Układ okresowy pierwiastków: co to jest i jak jest zorganizowany

Jaki jest układ okresowy pierwiastków?

Układ okresowy pierwiastków lub układ okresowy pierwiastków to is zorganizowana ewidencja pierwiastków chemicznych zgodnie z jego liczbą atomową, właściwościami i charakterystyką.

Składa się ze 118 pierwiastków potwierdzonych przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC), z których

• 94 to elementy, które istnieją w przyrodzie i
• 24 elementy są syntetyczne, to znaczy zostały stworzone sztucznie.

Jej rozwój jest ściśle powiązany z odkrywaniem nowych pierwiastków i badaniem ich wspólnych właściwości. Aspekty, takie jak pojęcie masy atomowej i relacje między masą atomową a okresowymi właściwościami pierwiastków, miały fundamentalne znaczenie dla konfiguracji współczesnego układu okresowego.

Układ okresowy pierwiastków jest podstawowym narzędziem do badania chemii, ponieważ pozwala w spójny i łatwy sposób zidentyfikować różnice i podobieństwa między pierwiastkami chemicznymi.

Jego powstanie przypisuje się rosyjskiemu naukowcowi Dymitrowi Mendelejewowi w 1869 roku. Od tego czasu układ okresowy pierwiastków został ulepszony i zaktualizowany przez innych naukowców w miarę odkrywania i badania nowych pierwiastków.

Jak zorganizowany jest układ okresowy pierwiastków?

Układ okresowy przedstawia wszystkie znane do tej pory pierwiastki, które są uporządkowane i rozmieszczone według ich cech i relacji między nimi w grupach, okresach, blokach i metalach, niemetalach i niemetalach.

Grupy

Układ okresowy składa się z 18 grup pierwiastków ułożonych w pionowe kolumny, ponumerowanych od 1 do 18 od lewej do prawej, poczynając od metali alkalicznych, a kończąc na gazach szlachetnych.

Pierwiastki należące do tej samej kolumny mają podobne właściwości chemiczne, oparte na strukturze elektronów w ostatniej warstwie atomu.

Na przykład pierwsza kolumna zawiera pierwiastki, które mają elektron w ostatniej powłoce atomu. W tym przypadku potas ma cztery otoczki, aw ostatniej posiada elektron.

Pierwiastki chemiczne są zorganizowane w grupy w następujący sposób:

• Grupa 1 (IA): metale alkaliczne.
• Grupa 2 (II A): metale ziem alkalicznych.
• Grupa 3 (III B): rodzina scandium.
• Grupa 4 (IV B): rodzina tytanu.
• Grupa 5 (V B): rodzina wanadu.
• Grupa 6 (VI B): rodzina chromu.
• Grupa 7 (VII B): rodzina manganowa.
• Grupa 8 (VIII B): rodzina żelaza.
• Grupa 9 (VIII B): rodzina kobaltowa.
• Grupa 10 (VIII B): rodzina niklu.
• Grupa 11 (I B): rodzina miedzi.
• Grupa 12 (II B): rodzina cynku.
• Grupa 13 (III A): ziemia.
• Grupa 14 (IV A): karbonidy.
• Grupa 15 (VA): azotoidy.
• Grupa 16 (VI A): chalkogeny lub amfogeny.
• Grupa 17 (VII A): halogeny.
• Grupa 18 (VIII A): gazy szlachetne.

Okresy

Okresy to siedem poziomych rzędów układu okresowego. W tych wierszach pogrupowane są pierwiastki, których liczba powłok elektronowych pokrywa się z liczbą okresu.

Na przykład w pierwszym rzędzie wodór i hel mają powłokę elektronową. W okresie drugim występuje osiem pierwiastków, które mają dwie powłoki elektronowe. W trzecim rzędzie pierwiastki mają trzy powłoki elektronowe i tak dalej.

W okresie szóstym są pierwiastki, które mają sześć powłok elektronowych, a także dolny rząd lantanowców. W okresie siódmym są pierwiastki, które mają siedem powłok elektronowych, a także ostatni rząd aktynowców.

Metale, niemetale i niemetale

Na podstawie ich właściwości chemicznych i fizycznych można wyróżnić trzy kategorie pierwiastków tworzących układ okresowy, którymi są: metale, niemetale i niemetale.

• Metale: są to elementy stałe w temperaturze pokojowej, pomniejszone o rtęć, która jest w stanie ciekłym. Są plastyczne i ciągliwe oraz są dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Znajdują się po lewej stronie stołu.
• Brak metali: Są to głównie gazy, choć zdarzają się też ciecze. Te elementy nie są dobrymi przewodnikami prądu. Znajdują się po prawej stronie stołu.
• Metaloidy lub półmetale: posiadają właściwości zarówno metali, jak i niemetali. Mogą być błyszczące, nieprzezroczyste i mało plastyczne. Jego przewodność elektryczna jest niższa niż metali, ale wyższa niż niemetali. Znajdują się po prawej stronie stołu, pomiędzy metalami i niemetalami.

Bloki

Układ okresowy pierwiastków można również podzielić na cztery bloki w oparciu o sekwencję powłoki elektronowej każdego pierwiastka. Nazwa każdego bloku pochodzi od orbity, na której znajduje się ostatni elektron.

• Blok s: grupy 1 i 2 metali alkalicznych, metali ziem alkalicznych, wodoru i helu.
• Blok p: obejmuje grupy od 13 do 18 oraz metaloidy.
• Blok d: złożony z grup 3 do 12 i metali przejściowych.
• Blok f: nie ma numeru grupy i odpowiada lantanowców i aktynowców. Na ogół umieszcza się je poniżej układu okresowego.

Tendencje w układzie okresowym

Trendy okresowe odnoszą się do głównych właściwości fizycznych i chemicznych pierwiastków, które pozwalają na ich organizację w układzie okresowym. Trendy te są związane ze zmianami zachodzącymi w strukturze atomowej każdego pierwiastka w zależności od okresu lub grupy, do której należy.

Wśród cyklicznych trendów są:

• Radio atomowe: Jest to odległość między jądrem atomu a jego najbardziej zewnętrznym orbitalem, która pozwala nam obliczyć rozmiar atomu. Zwiększa się od prawej do lewej w okresach, a także od góry do dołu w grupach.
• Powinowactwo elektroniczne: jest opisana jako energia, którą atom uwalnia po dodaniu do niego elektronu lub odwrotnie. Wzrasta w okresach od lewej do prawej, aw grupach wzrasta w górę.
• Elektrony walencyjne: odnosi się do elektronów znajdujących się w najbardziej zewnętrznej powłoce atomu. Zwiększają się, gdy pierwiastki znajdują się od lewej do prawej i są ustalane z grupy układu okresowego, do którego należy pierwiastek.
• Energia jonizacji: energia potrzebna do oddzielenia elektronu od atomu. W jednym okresie energia ta wzrasta w prawo, aw grupie wzrasta w górę.
• Elektroujemność: zdolność atomu do przyciągania elektronów do siebie. Z czasem zwiększa się od lewej do prawej.
• Brak metali: właściwości niemetali rosną, gdy pierwiastki znajdują się w prawym górnym rogu tabeli.
• Metale: właściwości metali są większe, ponieważ elementy znajdują się w lewej dolnej części stołu.

Podstawowe dane pierwiastków chemicznych

Tablice okresowe zwykle zawierają podstawowe dane każdego z istniejących w nich pierwiastków, co pozwala na stworzenie spójnej organizacji na podstawie jej cech charakterystycznych, takich jak symbol, nazwa, liczba atomowa i masa atomowa, w celu określenia jego zastosowania.

• Masa atomowa: odnosi się do masy atomu złożonej z protonów i neutronów.
• Energia jonizacji: to energia potrzebna do oddzielenia elektronu od atomu.
• Symbol chemiczny: skróty do identyfikacji pierwiastka chemicznego.
• Nazwa: Nazwa nadana pierwiastkowi chemicznemu może pochodzić z łaciny, angielskiego, francuskiego, niemieckiego lub rosyjskiego.
• Elektroniczna Konfiguracja: sposób, w jaki elektrony są zbudowane lub zorganizowane w atomie.
• Liczba atomowa: odnosi się do całkowitej liczby protonów w atomie.
• Elektroujemność: Jest to zdolność atomu do przyciągania elektronów do siebie.
• Stany utleniania: Wskaźnik stopnia utlenienia atomu wchodzącego w skład złożonego pierwiastka chemicznego.

Do czego służy układ okresowy pierwiastków?

Układ okresowy pierwiastków jest bardzo przydatny w badaniach naukowych, biorąc pod uwagę różne funkcje, jakie pełni.

• Pozwala zidentyfikować różnice i podobieństwa między różnymi elementami. Na przykład zawiera cenne informacje, takie jak masa atomowa każdego pierwiastka.
• Umożliwia analizę zachowania chemicznego pierwiastków. Na przykład przy rozróżnianiu elektroujemności i konfiguracji elektronicznej elementu.
• Służy jako podstawowe narzędzie do badania chemii, w tym biologii i innych dziedzin nauki, ponieważ identyfikuje główne cechy pierwiastków chemicznych.
• Ułatwia odróżnienie pierwiastków od ich liczby atomowej. Dzieje się tak, ponieważ pierwiastki składają się z atomów, które otrzymują swoją nazwę i różnią się liczbą zawartych w nich protonów, elektronów i neutronów.
• Może być stosowany do przewidywania właściwości chemicznych nowych pierwiastków, które mają być zawarte w tabeli, z uwzględnieniem cech już zdefiniowanych pierwiastków.

Historia układu okresowego pierwiastków

Stworzenie układu okresowego przypisuje się rosyjskiemu naukowcowi Dmitrijowi Mendelejewowi, który w 1869 roku zebrał w tabeli 63 znane dotychczas nauce pierwiastki.

Mendelejew uporządkował pierwiastki w porządku rosnącym według ich mas atomowych, starając się umieścić w tej samej kolumnie te, których właściwości fizyczne są podobne. Pozostawił nawet puste przestrzenie, przewidując istnienie innych jeszcze wówczas nieodkrytych pierwiastków, które należałoby uwzględnić w tabeli.

Wkrótce potem niemiecki chemik Julius Lothar Meyer uporządkował pierwiastki na podstawie fizycznych właściwości atomów. Wreszcie swoją obecną strukturę zawdzięcza szwajcarskiemu naukowcowi Alfredowi Wernerowi.

Ostatnie duże zmiany w układzie okresowym to praca laureata Nagrody Nobla w dziedzinie chemii Glenna Seaborga, który między innymi zamówił serię aktynowców poniżej serii lantanowców.

• Pierwiastek chemiczny.
• Symbol chemiczny.
• Atom