicznych: Metale ziem alkalicznych tworzą grupę 2 układu okresowego, od berylu (Be) do radu (Ra). Każdy z tych pierwiastków ma dwa elektrony na swoim najbardziej zewnętrznym poziomie energii, co sprawia, że ​​ziemie alkaliczne są na tyle reaktywne, że rzadko występują w przyrodzie same. Ale nie są tak reaktywne jak metale alkaliczne. Ich reakcje chemiczne zwykle przebiegają wolniej i wytwarzają mniej ciepła w porównaniu z metalami alkalicznymi.

Lantanowce: Trzecia grupa jest zbyt długa, aby zmieścić się w trzeciej kolumnie, więc jest podzielona i obrócona na boki, aby stać się górnym rzędem wyspy, która unosi się na dole tabeli. To są lantanowce, pierwiastki od 57 do 71 - od lantanu (La) do lutetu (Lu). Pierwiastki z tej grupy mają srebrzystobiały kolor i matowieją w kontakcie z powietrzem.

Aktynowce: Aktynowce pokrywają dolny rząd wyspy i składają się z pierwiastków od 89, aktynu (Ac), do 103, lawrenu (Lr). Spośród tych pierwiastków tylko tor (Th) i uran (U) występują naturalnie na Ziemi w znacznych ilościach. Wszystkie są radioaktywne. Aktynowce i lantanowce razem tworzą grupę zwaną wewnętrznymi metalami przejściowymi.

Metale przejściowe: Wracając do głównej części tabeli, pozostałe grupy od 3 do 12 reprezentują resztę metali przejściowych. Twarde, ale plastyczne, błyszczące i posiadające dobrą przewodność, elementy te są tym, o czym zwykle myślisz, gdy słyszysz słowo metal. Żyje tu wiele największych przebojów metalowego świata - w tym złoto, srebro, żelazo i platyna.

Metale przejściowe: Przed skokiem do niemetalowego świata wspólne cechy nie są zgrabnie podzielone wzdłuż pionowych linii grup. Metale przejściowe to glin (Al), gal (Ga), ind (In), tal (Tl), cyna (Sn), ołów (Pb) i bizmut (Bi) i obejmują grupy od 13 do 17. Pierwiastki te mają niektóre z klasycznych właściwości metali przejściowych, ale wydają się być bardziej miękkie i gorzej przewodzą niż inne metale przejściowe. Wiele tablic okresowych będzie zawierało pogrubioną linię „klatki schodowej” poniżej przekątnej łączącej bor ze astatem. Klaster metali po przejściu na lewy dolny róg tej linii.

Metaloidy: Metaloidy to bor (B), krzem (Si), german (Ge), arsen (As), antymon (Sb), tellur (Te) i polon (Po). Tworzą schody, które reprezentują stopniowe przejście od metali do niemetali. Te elementy czasami zachowują się jak półprzewodniki (B, Si, Ge), a nie jak przewodniki. Metaloidy są również nazywane „półmetalami” lub „słabymi metalami”.

Niemetale: Wszystko inne na prawo od górnej części schodów - plus wodór (H), uwięzione w grupie 1 - to niemetal. Należą do nich węgiel (C), azot (N), fosfor (P), tlen (O), siarka (S) i selen (Se).

Halogeny: Cztery górne elementy z grupy 17, od fluoru (F) do astat (At), reprezentują jeden z dwóch podzbiorów niemetali. Halogeny są dość reaktywne chemicznie i mają tendencję do łączenia się z metalami alkalicznymi w celu wytworzenia różnych rodzajów soli. Na przykład sól kuchenna w kuchni jest połączeniem soli sodowej metalu alkalicznego i chloru halogenowego.

Gazy szlachetne: Bezbarwne, bezwonne i prawie całkowicie niereaktywne, obojętne lub szlachetne gazy uzupełniają tabelę w grupie 18. Wielu chemików oczekuje, że oganesson, jeden z czterech nowo nazwanych pierwiastków, będzie miał te same cechy; Jednak ponieważ ten pierwiastek ma okres półtrwania mierzony w milisekundach, nikt nie był w stanie przetestować go bezpośrednio. Oganesson kończy siódmy okres układu okresowego, więc jeśli komuś uda się zsyntetyzować pierwiastek 119 (a wyścig do tego już trwa), zapętli się, aby rozpocząć ósmy wiersz w kolumnie metali alkalicznych.

Ze względu na cykliczność stworzoną przez okresowość, od której pochodzi nazwa stołu, niektórzy chemicy wolą wizualizować stół Mendelejewa jako okrąg.

Dodatkowy zasoby:

  • Obejrzyj ten krótki film o układzie okresowym pierwiastków i grupach pierwiastków z Crash Course.
  • Przejrzyj ten interaktywny układ okresowy pierwiastków.
  • Zapoznaj się z tym bezpłatnym zasobem edukacyjnym online, aby zrozumieć grupy elementarne z CK-12.



Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa