Periódusos rendszer: mi ez, és a szervezésének magyarázata

Mi az elemek periódusos táblázata?

A periódusos rendszer, vagy az elemek periódusos táblázata a a kémiai elemek szervezett nyilvántartása atomszámának, tulajdonságainak és jellemzőinek megfelelően.

A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója (IUPAC) által megerősített 118 elemből áll, amelyek közül

• A 94 a természetben létező elemek, és
• 24 elem szintetikus, vagyis mesterségesen jött létre.

Fejlesztése szorosan összefügg az új elemek felfedezésével és közös tulajdonságaik tanulmányozásával. Olyan szempontok, mint az atomtömeg fogalma, valamint az atomtömeg és az elemek periódusos tulajdonságai közötti kapcsolatok, alapvetően fontosak voltak a modern periódusos rendszer konfigurálásához.

A periódusos rendszer a kémia tanulmányozásának alapvető eszközeként működik, mivel lehetővé teszi a kémiai elemek közötti különbségek és hasonlóságok koherens és könnyű azonosítását.

Létrehozását Dimitri Mendelejev orosz tudósnak tulajdonítják 1869-ben. Azóta a periodikus táblázatot más tudósok fejlesztették és frissítették, mivel új elemeket fedeztek fel és tanulmányoztak.

Hogyan szerveződik a periódusos rendszer?

A periódusos rendszer bemutatja az összes eddig ismert elemet, amelyek jellemzőik és kapcsolatuk szerint vannak csoportosítva és elhelyezkedve csoportokban, periódusokban, tömbökben és fémekben, metalloidokban és nemfémekben.

Csoportok

A periódusos rendszer 18 elemcsoportból áll, függőleges oszlopokba rendezve, 1-től 18-ig számozva balról jobbra, kezdve az alkálifémektől és a nemesgázokig.

Az ugyanabba az oszlopba tartozó elemek hasonló kémiai jellemzőkkel rendelkeznek, attól függően, hogy az elektronok miként épülnek fel az atom utolsó rétegében.

Például az első oszlop azokat az elemeket tartalmazza, amelyek az atom utolsó héjában elektront tartalmaznak. Ebben az esetben a káliumnak négy héja van, az utolsóban pedig egy elektronja.

A kémiai elemek az alábbiak szerint csoportosulnak:

• 1. csoport (I A): alkálifémek.
• 2. csoport (II A): alkáliföldfémek.
• 3. csoport (III B): skandiumcsalád.
• 4. csoport (IV B): titán család.
• 5. csoport (V B): vanádium család.
• 6. csoport (VI B): krómcsalád.
• 7. (VII B) csoport: mangán család.
• 8. csoport (VIII B): vascsalád.
• 9. csoport (VIII B): kobalt család.
• 10. csoport (VIII B): nikkelcsalád.
• 11. csoport (I B): rézcsalád.
• 12. csoport (II B): cink család.
• 13. (III A) csoport: földes.
• 14. csoport (IV A): karbidok.
• 15. csoport (V A): nitrogenoidok.
• 16. (VI A) csoport: kalkogének vagy amfogének.
• 17. (VII A) csoport: halogének.
• 18. (VIII A) csoport: nemesgázok.

Időszakok

A periódusok a periódusos rendszer hét vízszintes sora. Ezekben a sorokban vannak csoportosítva azok az elemek, amelyeknek az elektronhéjak száma megegyezik a periódus számával.

Például az első sorban a hidrogénnek és a héliumnak van elektronhéja. A második időszakban nyolc elem van, amelyeknek két elektronhéja van. A harmadik sorban az elemeknek három elektronhéja van, és így tovább.

A hatos időszakban azok az elemek vannak, amelyeknek hat elektronhéja van, valamint a lantanidok alsó sora. A hét periódusban azok az elemek vannak, amelyeknek hét elektronhéja van, valamint az aktinidok utolsó sora.

Fémek, metalloidok és nemfémek

A periódusos rendszert alkotó elemek három kategóriáját lehet megkülönböztetni kémiai és fizikai tulajdonságaiktól, amelyek a következők: fémek, metalloidok és nemfémek.

• Fémek: szilárd elemek szobahőmérsékleten, levonva a folyékony halmazállapotú higanyt. Hajlékonyak és alakíthatók, jó hő- és villamosenergia-vezetők. Az asztal bal oldalán vannak.
• Fémek nélkül: Ezek többnyire gázok, bár vannak folyadékok is. Ezek az elemek nem jó elektromos vezetők. Az asztal jobb oldalán vannak.
• Metalloidok vagy félfémek: fémek és nemfémek tulajdonságai is vannak. Lehet fényes, átlátszatlan és nem túl rugalmas. Elektromos vezetőképessége alacsonyabb, mint a fémeké, de magasabb, mint a nemfémeké. Az asztal jobb oldalán találhatók, fémek és nemfémek között.

Blokkok

A periódusos rendszer szintén négy blokkra osztható az egyes elemek elektronhéj-szekvenciája alapján. Minden blokk neve annak a pályának megfelelően származik, amelyben az utolsó elektron található.

• S blokk: alkálifémek, alkáliföldfémek, hidrogén és hélium 1. és 2. csoportja.
• P blokk: a 13-18 csoportokat és a metalloidokat tartalmazza.
• D blokk: 3–12 csoportból és átmenetifémekből áll.
• F blokk: nincs csoportszáma, és megfelel a lantanidoknak és az aktinideknek. Általában a periódusos rendszer alatt helyezkednek el.

Periódusos rendszer trendjei

Az időszakos trendek azokra a fő fizikai és kémiai tulajdonságokra utalnak, amelyek az elemekkel rendelkeznek, és amelyek lehetővé teszik rendszerezésüket a periódusos rendszerben. Ezek a tendenciák kapcsolódnak az egyes elemek atomszerkezetében bekövetkező változásokhoz annak az időszaknak vagy csoportnak megfelelően, amelyhez tartozik.

Az időszakos tendenciák a következők:

• Atomic rádió: Ez az atom magja és legkülső pályája közötti távolság, amely lehetővé teszi számunkra az atom méretének kiszámítását. A periódusokban jobbról balra, valamint a csoportokban felülről lefelé növekszik.
• Elektronikus affinitás: azt az energiát írják le, amelyet egy atom felszabadít, ha elektront adunk hozzá, vagy fordítva. A balról jobbra eső időszakokban nő, a csoportokban pedig felfelé.
• Vegyérték elektronok: az atom legkülső héjában található elektronokra utal. Növekszik, amikor az elemek balról jobbra helyezkednek el, és a periódusos rendszer azon csoportjából jönnek létre, amelyhez az elem tartozik.
• Ionizációs energia: az elektronnak az atomtól való elválasztásához szükséges energia. Egy periódus alatt ez az energia jobbra, egy csoportban pedig felfelé növekszik.
• Elektronegativitás: egy atom azon képessége, hogy elektronokat vonzzon magához. Egy ideig balról jobbra nő.
• Fémek nélkül: a nemfémek tulajdonságai nőnek, mivel az elemek a táblázat jobb felső sarkában találhatók.
• Fémek: a fémek tulajdonságai nagyobbak, mivel az elemek a táblázat bal alsó részén helyezkednek el.

A kémiai elemek alapadatai

A periódusos táblázatok általában tartalmazzák a benne lévő meglévő elemek mindegyikének alapvető adatait, amelyek lehetővé teszik annak jellemzőinek, mint például a szimbólum, a név, az atomszám és az atomtömeg alapján egy koherens szervezet létrehozását annak használatának meghatározásához.

• Atomtömeg: az atom tömegére vonatkozik, amelyet protonok és neutronok alkotnak.
• Ionizációs energia: az az energia, amely ahhoz szükséges, hogy egy elektront elválasszon az atomtól.
• Kémiai szimbólum: rövidítések a kémiai elem azonosítására.
• Név: A kémiai elem neve latinból, angolból, franciából, németből vagy oroszból származhat.
• Elektronikus konfiguráció: az elektronok szerkezete vagy szerveződése az atomban.
• Atomszám: egy atom protonjainak teljes számára utal.
• Elektronegativitás: Ez egy atom azon képessége, hogy az elektronokat magához vonzza.
• Oxidációs állapotok: Az összetett kémiai elem részét képező atom oxidációs fokának mutatója.

Mire szolgál a periódusos rendszer?

A periódusos rendszer nagyon hasznos a természettudományi tanulmányokhoz, tekintettel a különböző funkciókra.

• Ez lehetővé teszi a különböző elemek közötti különbségek és hasonlóságok azonosítását. Például értékes információkat tartalmaz, például az egyes elemek atomtömegét.
• Lehetővé teszi az elemek kémiai viselkedésének elemzését. Például, amikor megkülönböztetjük az elem elektronegativitását és elektronikus konfigurációját.
• Alapvető eszköz a kémia, ezen belül a biológia és más tudományágak tanulmányozásában, mivel azonosítja a kémiai elemek főbb jellemzőit.
• Ez megkönnyíti az elemek megkülönböztetését atomszámuktól. Az elemek ugyanis atomokból állnak, amelyek megkapják a nevüket, és megkülönböztetik őket a bennük lévő protonok, elektronok és neutronok számától.
• Fel lehet használni a táblázatba foglalandó új elemek kémiai tulajdonságainak előrejelzésére, figyelembe véve a már meghatározott elemek jellemzőit.

A periódusos rendszer története

A periódusos rendszer létrehozását Dmitrij Mendelejev orosz tudósnak tulajdonítják, aki 1869-ben egy, a tudomány által eddig ismert 63 elemet egy táblázatba foglalta.

Mendelejev növekvő sorrendbe szervezte az elemeket az atomtömegük szerint, ügyelve arra, hogy ugyanabba az oszlopba helyezzék azokat, akiknek fizikai tulajdonságai hasonlóak. Még üres helyeket is hagyott arra számítva, hogy léteznek még abban az időben még fel nem fedezett elemek, amelyeket fel kell venni a táblázatba.

Nem sokkal ezután Julius Lothar Meyer német vegyész megrendelte az elemeket az atomok fizikai tulajdonságai alapján. Végül jelenlegi szerkezetét Alfred Werner svájci tudósnak köszönheti.

A periódusos rendszer utolsó jelentős változása a kémiai Nobel-díjas Glenn Seaborg munkája, aki egyebek mellett az aktinid-sorozatot rendelte a lantanid-sorozat alá.

• Kémiai elem.
• Kémiai szimbólum.
• Atom