Periódusos rendszer: Információk és példák

A Periódusos rendszer az elemek egy táblázat, amelyben az összes kémiai elemek az ember által ismert, atomszámuk (protonok száma), elektronkonfigurációjuk és kémiai tulajdonságok különleges.

Ez egy fogalmi eszköz alapvető a tanulmányozásához ügy amelynek első változatát 1869-ben Dmitrij Mendelejev orosz vegyész tette közzé, és amelyet a évek óta, mivel új kémiai elemeket fedeztek fel, és az ezek mögött álló minták tulajdonságait.

A jelenlegi periódusos rendszer felépítése hét sor (vízszintes) periódusoknak nevezzük 18 oszlop (vertikális) csoportoknak vagy családoknak nevezzük. A kémiai elemek tulajdonságaik szerint vannak elrendezve balról jobbra az egész periódus alatt és fentről lefelé az egyes csoportokat követve.

Néhány tulajdonságait a kémiai elemek - például az atom sugara és az ion sugara - felülről lefelé (a csoportot követve) és jobbról balra (a periódust követve) növekednek, míg az ionizációs energia, az elektron affinitás és az elektronegativitás alulról felfelé (a csoport nyomán) és balról jobbra (a időszak).

A periódusos rendszer csoportjai

1-től 18-ig balról jobbra, az aktuális csoportneveket a IUPAC-nómenklatúra, amelyet 1988-ban hagytak jóvá a létező különféle névformák egységesítésére. Az egyes csoportok elemeinek hasonló elektronikus konfigurációja van és ugyanaz vegyérték (elektronok száma az utolsó pályán), tehát kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek hasonló.

Az IUPAC szerint a következő elemcsoportok vannak:

1. 1. csoport (IA). Ebben a csoportban vannak alkálifémek, a hidrogén kivételével, amely bár névlegesen a csoportba tartozik, gáz. Az elemek a család részét képezik: lítium (Li), nátrium (Na), kálium (K), rubídium (Rb), cézium (Cs), francium (Fr). Nagyon alacsony sűrűség, ezek jó továbbítói a forró és a elektromosság, és soha nem találhatók szabadon a természetben, hanem más elemekkel rendelkező vegyületekben.
2. 2. csoport (IIA). Ebben a csoportban vannak az úgynevezett alkáliföldfémek, keményebbek, mint az alkálifémek, fényesek és jók elektromos vezetők, bár kevésbé reaktív és nagyon jó redukálószerek (oxidánsok). A család a következőkből áll: berillium (Be), magnézium (Mg), kalcium (Ca), stroncium (Sr), bárium (Ba) és rádium (Ra).
3. 3. csoport (IIIB). A scandium család ebbe a csoportba tartozik, bár a táblázat d) blokkjában (a 3-tól 12-ig, beleértve az aktinidokat és a ritkaföldfémeket is) nincs végleges konszenzus a rendezéssel kapcsolatban ideál. Ők alkotják ezt a családot: a skandium (Sc), az ittrium (Y), a lantán vagy a lutetium (La) és az aktinium (Ac) szilárd, fényes és rendkívül reaktív, tulajdonságaiban hasonló az alumíniumhoz. Az úgynevezett „ritkaföldfémek” is ebbe a csoportba tartoznak: a lantanidok (vagy lantanoidok). Az aktinidok (vagy aktinoidok) szintén ebbe a csoportba tartoznak. Mindkét elemkészletet (a lantanidokat és az aktinideket) „belső átmeneti elemeknek” nevezzük, és a táblázat alsó blokkjában vannak. A lantanidok a következők: Lanthanum (La), Cérium (Ce), Praseodymium (Pr), Neodymium (Nd), Promethium (Pm), Szamárium (Sm), európium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), diszprózium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), tülium (Tm), Ytterbium (Yb), lutétium (Lu). Az aktinidek: aktinium (Ac), tórium (Th), protaktinium (Pa), urán (U), neptúnium (Np), plutónium (Pu), americium (Am), curium (Cm), berkelium (Bk), californium (Cf), einsteinium (Es), fermium (Fm), mendelevium (Md), nobelium (No) és Lawrence (Lr). A neptúniustól kezdve instabil izotópok, amelyeket az ember hoz létre.
4. 4. csoport (IVB). Ebben a csoportban van az úgynevezett „titáncsalád”, amely a titán (Ti), a cirkónium (Zr), hafnium (Hf) és rutherfordium (Rf), utóbbi szintetikus és radioaktív, ezért néha nem veszik be számla. Kb fémek nagyon reaktív, így bizonyos előadásokban azonnal elvörösödhetnek és gyulladhatnak, ha érintkeznek a levegőben lévő oxigénnel.
5. 5. csoport (VB). Ebbe a csoportba tartozik a vanádium (V) család, amelynek élén vanádium (V) áll, és nióbium (Nb), tantál (Ta) és dubnium (Db) kíséri, utóbbit kizárólag laboratóriumokban állítják elő. Szobahőmérsékleten szilárdak, ezüst színűek, hő- és villamos energiát vezetnek.
6. 6. csoport (VIB). Ebben a csoportban található a króm (Cr) család, amely krómból (Cr), molibdénből (Mo), volfrámból (W) és seaborgiumból (Sg) áll. Ezek csúcspontos szilárd anyagok fúzió Y forróHő- és villamosenergia-vezetők, nagyon ellenállnak a korróziónak és meglehetősen reaktívak.
7. 7. csoport (VIIB). Ebben a családban található a mangán (Mn), a technécium (Tc) és a rénium (Re), valamint a 107. atomszámú elem, a bohrium (Bh). Ez utóbbit először 1981-ben szintetizálták, és nagyon instabil, így felezési ideje mindössze 0,44 másodperc. Általánosságban elmondható, hogy a rénium és a technécium is rendkívül ritka elem: a technéciumnak nincs stabil formája, míg a mangán nagyon gyakori.
8. 8. csoport (VIIIB). Ebbe a csoportba tartozik a vas (Fe) család, amely magában foglalja a ruténiumot (Ru), az ozmiumot (Os) és a hasziumot (Hs). A Hassiumot noniloctium néven ismerték, és 1984-ben szintetizálták először; a vitatott 101–109. elemek között jelenik meg, amelyek nómenklatúráját megkérdőjelezték. Elég reaktív elemek, jó hő- és villamosenergia-vezetők, vas esetében pedig mágnesesek.
9. 9. csoport (VIIIB). Ebbe a csoportba tartozik a kobalt (Co) családja, amely a kobalt (Co), ródium (Rh), irídium (Ir) és meitnerium (Mt) elemeket tartalmazza. Az előző csoporthoz hasonlóan az első ferromágneses és reprezentatív a család, és ez utóbbi szintetikus, ezért a természetben nem létezik (legstabilabb izotópja körülbelül 10-ig tart évek).
10. 10. csoport (VIIIB). A periódusos rendszer korábbi verzióiban ez a csoport egyetlen család volt, a 8. és a 9. csoporttal. A legújabb verziók elválasztották őket. Ennek a csoportnak az élén a nikkel (Ni) áll, amelyet palládium (Pd), platina (Pt) és darmstadium (Ds) kísér. A természetben elemi formában közönséges fémek, bár a nikkel (a leginkább reakcióképes) megtalálható ötvözet (egyes meteoritokban, főleg). Katalitikus tulajdonságaik miatt ezek a fémek fontos ellátást jelentenek a repülőgépipar és a vegyipar számára.
11. 11. csoport (IB). Ebbe a csoportba tartozik a réz (Cu) család, amely rézből (Cu), valamint a nemesfémekből, az aranyból (Au), az ezüstből (Ag) és a roentgeniumból (Rg) áll. "Érmefémek" néven is ismertek. Elég reagálatlanok, nehezen korrodálódnak, puhák és rendkívül hasznosak az ember számára.
12. 12. csoport (IIB). Ez a csoport tartalmazza a cink (Zn) családot, amely cinket, kadmiumot (Cd), higanyot (Hg) és kopernikumot (Cn) tartalmaz, korábban ununbiumnak hívták. Lágyfémek (valójában a higany az egyetlen folyékony fém szobahőmérsékleten), diamagnetikusak és kétértékűek, az összes átmenetifém közül a legalacsonyabb olvadásponttal. A vicces dolog az, hogy a cink nagyon szükséges az élet kémiájához, míg a kadmium és a higany erősen mámorító hatású. A Copernicium a maga részéről 1996-ban létrehozott szintetikus elem.
13. 13. csoport (IIIA). Ebben a csoportban vannak a "földes" néven ismert elemek, mivel ezek a földön rengeteg, különösen az alumínium. A csoport élén a bór (B) áll, amely a félfém-, majd az alumínium (Al), a gallium (Ga), az indium (In), a tallium (Ta) és a nihónium (Nh). És bár a bórnak nagy keménysége és nemfémes tulajdonságai vannak, a többi lágy és képlékeny fém, amelyet az ember széles körben használ.
14. 14. csoport (héa). Ebben a csoportban vannak a karbon elemek, amelyek élén a szén (C) áll, és a szilícium (Si), a germánium (Ge), az ón (Sn), az ólom (Pb) és a flevórium (Fl) folytatódik. Jól ismert elemek, különösen a szén, amelyek nélkülözhetetlenek az élet minden kémiájában. Amint a család leereszkedik, az elemek fémes tulajdonságokat szereznek, pont olyan, hogy a szén nem fém, szilícium és germánium félmetál, és ez utóbbi egyértelműen fémes.
15. 15. csoport (VA). Ebben a csoportban vannak a nitrogénelemek, amelyek élén a nitrogén (N) áll, majd a foszfor (P), arzén (As), antimon (Sb), bizmut (Bi) és muscovium (Mc), egy elem szintetikus. Panogenként vagy nitrogénként is ismertek, magas hőmérsékleten nagyon reaktívak, és sokuk nélkülözhetetlen szerves kémia.
16. 16. csoport (VIA). Ebben a csoportban vannak az úgynevezett kalkogének vagy amfigének. Az oxigén (O) családba tartozik, amely oxigént (O) tartalmaz, amelyet kén (S), szelén (Se), tellúr (Te), polónium (Po) és livermorio (Lv) követ. Jellemzőjük, hogy hat vegyértékű elektronjuk van, ennek ellenére tulajdonságaik nem fémetől fémesig változnak, mivel atomszámuk növekszik. Szobahőmérsékleten az oxigén kis mérete miatt nagyon reaktív gáz, míg a többi elem szilárd és ritkább természetű.
17. 17. csoport (VIIA). Ebbe a csoportba tartozik a halogének családja, amely név sók (halogenidek) kialakulására való hajlamukból származik. Ennek oka, hogy általában alkotják molekulák jelentős oxidáló erővel rendelkező diatomikák, amelyek mononegatív ionok létrehozásához vezetnek. Széles körben használják a vegyiparban és a laboratóriumi kellékek gyártásában. Ezek az elemek a fluor (F), a klór (Cl), a bróm (Br), a jód (I), az asztát (At) és a tenese (Ts), utóbbi szintén az f csoport fémje.
18. 18. csoport (VIIIA). Ebben a csoportban vannak a "nemesgázok"Vagy"inert gázok”. Nagyon alacsony reaktivitású elemek, amelyek általában monatomikus gázok, szagtalanok, színtelenek, gyenge, nagyon kevés és kivételes vegyületet képez, mivel a legkülső elektronhéjuk teljes. Ezek az elemek a hélium (He), a neon (Ne), az argon (Ar), a kripton (Kr), a xenon (Xe), a radon (Rn) és az oganeson (Og). Ez utóbbi kettő különös: a radon radioaktív és nem rendelkezik izotópok stabil (legstabilabb izotópja a ²²²Rn, amely csak 3,8 napig létezik), míg az oganeson szintetikus eredetű, és az eddigi legnehezebb elem.

Periódusos rendszer blokkok

A periódusos rendszer megértésének másik módja a négy blokkja:

Kövesse: