Περιοδικός πίνακας στοιχείων ιστορίας, δομής, στοιχείων

Το Περιοδικός πίνακας των στοιχείων είναι ένα εργαλείο που επιτρέπει τη διερεύνηση των χημικών ιδιοτήτων των 118 γνωστών μέχρι σήμερα στοιχείων. Είναι απαραίτητο κατά την εκτέλεση στοιχειομετρικών υπολογισμών, την πρόβλεψη των φυσικών ιδιοτήτων ενός στοιχείου, την ταξινόμησή τους και την εύρεση περιοδικών ιδιοτήτων μεταξύ τους..

Τα άτομα γίνονται βαρύτερα καθώς οι πυρήνες τους προσθέτουν πρωτόνια και νετρόνια, τα οποία πρέπει επίσης να συνοδεύονται από νέα ηλεκτρόνια. διαφορετικά, η ηλεκτροναυτικότητα δεν θα ήταν δυνατή. Έτσι, μερικά άτομα είναι πολύ ελαφριά, όπως το υδρογόνο, και άλλα, υπερβολικά μεγάλα, όπως το οganneson.

Ποιος οφείλει μια τέτοια καρδιά στη χημεία; Ο επιστήμονας Ντμίτρι Μεντελέγιεφ, ο οποίος το 1869 (περίπου 150 ετών) που δημοσιεύθηκε, μετά από μια δεκαετία θεωρητικές μελέτες και πειράματα, το πρώτο περιοδικό πίνακα, σε μια προσπάθεια να οργανώσει τα 62 στοιχεία που είναι γνωστά εκείνη την εποχή.

Για το λόγο αυτό, ο Mendeléyev βασίστηκε σε χημικές ιδιότητες, ενώ παράλληλα η Lothar Meyer δημοσίευσε έναν άλλο περιοδικό πίνακα ο οποίος οργανώθηκε σύμφωνα με τις φυσικές ιδιότητες των στοιχείων.

Αρχικά, ο πίνακας περιελάμβανε "κενά διαστήματα", τα στοιχεία των οποίων δεν ήταν γνωστά για εκείνα τα χρόνια. Ωστόσο, ο Mendeléyev ήταν σε θέση να προβλέψει με αξιόλογη ακρίβεια κάποιες από τις ιδιότητές του. Μερικά από αυτά τα στοιχεία ήταν: το γερμάνιο (το οποίο ονόμασε eka-silicon) και το γάλλιο (eka-aluminium).

Οι πρώτοι περιοδικοί πίνακες διέταξαν τα στοιχεία σύμφωνα με τις ατομικές τους μάζες. Η διάταξη αυτή επέτρεψε να δούμε κάποια περιοδικότητα (επανάληψη και ομοιότητα) στις χημικές ιδιότητες των στοιχείων. Ωστόσο, τα στοιχεία της μετάβασης δεν συμφωνούν με αυτή τη σειρά, ούτε τα ευγενή αέρια.

Για το λόγο αυτό, ήταν απαραίτητο να παραγγελθούν τα στοιχεία που λαμβάνουν υπόψη τον ατομικό αριθμό (αριθμός πρωτονίων), αντί της ατομικής μάζας. Από εδώ, μαζί με τη σκληρή δουλειά και τη συμβολή πολλών συγγραφέων, ο περιοδικός πίνακας του Mendeleev τελειοποιήθηκε και ολοκληρώθηκε..

Ευρετήριο

• 1 Ιστορικό του περιοδικού πίνακα
  • 1.1 Στοιχεία
  • 1.2 Σύμβολο
  • 1.3 Εξέλιξη του καθεστώτος
  • 1.4 Κουρτίνα από Chancourtois (1862)
  • 1.5 Οκτάβες των Newlands (1865)
  • 1.6 Πίνακας του Mendeléyv (1869)
  • 1,7 Περιοδικός Πίνακας Moseley (τρέχων περιοδικός πίνακας) - 1913
• 2 Πώς οργανώνεται; (Δομή και οργάνωση)
  • 2.1 Περίοδοι
  • 2.2 Ομάδες
  • 2.3 Αριθμοί πρωτονίων έναντι ηλεκτρόνων σθένους
• 3 Στοιχεία του περιοδικού πίνακα
  • 3.1 Αποκλεισμός s
  • 3.2 Block p
  • 3.3 Αντιπροσωπευτικά στοιχεία
  • 3.4 Μεταβατικά μέταλλα
  • 3.5 Μέταλλα εσωτερικής μετάβασης
  • 3.6 Μέταλλα και μη μέταλλα
  • 3.7 Οικογένειες μετάλλων
  • 3.8 Μεταλλοειδή
  • 3.9 Αέρια
• 4 Χρήσεις και εφαρμογές
  • 4.1 Πρόβλεψη των τύπων των οξειδίων
  • 4.2 Βαλένθια των στοιχείων
  • 4.3 Ψηφιακοί περιοδικοί πίνακες
• 5 Σημασία του περιοδικού πίνακα
• 6 Αναφορές

Ιστορικό του περιοδικού πίνακα

Στοιχεία

Η χρήση των στοιχείων ως βάση για την περιγραφή του περιβάλλοντος (πιο συγκεκριμένα, στη φύση) έχει χρησιμοποιηθεί από την αρχαιότητα. Ωστόσο, εκείνη τη στιγμή αναφέρονται ως φάσεις και καταστάσεις της ύλης και όχι τον τρόπο με τον οποίο γίνεται αναφορά από τον Μεσαίωνα.

Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν την πεποίθηση ότι ο πλανήτης που κατοικήσαμε σχηματίστηκε από τα τέσσερα θεμελιώδη στοιχεία: φωτιά, γη, νερό και αέρας.

Από την άλλη πλευρά, στην αρχαία Κίνα ο αριθμός των στοιχείων ήταν πέντε και, αντίθετα από τους Έλληνες, απέκλειε τον αέρα και περιλάμβανε μέταλλο και ξύλο.

Η πρώτη επιστημονική ανακάλυψη έγινε το 1669 από τη γερμανική Henning Brand, η οποία ανακάλυψε τον φώσφορο. από την ημερομηνία αυτή καταγράφηκαν όλα τα επόμενα στοιχεία.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ορισμένα στοιχεία όπως ο χρυσός και ο χαλκός ήταν ήδη γνωστά πριν από τον φώσφορο. η διαφορά είναι ότι δεν είχαν ποτέ εγγραφεί.

Σύμβολο

Οι αλχημιστές (προκάτοχοι των σημερινών χημικών) έδωσαν ονόματα στα στοιχεία σε σχέση με τους αστερισμούς, στους ανακαλύπτους τους και στους τόπους όπου ανακαλύφθηκαν.

Το έτος 1808 Dalton πρότεινε μια σειρά από σχέδια (σύμβολα) για να αντιπροσωπεύουν τα στοιχεία. Στη συνέχεια, αυτό το σύστημα σημειογραφίας αντικαταστάθηκε από Jhon Berzelius (χρησιμοποιείται μέχρι την τρέχουσα ημερομηνία), επειδή το μοντέλο Dalton ήταν περίπλοκη, καθώς εμφανίστηκαν νέα στοιχεία.

Εξέλιξη του καθεστώτος

Οι πρώτες προσπάθειες για τη δημιουργία ενός χάρτη για την οργάνωση της πληροφόρησης των χημικών στοιχείων συνέβησαν τον δέκατο ένατο αιώνα με τις Τριάδες του Döbereiner (1817).

Με τα χρόνια, βρέθηκαν νέα στοιχεία, δημιουργώντας νέα οργανωτικά μοντέλα μέχρι να φθάσουν σε αυτά που χρησιμοποιούνται σήμερα.

Chancurtois κοχλιωτή βίδα (1862)

Η Alexandré-Émile Béguyer de Chancourtois σχεδίασε μια έλικα χαρτιού όπου έδειξε ένα σπειροειδές γραφικό (κοχλιωτό βίδα).

Στο σύστημα αυτό τα στοιχεία διατάσσονται με αυξανόμενο τρόπο σε σχέση με τα ατομικά βάρη τους. Παρόμοια στοιχεία ευθυγραμμίζονται κατακόρυφα.

Οκτάβες του Νιούλαντς (1865)

Συνεχίζοντας το έργο του Döbereiner, της Βρετανίας John Newlands διέταξε τα χημικά στοιχεία σε αύξουσα σειρά όσον αφορά ατομικά βάρη, σημειώνοντας ότι επτά στοιχεία ήταν ομοιότητες με τις ιδιότητές τους (υδρογόνο δεν περιλαμβάνεται).

Πίνακας Mendeléyv (1869)

Ο Mendeléyv διέταξε τα χημικά στοιχεία στην αυξανόμενη τάξη σε σχέση με το ατομικό βάρος, τοποθετώντας στην ίδια στήλη εκείνα των οποίων οι ιδιότητες ήταν παρόμοιες. Άφησε κενά στο μοντέλο περιοδικών πινάκων του, προβλέποντας την εμφάνιση νέων στοιχείων στο μέλλον (εκτός από την πρόβλεψη των ιδιοτήτων που θα έπρεπε να έχει).

Τα ευγενή αέρια δεν περιλαμβάνονται στον πίνακα του Mendeléyv, αφού δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί. Επιπλέον, ο Mendeléiv δεν εξέτασε το υδρογόνο.

Περιοδικός πίνακας Moseley (τρέχων περιοδικός πίνακας) - 1913

Ο Henry Gwyn Jeffreys Moseley πρότεινε την παραγγελία των χημικών στοιχείων του περιοδικού πίνακα σύμφωνα με τον ατομικό αριθμό τους. δηλαδή, με βάση τον αριθμό των πρωτονίων τους.

Ο Moseley ανέφερε τον «περιοδικό νόμο» το 1913: «Όταν τα στοιχεία τοποθετούνται στη σειρά των ατομικών τους αριθμών, οι φυσικές και χημικές ιδιότητές τους παρουσιάζουν περιοδικές τάσεις».

Έτσι, κάθε οριζόντια γραμμή ή περίοδος δείχνει έναν τύπο σχέσης και κάθε στήλη ή ομάδα παρουσιάζει ένα άλλο.

Πώς οργανώνεται; (Δομή και οργάνωση)

Μπορεί να παρατηρηθεί ότι το κέικ του περιοδικού πίνακα έχει πολλά χρώματα. Κάθε χρώμα συνδέει στοιχεία με παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Υπάρχουν πορτοκαλί, κίτρινοι, μπλε, μοβ κίονες. πράσινα τετράγωνα, και ένα πράσινο μήλο διαγωνίου.

Σημειώστε ότι τα κουτιά των μεσαίων πυλώνες είναι γκριζωπό χρώμα, έτσι ώστε όλα αυτά τα στοιχεία πρέπει να έχουν κάτι κοινό, και που είναι μέταλλο μετάπτωσης d τροχιακά μισογεμάτο.

Ομοίως, τα στοιχεία των μοβ κουτιά, αν και περνώντας αέριες ουσίες, ενός κοκκινωπού υγρού και στερεού μαύρο σε μωβ (ιώδιο) και ασημί-γκρι (αστατίνη) είναι χημικές τους ιδιότητες οι οποίες καθιστούν ομοειδών. Αυτές οι ιδιότητες διέπονται από τις ηλεκτρονικές δομές των ατόμων τους.

Η οργάνωση και η δομή του περιοδικού πίνακα δεν είναι αυθαίρετη, αλλά υπακούει σε μια σειρά περιοδικών ιδιοτήτων και μοτίβων τιμών που καθορίζονται για τα στοιχεία. Για παράδειγμα, αν ο μεταλλικός χαρακτήρας μειώνεται από τα αριστερά προς τα δεξιά του πίνακα, δεν μπορεί να αναμένεται μεταλλικό στοιχείο στην επάνω δεξιά γωνία.

Περίοδοι

Τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε σειρές ή περιόδους ανάλογα με την ενεργειακή στάθμη των τροχιακών τους. Πριν από την περίοδο 4, όταν τα στοιχεία αυτά συμβαίνουν με σκοπό την αύξηση της ατομικής μάζας, ήταν ότι οκτώ από αυτές τις χημικές ιδιότητες συμβεί και πάλι (νόμος της οκτάβες του John Newlands).

Τα μεταβατικά μέταλλα ενσωματώθηκαν με άλλα μη μεταλλικά στοιχεία, όπως το θείο και ο φώσφορος. Για το λόγο αυτό, η είσοδος της κβαντικής φυσικής και των ηλεκτρονικών συνθέσεων στην κατανόηση των σύγχρονων περιοδικών πινάκων ήταν ζωτικής σημασίας..

Οι τροχιές ενός ενεργειακού στρώματος γεμίζονται με ηλεκτρόνια (και τους πυρήνες των πρωτονίων και των νετρονίων), καθώς κινείται κατά μήκος μιας περιόδου. Αυτό το ενεργητικό στρώμα συμβαδίζει με το μέγεθος ή την ατομική ακτίνα. Επομένως, τα στοιχεία των ανώτερων περιόδων είναι μικρότερα από αυτά που είναι κάτω.

Το Η και ο Αυτός βρίσκονται στο πρώτο (ενεργειακό) επίπεδο. η πρώτη σειρά από γκρι τετράγωνα, στην τέταρτη περίοδο. και η σειρά από πορτοκαλί τετράγωνα, στην έκτη περίοδο. Σημειώστε ότι αν και η τελευταία φαίνεται να είναι στην υποτιθέμενη ένατη περίοδο, στην πραγματικότητα ανήκει στον έκτο, αμέσως μετά το κίτρινο κιβώτιο του Ba.

Ομάδες

Περνώντας μέσα σε μια περίοδο διαπιστώνουμε ότι η μάζα, ο αριθμός των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων αυξάνεται. Στην ίδια στήλη ή ομάδα, αν και η μάζα και τα πρωτόνια ποικίλλουν, ο αριθμός των τα ηλεκτρόνια του στρώματος σθένους είναι το ίδιο.

Για παράδειγμα, στην πρώτη στήλη ή ομάδα, το Η έχει ένα μόνο ηλεκτρόνιο στην τροχιά του 1s¹, όπως ακριβώς το Li (2s¹), νατρίου (3s¹), κάλιο (4s¹) και ούτω καθεξής μέχρι το φράγκο (7s¹). Αυτός ο αριθμός 1 υποδηλώνει ότι τα στοιχεία αυτά διαθέτουν ελάχιστα ένα ηλεκτρόνιο σθένους και επομένως ανήκουν στην ομάδα 1 (ΙΑ). Κάθε στοιχείο είναι σε διαφορετικές περιόδους.

Χωρίς καταμέτρηση υδρογόνου, πράσινο κιβώτιο, τα στοιχεία κάτω από αυτό είναι πορτοκαλί κουτιά και ονομάζονται αλκαλικά μέταλλα. Ένα ακόμη κουτάκι προς τα δεξιά σε κάθε περίοδο, είναι η ομάδα ή η στήλη 2. δηλαδή, τα στοιχεία του έχουν δύο ηλεκτρόνια σθένους.

Αλλά κινούνται ένα βήμα πιο πέρα ​​προς τα δεξιά, χωρίς τη γνώση των τροχιακών, φτάνετε στην ομάδα του βορίου (Β) ή στην ομάδα 13 (ΙΙΙΑ). αντί της ομάδας 3 (ΙΙΙΒ) ή του σκανδίου (Sc). Λαμβάνοντας υπόψη την πλήρωση των d τροχιακών, αρχίζουν να καλύπτονται οι περίοδοι των γκρίζων τετραγώνων: τα μεταβατικά μέταλλα.

Αριθμοί πρωτονίων εναντίον ηλεκτρονίων σθένους

Κατά τη μελέτη του περιοδικού πίνακα μπορεί να προκύψει σύγχυση μεταξύ του ατομικού αριθμού Ζ ή του αριθμού των συνολικών πρωτονίων στον πυρήνα και της ποσότητας των ηλεκτρονίων σθένους. Για παράδειγμα, ο άνθρακας έχει Z = 6, δηλαδή έχει έξι πρωτόνια και επομένως έξι ηλεκτρόνια (διαφορετικά δεν θα μπορούσε να είναι ένα άτομο με ουδέτερο φορτίο).

Αλλά, από αυτά τα έξι ηλεκτρόνια, τέσσερα είναι από τη Βαλένθια. Για το λόγο αυτό η ηλεκτρονική του διαμόρφωση είναι [He] 2s²2ρ². [Αυτός] υποδηλώνει τα δύο ηλεκτρόνια 1s² του κλειστού στρώματος και θεωρητικά δεν συμμετέχουν στο σχηματισμό χημικών δεσμών.

Επίσης, επειδή ο άνθρακας έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους, βρίσκεται "βολικά" στην ομάδα 14 (IVA) του περιοδικού πίνακα.

Τα στοιχεία κάτω από τον άνθρακα (Si, Ge, Sn, Pb και Fl) έχουν υψηλότερους ατομικούς αριθμούς (και ατομικές μάζες). αλλά όλα έχουν κοινά τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Αυτό είναι το κλειδί για την κατανόηση του γιατί ένα στοιχείο ανήκει σε μία ομάδα και όχι σε άλλο.

Στοιχεία του περιοδικού πίνακα

Αποκλεισμός s

Όπως μόλις εξηγήθηκε, οι ομάδες 1 και 2 χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν ένα ή δύο ηλεκτρόνια σε τροχιά. Αυτά τα τροχιακά είναι σφαιρικής γεωμετρίας και καθώς κατεβαίνετε σε οποιαδήποτε από αυτές τις ομάδες, τα στοιχεία αποκτούν στρώματα που αυξάνουν το μέγεθος των ατόμων τους.

Παρουσιάζοντας έντονες τάσεις στις χημικές τους ιδιότητες και σε τρόπους αντίδρασης, αυτά τα στοιχεία οργανώνονται ως το μπλοκ. Επομένως, σε αυτό το μπλοκ ανήκουν αλκαλικά μέταλλα και μέταλλα αλκαλικών γαιών. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων αυτού του μπλοκ είναι ns (1s, 2s, κ.λπ.).

Παρόλο που το στοιχείο ηλίου βρίσκεται στην επάνω δεξιά γωνία του πίνακα, η ηλεκτρονική του διαμόρφωση είναι 1 δευτερόλεπτο² και ως εκ τούτου ανήκει σε αυτό το μπλοκ.

Αποκλεισμός σ

Σε αντίθεση με τα μπλοκ, τα στοιχεία αυτού του μπλοκ έχουν γεμίσει πλήρως τα τροχιακά, ενώ τα τροχιακά τους συνεχίζουν να γεμίζουν με ηλεκτρόνια. Οι ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των στοιχείων που ανήκουν σε αυτό το μπλοκ είναι τύπου ns²np^1-6 (τα τροχιακά μπορούν να έχουν ένα ή έως και έξι ηλεκτρόνια για να γεμίσουν).

Έτσι, σε ποιο μέρος του περιοδικού πίνακα είναι αυτό το μπλοκ; Δεξιά: τα πράσινα, μοβ και μπλε τετράγωνα. δηλαδή μη μεταλλικά στοιχεία και βαρέα μέταλλα, όπως το βισμούθιο (Βί) και ο μόλυβδος (Pb).

Ξεκινώντας με βόριο, με ηλεκτρονική διαμόρφωση ns²np¹, ο άνθρακας στα δεξιά σας προσθέτει ένα άλλο ηλεκτρόνιο: 2s²2ρ². Στη συνέχεια, οι ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των άλλων στοιχείων της περιόδου 2 του μπλοκ p είναι: 2s²2ρ³ (άζωτο), 2s²2ρ⁴ (οξυγόνο), 2s²2ρ⁵ (φθόριο) και 2s²2ρ⁶ (νέον).

Εάν κατεβείτε στις χαμηλότερες περιόδους, θα έχετε το επίπεδο ενέργειας 3: 3s²3ρ^1-6, και ούτω καθεξής έως το τέλος του μπλοκ ρ.

Σημειώστε ότι η πιο σημαντική αυτού του μπλοκ είναι ότι, από την περίοδο 4 στοιχείων της έχουν γεμίσει τελείως d τροχιακά (μπλε πλαίσια μπροστά δεξιά). Συνοπτικά: το μπλοκ s είναι στα αριστερά του περιοδικού πίνακα και το μπλοκ p, στα δεξιά.

Αντιπροσωπευτικά στοιχεία

Ποια είναι τα αντιπροσωπευτικά στοιχεία; Είναι εκείνοι που από τη μία χάνουν εύκολα ηλεκτρόνια, ή από την άλλη, τα κερδίζουν για να ολοκληρώσουν την οκτάδα σθένους. Με άλλα λόγια: είναι τα στοιχεία των μπλοκ s και p.

Οι ομάδες τους διακρίνονταν από τους άλλους με ένα γράμμα Α στο τέλος. Έτσι, υπήρχαν οκτώ ομάδες: από την ΙΑ έως την VIIIA. Αλλά επί του παρόντος, το σύστημα αρίθμησης που χρησιμοποιείται στους σύγχρονους περιοδικούς πίνακες είναι αραβικό, από 1 έως 18, συμπεριλαμβανομένων μεταβατικών μετάλλων.

Για το λόγο αυτό, η ομάδα βορίου μπορεί να είναι η ΙΙΙΑ ή 13 (3 + 10). η ομάδα άνθρακα, ο ΦΠΑ ή 14 · και εκείνο των ευγενών αερίων, το τελευταίο στα δεξιά του πίνακα, το VIIIA ή το 18.

Μεταβατικά μέταλλα

Τα μεταβατικά μέταλλα είναι όλα τα στοιχεία των γκρίζων τετραγώνων. Κατά τη διάρκεια των περιόδων τους, γεμίζουν τις τροχιές τους d, οι οποίες είναι πέντε και μπορούν συνεπώς να έχουν δέκα ηλεκτρόνια. Δεδομένου ότι πρέπει να έχουν δέκα ηλεκτρόνια για να γεμίσουν αυτά τα τροχιακά, τότε πρέπει να υπάρχουν δέκα ομάδες ή στήλες.

Κάθε μία από αυτές τις ομάδες στο παλιό σύστημα αρίθμησης χαρακτηρίστηκε με ρωμαϊκούς αριθμούς και ένα γράμμα Β στο τέλος. Η πρώτη ομάδα, σκάνδιο, ήταν ΙΙΙΒ (3), ο σίδηρος, κοβάλτιο και νικέλιο νΐΙΙΒ, έχοντας πολύ παρόμοια αντιδραστικότητες (8, 9 και 10), και ψευδαργύρου ΙΙΒ (12).

Όπως μπορεί να φανεί, είναι πολύ πιο εύκολο να αναγνωρίσουμε τις ομάδες με αραβικούς αριθμούς παρά με τη χρήση ρωμαϊκών αριθμών.

Μέταλλα εσωτερικής μετάβασης

Από την περίοδο 6 του περιοδικού πίνακα, οι τροχιές αρχίζουν να είναι ενεργά διαθέσιμες. Αυτά πρέπει να γεμίζονται πρώτα απ 'ότι τα τροχιακά. και ως εκ τούτου, τα στοιχεία του είναι συνήθως τοποθετημένα μεταξύ τους έτσι ώστε να μην επιμηκύνουν πάρα πολύ το τραπέζι.

Οι δύο τελευταίες περίοδοι, πορτοκαλί και γκρι, είναι τα εσωτερικά μεταβατικά μέταλλα, που ονομάζονται επίσης λανθανίδες (σπάνιες γαίες) και ακτινίδες. Υπάρχουν επτά τροχιές, που χρειάζονται δεκατέσσερα ηλεκτρόνια για να γεμίσουν και γι 'αυτό πρέπει να υπάρχουν δεκατέσσερις ομάδες.

Εάν αυτές οι ομάδες προστεθούν στον περιοδικό πίνακα, θα υπάρχουν συνολικά 32 (18 + 14) και θα υπάρχει μια "επιμήκης" έκδοση:

Η ανοικτή ροζ γραμμή αντιστοιχεί στις λανθανίδες, ενώ η σκούρα ροζ γραμμή αντιστοιχεί στα ακτινοειδή. Το λανθάνιο, La με Ζ = 57, ακτίνιο, Ac με Z = 89, και όλα τα μπλοκ f ανήκουν στην ίδια ομάδα σκάνδιο. Γιατί; Επειδή το σκάνδιο έχει τροχιακό¹, η οποία είναι παρούσα στα υπόλοιπα λανθανοειδή και ακτινοειδή.

Το La και το Ac έχουν διαμορφώσεις 5d σθένους¹6s² και 6δ¹7s². Καθώς μετακινείται προς τα δεξιά και στις δύο σειρές, αρχίζουν να γεμίζουν τα τροχιακά 4f και 5f. Μόλις γεμίσετε, φτάνετε στα στοιχεία Lutecio, Lu, και laurencio, Lr.

Μέταλλα και μη μέταλλα

Αφήνοντας πίσω από το κέικ του περιοδικού πίνακα, είναι πιο βολικό να καταφύγουμε σε εκείνη της ανώτερης εικόνας, ακόμα και στην επιμήκη μορφή της. Αυτή τη στιγμή η συντριπτική πλειονότητα των στοιχείων που αναφέρθηκαν ήταν μέταλλα.

Σε θερμοκρασία δωματίου, όλα τα μέταλλα είναι στερεά (εκτός υδράργυρο, η οποία είναι ένα υγρό) γκριζωπό αργύρου (εκτός από χαλκό και χρυσό). Επίσης, είναι συνήθως σκληρά και φωτεινά. αν και εκείνοι στο μπλοκ είναι μαλακοί και εύθραυστοι. Αυτά τα στοιχεία χαρακτηρίζονται από την ικανότητά τους να χάνουν ηλεκτρόνια και να σχηματίζουν Μ κατιόντα⁺.

Στην περίπτωση των λανθανωδών, χάνουν τα τρία ηλεκτρόνια των 5δ¹6s² να γίνει τρισθενή κατιόντα Μ³⁺ (όπως το La³⁺). Το δημητρίου, από την άλλη πλευρά, είναι ικανό να χάσει τέσσερα ηλεκτρόνια (Ce⁴⁺).

Από την άλλη πλευρά, τα μη μεταλλικά στοιχεία αποτελούν το μικρότερο μέρος του περιοδικού πίνακα. Είναι αέρια ή στερεά με ομοιοπολικά συνδεδεμένα άτομα (όπως θείο και φώσφορο). Όλα βρίσκονται στο μπλοκ p. ακριβέστερα, στο άνω μέρος του τελευταίου, και κατόπιν κατεβαίνοντας στις χαμηλότερες περιόδους αυξάνει τον μεταλλικό χαρακτήρα (Bi, Pb, Po).

Επιπλέον, τα μη-μέταλλα, αντί να χάνουν ηλεκτρόνια, τα κερδίζουν. Έτσι, σχηματίζουν ανιόντα Χ^- με διαφορετικά αρνητικά φορτία: -1 για τα αλογόνα (ομάδα 17) και -2 για τα χαλκογόνα (ομάδα 16, οξυγόνο).

Μεταλλικές οικογένειες

Μέσα στα μέταλλα υπάρχει εσωτερική ταξινόμηση για να γίνει διάκριση μεταξύ τους:

-Τα μέταλλα της ομάδας 1 είναι αλκαλικά

-Ομάδα 2, μέταλλα αλκαλικών γαιών (κ. Becambara)

-Ομάδα 3 (IIIB) οικογένεια Scandium. Αυτή η οικογένεια αποτελείται από σκάνδιο, επικεφαλής της ομάδας, ύττριο Υ, λανθάνιο, ακτίνιο, και όλες τις λανθανίδες και Actinoids.

-Ομάδα 4 (IVB), οικογένεια τιτανίου: Ti, Zr (ζιρκόνιο), Hf (άφνιο) και Rf (rutherfordio). Πόσα ηλεκτρόνια σθένους έχουν; Η απάντηση είναι στην ομάδα σας.

-Ομάδα 5 (VB), οικογένεια βαναδίου. Ομάδα 6 (VIB), οικογένεια χρωμίου. Και ούτω καθεξής μέχρι την οικογένεια ψευδαργύρου, η ομάδα 12 (ΙΙΒ).

Μεταλλοειδή

Ο μεταλλικός χαρακτήρας αυξάνεται από δεξιά προς αριστερά και από πάνω προς τα κάτω. Αλλά ποιο είναι το όριο μεταξύ αυτών των δύο τύπων χημικών στοιχείων; Αυτό το όριο αποτελείται από στοιχεία γνωστά ως μεταλλοειδή, τα οποία έχουν χαρακτηριστικά τόσο μεταλλικών όσο και μη μεταλλικών.

Τα μεταλλοειδή μπορούν να φανούν στον περιοδικό πίνακα στην «σκάλα» που αρχίζει με το βόριο και τελειώνει στο ραδιενεργό στοιχείο astatine. Αυτά τα στοιχεία είναι:

-Β: βόριο

-Σιλικόνη: Ναι

-Ge: γερμάνιο

-Ως: αρσενικό

-Sb: αντιμόνιο

-Te: Τελλουρίου

-Σε: αστατίνη

Κάθε ένα από αυτά τα επτά στοιχεία παρουσιάζει ενδιάμεσες ιδιότητες, οι οποίες ποικίλλουν ανάλογα με το χημικό περιβάλλον ή τη θερμοκρασία. Μία από αυτές τις ιδιότητες είναι ημιαγωγών, δηλαδή τα μεταλλοειδή είναι ημιαγωγούς.

Αέρια

Στις επίγειες συνθήκες, τα αέρια στοιχεία είναι εκείνα τα μη ελαφρά μέταλλα, όπως το άζωτο, το οξυγόνο και το φθόριο. Επίσης, στην ταξινόμηση αυτή εμπίπτουν το χλώριο, το υδρογόνο και τα ευγενή αέρια. Από όλα αυτά, τα πιο εμβληματικά είναι τα ευγενή αέρια, λόγω της χαμηλής τάσης τους να αντιδρούν και να συμπεριφέρονται σαν ελεύθερα άτομα.

Το τελευταίο είναι στην ομάδα 18 του περιοδικού πίνακα και είναι:

-Helio, Αυτός

-Νέον, Ναι

-Argon, Ar

-krypton, Kr

-Xenon, Xe

-Radon, Rn

-Και το πιο πρόσφατο από όλα, το συνθετικό ευγενές αέριο οganneson, Og.

Όλα τα ευγενή αέρια έχουν κοινά τη διαμόρφωση σθένους ns²np⁶? δηλαδή, έχουν ολοκληρώσει την οκτάδα του θησαυρού.

Καταστάσεις συγκέντρωσης των στοιχείων σε άλλες θερμοκρασίες

Τα στοιχεία είναι σε στερεή, υγρή ή αέρια κατάσταση ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη δύναμη των αλληλεπιδράσεών τους. Εάν η θερμοκρασία της Γης έπρεπε να κρυώσει μέχρι να φθάσει στο απόλυτο μηδέν (0Κ), τότε όλα τα στοιχεία θα παγώσουν. με εξαίρεση το ήλιο, το οποίο θα συμπυκνούσε.

Σε αυτή την ακραία θερμοκρασία, τα υπόλοιπα αέρια θα έχουν τη μορφή πάγου.

Στο άλλο άκρο, αν η θερμοκρασία ήταν περίπου 6000K, "όλα" τα στοιχεία θα ήταν σε αέρια κατάσταση. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, κυριολεκτικά σύννεφα από χρυσό, ασήμι, μόλυβδο και άλλα μέταλλα μπορούσαν να παρατηρηθούν.

Χρήσεις και εφαρμογές

Ο περιοδικός πίνακας μόνος του ήταν και θα είναι πάντα ένα εργαλείο για τη συμβουλή των συμβόλων, των ατομικών μαζών, των δομών και άλλων ιδιοτήτων των στοιχείων. Είναι πολύ χρήσιμο όταν πραγματοποιείτε στοιχειομετρικούς υπολογισμούς, οι οποίοι είναι η σειρά της ημέρας σε πολλά καθήκοντα εντός και εκτός του εργαστηρίου.

Όχι μόνο αυτό, αλλά και ο περιοδικός πίνακας επιτρέπει τη σύγκριση των στοιχείων της ίδιας ομάδας ή περιόδου. Έτσι, μπορείτε να προβλέψετε πώς ορισμένες ενώσεις των στοιχείων θα είναι.

Πρόβλεψη των τύπων των οξειδίων

Για παράδειγμα, για τα οξείδια των αλκαλικών μετάλλων, έχοντας ένα ηλεκτρόνιο μονού σθένους και συνεπώς ένα σθένος +1, ο τύπος των οξειδίων τους αναμένεται να είναι τύπου Μ.₂O. Αυτό ελέγχεται με οξείδιο του υδρογόνου, νερό, Η₂O. Επίσης με οξείδια νατρίου, Na₂Ο και κάλιο, Κ₂Ο.

Για τις άλλες ομάδες, τα οξείδια τους πρέπει να έχουν έναν γενικό τύπο Μ₂Ο_n, όπου το n είναι ίσο με τον αριθμό ομάδας (εάν το στοιχείο είναι από το μπλοκ p, υπολογίζεται το n-10). Έτσι, ο άνθρακας, ο οποίος ανήκει στην ομάδα 14, σχηματίζει CO₂ (C₂Ο₄/ 2). Θείο, από την ομάδα 16, SO₃ (S.₂Ο₆/ 2). και άζωτο, από την ομάδα 15, Ν₂Ο₅.

Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει για μεταβατικά μέταλλα. Αυτό συμβαίνει επειδή, αν και ο σίδηρος ανήκει στην ομάδα 8, δεν μπορεί να χάσει 8 ηλεκτρόνια αλλά 2 ή 3. Επομένως, αντί να απομνημονεύει τους τύπους, είναι πιο σημαντικό να δώσουμε προσοχή στα σθένη του κάθε στοιχείου.

Βαλένθια των στοιχείων

Οι περιοδικοί πίνακες (μερικοί) δείχνουν τα πιθανά σθένη για κάθε στοιχείο. Γνωρίζοντας αυτά, μπορεί κανείς να εκτιμήσει εκ των προτέρων την ονοματολογία μίας ένωσης και του χημικού της τύπου. Τα σθένη, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, σχετίζονται με τον αριθμό της ομάδας. αν και δεν ισχύει για όλες τις ομάδες.

Τα σθένη εξαρτώνται περισσότερο από την ηλεκτρονική δομή των ατόμων και τα ηλεκτρόνια που μπορούν πραγματικά να χάσουν ή να κερδίσουν.

Γνωρίζοντας τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους, μπορεί κανείς να ξεκινήσει με τη δομή Lewis μιας ένωσης από αυτές τις πληροφορίες. Ο περιοδικός πίνακας επομένως επιτρέπει στους σπουδαστές και τους επαγγελματίες να σκιαγραφούν τις δομές και να κάνουν το δρόμο για μια έρευνα για πιθανές γεωμετρίες και μοριακές δομές.

Περιοδικοί ψηφιακοί πίνακες

Σήμερα, η τεχνολογία επέτρεψε στους περιοδικούς πίνακες να είναι πιο ευέλικτοι και να παρέχουν περισσότερες πληροφορίες σε όλους. Αρκετοί από αυτούς φέρνουν εντυπωσιακές απεικονίσεις για κάθε στοιχείο, καθώς και μια σύντομη περίληψη των κύριων χρήσεών του.

Ο τρόπος με τον οποίο αλληλεπιδρά με αυτούς, επιταχύνει την κατανόηση και τη μελέτη τους. Ο περιοδικός πίνακας πρέπει να είναι ένα εργαλείο που είναι ευχάριστο στο μάτι, εύκολο να εξερευνηθεί και η πιο αποτελεσματική μέθοδος για να γνωρίζουμε τα χημικά του στοιχεία είναι να ταξιδεύουμε από περιόδους σε ομάδες.

Σημασία του περιοδικού πίνακα

Σήμερα, ο περιοδικός πίνακας είναι το σημαντικότερο οργανωτικό μέσο της χημείας λόγω των λεπτομερών σχέσεων των στοιχείων του. Η χρήση του είναι απαραίτητη για τους φοιτητές και τους εκπαιδευτικούς καθώς και για τους ερευνητές και πολλούς επαγγελματίες που ασχολούνται με τον τομέα της χημείας και της μηχανικής.

Απλά κοιτάξτε τον περιοδικό πίνακα, παίρνετε ένα τεράστιο ποσό και πληροφορίες γρήγορα και αποτελεσματικά, όπως:

- Το λίθιο (Li), το βηρύλλιο (Be) και το βόριο (Β) διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.

- Το λίθιο είναι αλκαλικό μέταλλο, το βηρύλλιο είναι μέταλλο αλκαλικής γαίας και το βόριο είναι μη μέταλλο.

- Το λίθιο είναι ο καλύτερος αγωγός των τριών κατονομασμένων, ακολουθούμενο από βηρύλλιο και, τέλος, από βόριο (ημιαγωγός).

Έτσι, τοποθετώντας αυτά τα στοιχεία στον περιοδικό πίνακα, μπορείτε να ολοκληρώσετε αμέσως την τάση τους για ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Αναφορές

1. Scerri, Ε. (2007). Ο περιοδικός πίνακας: η ιστορία του και η σημασία του. Oxford New York: Πανεπιστημιακός Τύπος της Οξφόρδης.
2. Scerri, Ε. (2011). Ο περιοδικός πίνακας: μια πολύ σύντομη εισαγωγή. Oxford New York: Πανεπιστημιακός Τύπος της Οξφόρδης.
3. Moore, J. (2003). Χημεία για ανδρείκελα. Νέα Υόρκη, ΝΥ: Wiley Pub.
4. Venable, Φ.Π ... (1896). Η ανάπτυξη του περιοδικού νόμου. Easton, Pennsylvania: Chemical Publishing Company.
5. Ball, Ρ. (2002). Τα συστατικά: μια ξενάγηση των στοιχείων. Oxford New York: Πανεπιστημιακός Τύπος της Οξφόρδης.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Μάθηση.
7. Βασιλική Εταιρεία Χημείας. (2018). Περιοδικός Πίνακας. Ανακτήθηκε από: rsc.org
8. Richard C. Banks. (Ιανουάριος 2001). Ο περιοδικός πίνακας. Ανακτήθηκε από: chemistry.boisestate.edu
9. Physics 2000. (s.f.). Η καταγωγή του περιοδικού πίνακα. Ανακτήθηκε από: physics.bk.psu.edu
10. King K. & Nazarewicz W. (7 Ιουνίου 2018). Υπάρχει τέλος στον περιοδικό πίνακα; Ανακτήθηκε από: msutoday.msu.edu
11. Δρ Doug Stewart. (2018). Ο περιοδικός πίνακας. Ανακτήθηκε από: chemicool.com
12. Mendez Α. (16 Απριλίου 2010). Mendeleev περιοδικό πίνακα. Ανακτήθηκε από: quimica.laguia2000.com