Periodni sistem: informacije in primeri

The Periodni sistem elementov je tabela, v kateri so vsi kemični elementi znano človeku, razvrščeno glede na njihovo atomsko število (število protonov), elektronsko konfiguracijo in kemijske lastnosti posebne.

Je konceptualno orodje temeljnega pomena za preučevanje zadeve čigar prvo različico je leta 1869 objavil ruski kemik Dmitri Mendeleev in ki je bila posodobljena s sprejetjem leta, ko so bili odkriti novi kemijski elementi in vzorci, na katerih temeljijo lastnosti.

Trenutna periodna tabela je strukturirana v sedem vrstic (vodoravno), imenovani obdobji in v 18 stolpcev (vertikalno), imenovane skupine ali družine. Kemični elementi so razporejeni glede na njihove lastnosti od leve proti desni skozi vsa obdobja in od zgoraj navzdol po vsaki skupini.

Nekateri lastnosti kemičnih elementov, kot sta atomski polmer in ionski polmer, se povečata od zgoraj navzdol (po skupini) in od desne proti levi (po obdobju), medtem ko se ionizacijska energija, afiniteta elektronov in elektronegativnost povečujeta od spodaj navzgor (po skupini) in od leve proti desni (po obdobje).

Skupine periodnega sistema

Številke od 1 do 18 od leve proti desni, trenutna imena skupin določa Nomenklatura IUPAC, odobren leta 1988 za poenotenje različnih oblik imen, ki so obstajale. Elementi vsake skupine imajo podobne elektronske konfiguracije in enake valenca (število elektronov v zadnji orbiti), zato imajo kemijske lastnosti podobno.

Po IUPAC obstajajo naslednje skupine elementov:

1. Skupina 1 (IA). V tej skupini so vse alkalijske kovine, z izjemo vodika, ki je, čeprav je nominalno v skupini, plin. Elementi so del družine: litij (Li), natrij (Na), kalij (K), rubidij (Rb), cezij (Cs), francij (Fr). Imajo zelo nizko gostote, so dobri oddajniki vroče in elektrika, in jih nikoli ne najdemo prosto v naravi, temveč v spojinah z drugimi elementi.
2. Skupina 2 (IIA). V tej skupini so tako imenovane zemeljskoalkalijske kovine, ki so trše od alkalnih, svetle in dobre električni vodniki, čeprav manj reaktivni in zelo dobri reduktorji (oksidanti). Družino sestavljajo: berilij (Be), magnezij (Mg), kalcij (Ca), stroncij (Sr), barij (Ba) in radij (Ra).
3. Skupina 3 (IIIB). Družina skandij je v tej skupini, čeprav je v mnogih skupinah v bloku "d" tabele (skupine 3 do 12, vključno z aktinidi in redkimi zemljinami) glede naročila ni dokončnega soglasja idealno. Sestavljajo to družino: skandij (Sc), itrij (Y), lantan ali lutecij (La) in aktinij (Ac) so trdna, svetel in zelo reaktiven, po lastnostih podoben aluminiju. V to skupino spadajo tudi tako imenovane "redke zemlje": lantanidi (ali lantanoidi). V to skupino spadajo tudi aktinidi (ali aktinoidi). Oba sklopa elementov (lantanidi in aktinidi) se imenujeta "notranja prehodna elementa" in sta v spodnjem bloku tabele. Lantanidi so: Lantan (La), Cerij (Ce), Praseodim (Pr), Neodim (Nd), Prometij (Pm), Samarij (Sm), evropij (Eu), gadolinij (Gd), terbij (Tb), disprozij (Dy), holmij (Ho), erbij (Er), tulij (Tm), itterbij (Yb), lutecij (Lu). Aktinidi so: aktinij (Ac), torij (Th), protaktinij (Pa), uran (U), neptunij (Np), plutonij (Pu), americij (Am), kurij (Cm), berkelij (Bk), kalifornij (Cf), einsteinium (Es), fermij (Fm), mendelevij (Md), nobelij (št) in Lawrence (Lr). Od neptunija naprej so nestabilni izotopi, ki jih je ustvaril človek.
4. Skupina 4 (IVB). V tej skupini je tako imenovana "družina titana", sestavljena iz elementov titana (Ti), cirkonija (Zr), hafnij (Hf) in ruterfordij (Rf), slednji je sintetičen in radioaktiven, zato se včasih ne račun. Je približno kovin zelo reaktivni, zato lahko v določenih predstavitvah takoj postanejo rdeči in vneti že s stikom s kisikom v zraku.
5. 5. skupina (VB). V tej skupini je družina vanadija (V), ki jo vodi vanadij (V), spremljajo pa jo niobij (Nb), tantal (Ta) in dubnij (Db), slednji se proizvaja izključno v laboratorijih. So trdne pri sobni temperaturi, srebrne barve in prevajajo toploto in elektriko.
6. Skupina 6 (VIB). V tej skupini je družina kromov (Cr), sestavljena iz kroma (Cr), molibdena (Mo), volframa (W) in morskega borgija (Sg). So trdne snovi v visoki točki fuzija Y. VretiVodniki toplote in električne energije, zelo odporni proti koroziji in precej reaktivni.
7. Skupina 7 (VIIB). V tej družini so mangan (Mn), tehnecij (Tc) in renij (Re), pa tudi element z atomskim številom 107, bohrij (Bh). Slednji je bil prvič sintetiziran leta 1981 in je zelo nestabilen, zato je njegov razpolovni čas le 0,44 sekunde. Na splošno sta renij in tehnecij tudi izjemno redka elementa: tehnecij nima stabilnih oblik, mangan pa je v naravi zelo pogost.
8. Skupina 8 (VIIIB). V tej skupini je družina železa (Fe), ki vključuje rutenij (Ru), osmij (Os) in kalij (Hs). Hassium je bil znan kot unniloctium in je bil prvič sintetiziran leta 1984; pojavlja se med spornimi elementi od 101 do 109, katerih nomenklatura je bila vprašljiva. So precej reaktivni elementi, dobri prevodniki toplote in električne energije, v primeru železa pa magnetni.
9. Skupina 9 (VIIIB). V tej skupini je družina kobalta (Co), ki vsebuje elemente kobalt (Co), rodij (Rh), iridij (Ir) in meitnerij (Mt). Kot v prejšnji skupini je tudi prva feromagnetna in reprezentativna za lastnosti družina, slednja pa je sintetična, zato v naravi ne obstaja (njen najstabilnejši izotop traja približno 10 leta).
10. Skupina 10 (VIIIB). V prejšnjih različicah periodnega sistema je bila ta skupina ena družina s skupinama 8 in 9. Najnovejše različice so jih ločile. Na čelu te skupine je nikelj (Ni), ki ga spremljajo paladij (Pd), platina (Pt) in darmstadcij (Ds). V naravi so pogoste kovine v elementarni obliki, čeprav najdemo nikelj (najbolj reaktiven) zlitine (zlasti pri nekaterih meteoritih). Zaradi njihovih katalitičnih lastnosti so te kovine pomembna oskrba za vesoljsko in kemično industrijo.
11. Skupina 11 (IB). V tej skupini je družina bakra (Cu), ki jo sestavljajo baker (Cu) in plemenite kovine zlato (Au) in srebro (Ag) ter roentgenij (Rg). Znane so tudi kot "kovinske kovine". So precej nereaktivni, težko razjedajo, mehki in izjemno uporabni za človeka.
12. Skupina 12 (IIB). Ta skupina vsebuje družino cinka (Zn), ki vsebuje cink, kadmij (Cd), živo srebro (Hg) in Kopernik (Cn), prej imenovan ununbij. So mehke kovine (pravzaprav je živo srebro edina tekoča kovina pri sobni temperaturi), diamagnetne in dvovalentne, z najnižjimi tališči med vsemi prehodnimi kovinami. Smešno je, da je cink zelo potreben za življenjsko kemijo, medtem ko sta kadmij in živo srebro zelo opojna. Kopernik je sintetični element, ustvarjen leta 1996.
13. Skupina 13 (IIIA). V tej skupini so elementi, znani kot "zemeljski", saj jih je v zemlji veliko, zlasti aluminij. Skupino vodi bor (B), ki je a metaloid, nato pa aluminij (Al), galij (Ga), indij (In), talij (Ta) in nihonij (Nh), vedno bolj kovinski, ko se spuščate po koloni. In čeprav ima bor visoko trdoto in nekovinske lastnosti, so druge mehke in voljne kovine, ki jih človek pogosto uporablja.
14. 14. skupina (DDV). V tej skupini so karbonidi, ki jih vodi ogljik (C), nadaljujejo pa jih silicij (Si), germanij (Ge), kositer (Sn), svinec (Pb) in flevorij (Fl). So dobro znani elementi, zlasti ogljik, ki so bistveni za vso življenjsko kemijo. Ko se človek spusti v družino, pa elementi pridobijo kovinske lastnosti, točka tako, da je ogljik nekovinski, silicij in germanijev polmetal in slednji očitno kovinski.
15. Skupina 15 (VA). V tej skupini so nitrogenoidni elementi, ki jih vodi dušik (N), nato fosfor (P), arzen (As), antimon (Sb), bizmut (Bi) in muscovium (Mc), element sintetični. Znani so tudi kot pannogeni ali nitrogenoidi, so zelo reaktivni pri visokih temperaturah in so mnogi nepogrešljivi organska kemija.
16. Skupina 16 (VIA). V tej skupini so tako imenovani halkogeni ali amfigeni. Je iz družine kisika (O), ki vsebuje kisik (O), sledijo jim žveplo (S), selen (Se), telur (Te), polonij (Po) in jevermorio (Lv). Zanje je značilno, da imajo šest valentnih elektronov, kljub temu pa se njihove lastnosti spreminjajo od nekovinskih do kovinskih, ko se njihovo atomsko število poveča. Pri sobni temperaturi je kisik zaradi svoje majhnosti zelo reaktiven plin, ostali elementi pa so trdni in manj pogosti.
17. Skupina 17 (VIIA). V tej skupini je družina halogenov, ki izhaja iz njihove nagnjenosti k tvorbi soli (halogenidi). To je zato, ker na splošno predstavljajo molekul diatomika z veliko oksidacijsko močjo, zaradi česar tvorijo mononegativne ione. Veliko se uporabljajo v kemični industriji in pri izdelavi laboratorijskih potrebščin. Ti elementi so fluor (F), klor (Cl), brom (Br), jod (I), astat (At) in tenese (Ts), pri čemer je slednji tudi kovina iz skupine f.
18. Skupina 18 (VIIIA). V tej skupini so elementi, znani kot "Plemeniti plini"Ali"inertni plini”. So elementi z zelo nizko reaktivnostjo, ki jih običajno najdemo v obliki monatomskih plinov, brez vonja, brez barve, neješčen, tvori zelo malo in izjemnih spojin, ker je njihova najbolj zunanja lupina elektronov popolna. Ti elementi so helij (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn) in oganeson (Og). Zadnja dva sta še posebej pomembna: radon je radioaktiven in ga nima izotopi stabilen (njegov najbolj stabilen izotop je ²²²Rn, ki obstaja le 3,8 dni), medtem ko je oganeson sintetičnega izvora in najtežji element, ustvarjen do danes.

Bloki periodnega sistema

Periodni sistem je mogoče razumeti tudi s pomočjo štirih blokov:

Sledite z: