טבלה מחזורית: מידע ודוגמאות

ה טבלה מחזורית של אלמנטים הוא שולחן שבו כל יסודות כימיים ידוע לאדם, מסודר על פי מספרם האטומי (מספר הפרוטונים), תצורת האלקטרונים ו תכונות כימיות ספֵּצִיפִי.

זה כלי רעיוני יסוד לחקר חוֹמֶר שגרסתו הראשונה פורסמה בשנת 1869 על ידי הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלייב, ואשר עודכנה עם פטירתו של שנים, כאשר התגלו יסודות כימיים חדשים והתבניות העומדות בבסיסם נכסים.

הטבלה המחזורית הנוכחית מובנית ב שבע שורות (אופקי) נקרא תקופות וב 18 עמודות (אנכי) נקרא קבוצות או משפחות. היסודות הכימיים מסודרים על פי תכונותיהם משמאל לימין לאורך כל התקופות ומלמעלה למטה בעקבות כל קבוצה.

כמה נכסים של יסודות כימיים, כגון רדיוס אטומי ורדיוס יוני, גדלים מלמעלה למטה (בעקבות הקבוצה) ומימין לשמאל (בעקבות התקופה), בעוד אנרגיית יינון, זיקה אלקטרונית וירידות אלקטרונית גוברות מלמטה למעלה (בעקבות הקבוצה) ומשמאל לימין (בעקבות פרק זמן).

קבוצות של הטבלה המחזורית

ממוספר 1 עד 18 משמאל לימין, שמות הקבוצה הנוכחיים נקבעים על ידי מינוח IUPAC, אושרה בשנת 1988 לאחד את צורות השם המגוונות שהיו קיימות. לאלמנטים של כל קבוצות יש תצורות אלקטרוניות דומות ואותן ערכיות (מספר האלקטרונים במסלול האחרון), ולכן יש להם תכונות כימיות דוֹמֶה.

על פי IUPAC, ישנן קבוצות האלמנטים הבאות:

1. קבוצה 1 (IA). בקבוצה זו כל המתכות האלקליות, למעט מימן, שלמרות שהוא נומינלי בקבוצה, הוא גז. היסודות הם חלק מהמשפחה: ליתיום (Li), נתרן (Na), אשלגן (K), רובידיום (Rb), צזיום (Cs), פרנציום (Fr). יש להם נמוך מאוד צפיפויות, הם משדרים טובים של חַם וה חַשְׁמַל, והם לעולם אינם נמצאים בחופשיות בטבע, אלא בתרכובות עם יסודות אחרים.
2. קבוצה 2 (IIA). בקבוצה זו מתכות אדמה אלקליין כביכול, הן קשות יותר מאלקליות, בהירות וטובות מוליכים חשמליים, אם כי פחות חומרים מפחיתים תגובתיים (מחמצנים) טובים יותר. המשפחה מורכבת מ: בריליום (Be), מגנזיום (Mg), סידן (Ca), סטרונציום (Sr), בריום (Ba) ורדיום (Ra).
3. קבוצה 3 (IIIB). משפחת הסקנדיום נמצאת בקבוצה זו, אם כי ברבים מהקבוצות בגוש "ד" של הטבלה (קבוצות 3 עד 12, כולל אקטינידים וארצות נדירות) אין הסכמה מוחלטת לגבי ההזמנה אִידֵאָלִי. הם מרכיבים את המשפחה הזו: סקנדיום (Sc), איטריום (Y), לנתן או לוטטיום (La) ואקטיניום (Ac), הם מוצק, בהיר ותגובתי מאוד, דומה בתכונותיו לאלומיניום. מה שמכונה "אדמות נדירות" שייכים לקבוצה זו: הלנטנידים (או הלנתנואידים). אקטינידים (או אקטינואידים) שייכים גם הם לקבוצה זו. שתי קבוצות האלמנטים (הלנטנידים והאקטינידים) נקראות "אלמנטים מעבר פנימיים" ונמצאות בגוש תחתון של הטבלה. הלנטנידים הם: לנטנום (La), Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Neodymium (Nd), Promethium (Pm), Samarium (Sm), אירופיום (Eu), גדוליניום (Gd), טרביום (Tb), דיספרוזיום (Dy), הולמיום (Ho), ארביום (Er), תוליום (Tm), Ytterbium (Yb), לוטטיום (Lu). אקטינידים הם: אקטיניום (Ac), תוריום (Th), פרוטאקטיניום (Pa), אורניום (U), נפטוניום (Np), פלוטוניום (Pu), אמריקיום (Am), קוריום (Cm), ברקליום (Bk), קליפורניום (Cf), איינשטיין (Es), פרמיום (Fm), מנדלביום (Md), נובליום (לא) ולורנס (Lr). מנפטוניום ואילך הם איזוטופים לא יציבים שנוצרו על ידי האדם.
4. קבוצה 4 (IVB). בקבוצה זו מה שמכונה "משפחת טיטניום", המורכבת מהיסודות טיטניום (Ti), זירקוניום (Zr), הפניום (Hf) ורות'רפורדיום (Rf), האחרון סינתטי ורדיואקטיבי, ולכן לפעמים הוא לא נלקח חֶשְׁבּוֹן. הוא בערך מתכות מאוד תגובתי, ולכן במצגות מסוימות הם יכולים להפוך מיד לאדומים ומודלקים רק על ידי מגע עם החמצן שבאוויר.
5. קבוצה 5 (VB). בקבוצה זו נמצאת משפחת הנדיום (V), בראשות הנדיום (V) ומלווה בניוביום (Nb), טנטלום (Ta) ודובניום (Db), האחרון מיוצר באופן בלעדי במעבדות. הם מוצקים בטמפרטורת החדר, בצבע כסף ומוליכים חום וחשמל.
6. קבוצה 6 (VIB). בקבוצה זו משפחת כרום (Cr), המורכבת מכרום (Cr), מוליבדן (Mo), טונגסטן (W) וסיבורג '(Sg). הם מוצקים נקודתיים היתוך י רְתִיחָהמוליכי חום וחשמל, עמידים מאוד בפני קורוזיה ותגובתי למדי.
7. קבוצה 7 (VIIB). במשפחה זו נמצאים מנגן (Mn), technetium (Tc) ו- rhenium (Re), כמו גם היסוד בעל מספר האטום 107, bohrium (Bh). האחרון סונתז לראשונה בשנת 1981 והוא מאוד לא יציב, כך שמחצית החיים שלו היא 0.44 שניות בלבד. באופן כללי, רניום וטכניום הם גם אלמנטים נדירים ביותר: לטכנטיום אין צורות יציבות, בעוד שמנגן נפוץ מאוד באופיו.
8. קבוצה 8 (VIIIB). בקבוצה זו נמצאת משפחת הברזל (Fe) הכוללת רותניום (Ru), אוסמיום (Os) והאליום (Hs). האשל היה ידוע כ- uniloctium וסונתז בשנת 1984 לראשונה; הוא מופיע בין היסודות השנויים במחלוקת 101 עד 109, אשר המינוח שלהם נחקר. הם אלמנטים ריאקטיביים למדי, מוליכים טובים של חום וחשמל, ובמקרה של ברזל, מגנטיים.
9. קבוצה 9 (VIIIB). בקבוצה זו המשפחה של קובלט (Co), המכילה את היסודות קובלט (Co), רודיום (Rh), אירידיום (Ir) ומייטניום (Mt). כמו בקבוצה הקודמת, הראשונה היא פרומגנטית ומייצגת את תכונות ה - המשפחה, והאחרונה היא סינתטית, כך שהיא אינה קיימת בטבע (האיזוטופ היציב ביותר שלה נמשך כ -10 שנים).
10. קבוצה 10 (VIIIB). בגרסאות קודמות של הטבלה המחזורית, קבוצה זו הייתה משפחה אחת, עם קבוצות 8 ו -9. הגרסאות האחרונות הפרידו ביניהן. בראש קבוצה זו עומד ניקל (Ni), המלווה בפלדיום (Pd), פלטינה (Pt) ודרמשטדיום (Ds). הם מתכות נפוצות בטבע בצורה בסיסית, אם כי ניתן למצוא ניקל (הכי תגובתי) סַגסוֹגֶת (בחלק מהמטאוריטים, במיוחד). תכונותיהם הקטליטיות הופכות מתכות אלו לאספקה ​​חשובה לתעשייה האווירית והכימית.
11. קבוצה 11 (IB). בקבוצה זו משפחת הנחושת (Cu), והיא מורכבת מנחושת (Cu) ומהמתכות היקרות זהב (Au) וכסף (Ag) ורואנטגניום (Rg). הם ידועים גם בשם "מתכות מטבע". הם די לא ריאקטיביים, קשים לאכול, רכים ושימושיים מאוד לאדם.
12. קבוצה 12 (IIB). קבוצה זו מכילה את משפחת האבץ (Zn), המכילה אבץ, קדמיום (Cd), כספית (Hg) וקופרניציום (Cn), שנקראו בעבר ununbium. הן מתכות רכות (למעשה, כספית היא המתכת הנוזלית היחידה בטמפרטורת החדר), דיאמגנטיות וערכיות, עם נקודות ההיתוך הנמוכות ביותר מכל מתכות המעבר. הדבר המצחיק הוא שאבץ נחוץ מאוד לכימיה של החיים, ואילו קדמיום וכספית מאוד משכרים. קופרניום, מצדו, הוא אלמנט סינתטי שנוצר בשנת 1996.
13. קבוצה 13 (IIIA). בקבוצה זו נמצאים היסודות המכונים "אדמתיים" מכיוון שהם נמצאים בשפע בכדור הארץ, במיוחד באלומיניום. בראש הקבוצה עומד בורון (B), שהוא א מטלואידואז אלומיניום (Al), גליום (Ga), אינדיום (In), תליום (Ta) וניהוניום (Nh), יותר ויותר מתכתי ככל שאתה יורד בעמודה. ולמרות שלבורון יש קשיות גבוהה ותכונות לא מתכתיות, האחרים הם מתכות רכות ונחלשות הנמצאות בשימוש נרחב על ידי האדם.
14. קבוצה 14 (מע"מ). בקבוצה זו נמצאים יסודות הפחמן, ובראשם פחמן (C), וממשיכים עם סיליקון (Si), גרמניום (Ge), פח (Sn), עופרת (Pb) ופלבוריום (Fl). הם יסודות ידועים, במיוחד פחמן, החיוניים לכל הכימיה של החיים. אולם כאשר יורדים במשפחה, היסודות רוכשים תכונות מתכתיות, נקודה כזו שפחמן הוא חצי מתכת, סיליקון וגרמניום שאינו מתכתי והאחרון בבירור מַתַכתִי.
15. קבוצה 15 (VA). בקבוצה זו נמצאים יסודות החנקן, ובראשם חנקן (N), ואז ה- זרחן (P), ארסן (As), אנטימון (Sb), ביסמוט (Bi) ומוסקוביום (Mc), יסוד מְלָאכוּתִי. הם ידועים גם בשם pannogens או nitrogenoids, הם מאוד תגובתי בטמפרטורות גבוהות ורבים הם חיוניים עבור כימיה אורגנית.
16. קבוצה 16 (VIA). בקבוצה זו נמצאים מה שמכונה כלקוגנים או אמפיגנים. זה נמצא במשפחת החמצן (O), המכילה חמצן (O), ואחריו גופרית (S), סלניום (Se), טלוריום (Te), פולוניום (Po) וליברמוריו (Lv). הם מאופיינים בכך שיש להם שישה אלקטרונים ערכיים, למרותם המאפיינים שלהם משתנים ממתכתי למתכתי ככל שמספרם האטומי עולה. בטמפרטורת החדר, חמצן הוא גז תגובתי מאוד בשל גודלו הקטן, בעוד שאר האלמנטים הם מוצקים ופחות תכופים.
17. קבוצה 17 (VIIA). בקבוצה זו נמצאת משפחת ההלוגנים, שם שמקורו בנטייתם ליצור מלחים (הלידים). הסיבה לכך היא שהם בדרך כלל מהווים מולקולות דיאטומים בעלי עוצמת חמצון ניכרת, מה שמוביל אותם להיווצרות יונים חד-שליליים. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה הכימית ובייצור ציוד מעבדה. יסודות אלה הם פלואור (F), כלור (Cl), ברום (Br), יוד (I), אסטטי (At) וטנזה (Ts), האחרון הוא גם מתכת מקבוצה f.
18. קבוצה 18 (VIIIA). בקבוצה זו נמצאים האלמנטים המכונים "גזים אצילים"אוֹ"גזים אינרטיים”. הם אלמנטים בעלי תגובתיות נמוכה מאוד, הנמצאים בדרך כלל כגזים מונומטיים, חסרי ריח, חסרי צבע, רפוי, ויוצר מעט מאוד תרכובות יוצאות דופן, מכיוון שקליפת האלקטרונים החיצונית ביותר שלהם לְהַשְׁלִים. יסודות אלה הם הליום (He), ניאון (Ne), ארגון (Ar), קריפטון (Kr), קסנון (Xe), ראדון (Rn) ואוגנסון (Og). שני האחרונים הללו הם ספציפיים: ראדון הוא רדיואקטיבי ואין לו איזוטופים יציב (האיזוטופ הכי יציב שלו הוא ²²²Rn, שקיים רק 3.8 יום), ואוגנסון הוא ממוצא סינתטי והאלמנט הכבד ביותר שנוצר עד כה.

חסימות טבלה מחזורית

דרך נוספת להבין את הטבלה המחזורית היא באמצעות ארבעת הבלוקים שלה:

לעקוב עם: