Periodiek systeem: informatie en voorbeelden

De Periodiek systeem der elementen is een tabel waarin alle chemische elementen bekend bij de mens, gerangschikt volgens hun atoomnummer (aantal protonen), elektronenconfiguratie en configuration chemische eigenschappen specifiek.

Het is een conceptueel hulpmiddel fundamenteel voor de studie van er toe doen waarvan de eerste versie in 1869 werd gepubliceerd door de Russische chemicus Dmitri Mendelejev, en die is bijgewerkt met het verstrijken van de jaar, naarmate nieuwe chemische elementen zijn ontdekt en de patronen die aan hun eigendommen.

Het huidige periodiek systeem is gestructureerd in zeven rijen (horizontaal) genaamd perioden en in 18 kolommen (verticaal) groepen of families genoemd. De chemische elementen zijn gerangschikt volgens hun eigenschappen van links naar rechts gedurende de perioden en van boven naar beneden na elke groep.

Sommige eigendommen van chemische elementen, zoals atomaire straal en ionische straal, nemen toe van boven naar beneden (volgens de groep) en van rechts naar links (volgens de periode), terwijl ionisatie-energie, elektronenaffiniteit en elektronegativiteit toenemen van onder naar boven (volgens de groep) en van links naar rechts (volgens de periode).

Groepen van het periodiek systeem

Genummerd van 1 t/m 18 van links naar rechts, huidige groepsnamen worden bepaald door de IUPAC-nomenclatuur, goedgekeurd in 1988 om de verschillende vormen van naam die bestonden te verenigen. De elementen van elke groep hebben vergelijkbare elektronische configuraties en dezelfde valentie (aantal elektronen in de laatste baan), dus ze hebben chemische eigenschappen vergelijkbaar.

Volgens IUPAC zijn er de volgende groepen elementen:

1. Groep 1 (IA). In deze groep bevinden zich alle alkalimetalen, met uitzondering van waterstof, dat, hoewel het nominaal in de groep zit, een gas is. De elementen maken deel uit van de familie: lithium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Fr). Ze hebben een zeer lage dichtheden, het zijn goede zenders van de heet en de elektriciteit, en ze worden nooit vrij in de natuur gevonden, maar in verbindingen met andere elementen.
2. Groep 2 (IIA). In deze groep bevinden zich de zogenaamde aardalkalimetalen, ze zijn harder dan de alkalische, helder en goed elektrische geleiders, hoewel minder reactief en zeer goede reductiemiddelen (oxidanten). De familie bestaat uit: beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) en radium (Ra).
3. Groep 3 (IIIB). De scandiumfamilie bevindt zich in deze groep, hoewel in veel van de groepen in blok "d" van de tabel (groepen 3 tot 12, inclusief actiniden en zeldzame aardmetalen) is er geen definitieve consensus over de volgorde ideaal. Ze vormen deze familie: scandium (Sc), yttrium (Y), lanthaan of lutetium (La) en actinium (Ac), zijn solide, helder en zeer reactief, vergelijkbaar in eigenschappen met aluminium. Tot deze groep behoren ook de zogenaamde “zeldzame aardmetalen”: de lanthaniden (of lanthanoïden). Actiniden (of actinoïden) behoren ook tot deze groep. Beide sets elementen (de lanthaniden en actiniden) worden "interne overgangselementen" genoemd en bevinden zich in een lager blok van de tabel. De lanthaniden zijn: Lanthaan (La), Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Neodymium (Nd), Promethium (Pm), Samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), Ytterbium (Yb), lutetium (Lu). Actiniden zijn: actinium (Ac), thorium (Th), protactinium (Pa), uranium (U), neptunium (Np), plutonium (Pu), americium (Am), curium (Cm), berkelium (Bk), californium (Cf), einsteinium (Es), fermium (Fm), mendelevium (Md), nobelium (No) en lawrence (Lr). Vanaf neptunium zijn het onstabiele isotopen die door de mens zijn gemaakt.
4. Groep 4 (IVB). In deze groep bevindt zich de zogenaamde "titaniumfamilie", bestaande uit de elementen titanium (Ti), zirkonium (Zr), hafnium (Hf) en rutherfordium (Rf), de laatste synthetisch en radioactief, dus het wordt soms niet opgenomen account. Gaat over metalen zeer reactief, dus bij bepaalde presentaties kunnen ze direct rood en ontstoken worden door alleen maar in contact te komen met de zuurstof in de lucht.
5. Groep 5 (VB). In deze groep bevindt zich de vanadium (V)-familie, aangevoerd door vanadium (V) en vergezeld van niobium (Nb), tantaal (Ta) en dubnium (Db), de laatste uitsluitend geproduceerd in laboratoria. Ze zijn vast bij kamertemperatuur, zilver van kleur en geleiden warmte en elektriciteit.
6. Groep 6 (VIB). In deze groep bevindt zich de chroom (Cr) familie, bestaande uit chroom (Cr), molybdeen (Mo), wolfraam (W) en seaborgium (Sg). Het zijn vaste stoffen op het hoogste punt fusie Y kokendGeleiders van warmte en elektriciteit, zeer goed bestand tegen corrosie en vrij reactief.
7. Groep 7 (VIIB). In deze familie bevinden zich mangaan (Mn), technetium (Tc) en rhenium (Re), evenals het element met atoomnummer 107, bohrium (Bh). De laatste werd voor het eerst gesynthetiseerd in 1981 en is zeer onstabiel, dus de halfwaardetijd is slechts 0,44 seconden. Over het algemeen zijn renium en technetium ook uiterst zeldzame elementen: technetium heeft geen stabiele vormen, terwijl mangaan in de natuur heel gewoon is.
8. Groep 8 (VIIIB). In deze groep bevindt zich de ijzerfamilie (Fe), die ruthenium (Ru), osmium (Os) en hassium (Hs) omvat. Hassium stond bekend als unniloctium en werd in 1984 voor het eerst gesynthetiseerd; het verschijnt onder de controversiële elementen 101 tot 109, waarvan de nomenclatuur in twijfel is getrokken. Het zijn vrij reactieve elementen, goede geleiders van warmte en elektriciteit en, in het geval van ijzer, magnetisch.
9. Groep 9 (VIIIB). In deze groep is de familie die van kobalt (Co), die de elementen kobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir) en meitnerium (Mt) bevat. Net als in de vorige groep is de eerste ferromagnetisch en representatief voor de eigenschappen van de familie, en de laatste is synthetisch, dus het bestaat niet in de natuur (de meest stabiele isotoop duurt ongeveer 10 jaar).
10. Groep 10 (VIIIB). In eerdere versies van het periodiek systeem was deze groep een enkele familie, met groepen 8 en 9. Recente versies scheidden ze. Deze groep wordt aangevoerd door nikkel (Ni), dat gepaard gaat met palladium (Pd), platina (Pt) en darmstadtium (Ds). Het zijn gewone metalen in de natuur in elementaire vorm, hoewel nikkel (het meest reactieve) kan worden gevonden in legering (vooral in sommige meteorieten). Door hun katalytische eigenschappen zijn deze metalen een belangrijke grondstof voor de lucht- en ruimtevaart en de chemische industrie.
11. Groep 11 (IB). In deze groep bevindt zich de koperfamilie (Cu) en bestaat uit koper (Cu) en de edele metalen goud (Au) en zilver (Ag) en roentgenium (Rg). Ze worden ook wel "muntmetalen" genoemd. Ze zijn vrij onreactief, moeilijk te corroderen, zacht en uiterst nuttig voor de mens.
12. Groep 12 (IIB). Deze groep bevat de zinkfamilie (Zn), die zink, cadmium (Cd), kwik (Hg) en copernicium (Cn) bevat, voorheen ununbium genoemd. Het zijn zachte metalen (in feite is kwik het enige vloeibare metaal bij kamertemperatuur), diamagnetisch en tweewaardig, met de laagste smeltpunten van alle overgangsmetalen. Het grappige is dat zink zeer noodzakelijk is voor de chemie van het leven, terwijl cadmium en kwik zeer bedwelmend zijn. Copernicium is van zijn kant een synthetisch element dat in 1996 werd gecreëerd.
13. Groep 13 (IIIA). In deze groep zijn de elementen bekend als "aards", omdat ze overvloedig aanwezig zijn in de aarde, vooral aluminium. De groep wordt geleid door borium (B), wat een metalloïde, en dan aluminium (Al), gallium (Ga), indium (In), thallium (Ta) en nihonium (Nh), steeds meer metaalachtig naarmate je door de kolom gaat. En hoewel boor een hoge hardheid en niet-metalen eigenschappen heeft, zijn de andere zachte en kneedbare metalen die veel door de mens worden gebruikt.
14. Groep 14 (BTW). In deze groep bevinden zich de carbonide-elementen, met als kop koolstof (C), en verdergaand met silicium (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lood (Pb) en flevorium (Fl). Het zijn bekende elementen, vooral koolstof, die essentieel zijn voor alle chemie van het leven. Naarmate men in de familie afstamt, krijgen de elementen echter metaalachtige eigenschappen, punt zodanig dat koolstof niet-metaalachtig is, halfmetalen van silicium en germanium en de laatste duidelijk metalen.
15. Groep 15 (VA). In deze groep bevinden zich de stikstofelementen, met als kop stikstof (N), dan de fosfor (P), arseen (As), antimoon (Sb), bismut (Bi) en muscovium (Mc), een element synthetisch. Ze zijn ook bekend als pannogens of stikstofoïden, ze zijn zeer reactief bij hoge temperaturen en velen zijn onmisbaar voor de organische chemie.
16. Groep 16 (VIA). In deze groep bevinden zich de zogenaamde chalcogenen of amphigenen. Het behoort tot de zuurstoffamilie (O), die zuurstof (O) bevat, gevolgd door zwavel (S), selenium (Se), tellurium (Te), polonium (Po) en levermorio (Lv). Ze worden gekenmerkt door zes valentie-elektronen, ondanks dat hun eigenschappen variëren van niet-metaalachtig tot metallisch naarmate hun atoomnummer toeneemt. Bij kamertemperatuur is zuurstof een zeer reactief gas vanwege zijn kleine formaat, terwijl de rest van de elementen vast en minder frequent van aard zijn.
17. Groep 17 (VIIA). In deze groep is de familie van halogenen, een naam die komt van hun neiging om zouten (halogeniden) te vormen. Dit komt omdat ze over het algemeen moleculen diatomische stoffen met een aanzienlijk oxiderend vermogen, waardoor ze mononegatieve ionen vormen. Ze worden veel gebruikt in de chemische industrie en bij de vervaardiging van laboratoriumbenodigdheden. Deze elementen zijn fluor (F), chloor (Cl), broom (Br), jodium (I), astaat (At) en tenese (Ts), waarbij de laatste ook een metaal van groep f is.
18. Groep 18 (VIIIA). In deze groep zijn de elementen bekend als "Edelgassen"Of"inerte gassen”. Het zijn elementen met een zeer lage reactiviteit, die gewoonlijk worden aangetroffen als één-atomige gassen, geurloos, kleurloos, smakeloos, vormen zeer weinig en uitzonderlijke verbindingen, omdat hun buitenste schil van elektronen is compleet. Deze elementen zijn helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn) en oganeson (Og). Deze laatste twee zijn bijzonder: radon is radioactief en heeft geen isotopen stabiel (de meest stabiele isotoop is de ²²²Rn, die slechts 3,8 dagen bestaat), terwijl oganeson van synthetische oorsprong is en het zwaarste element dat tot nu toe is gecreëerd.

Periodiek systeem blokken

Een andere manier om het periodiek systeem te begrijpen is via de vier blokken:

Volgen met: