Periodiskā tabula: kas tas ir un paskaidrojums par tā organizēšanu

Kāda ir elementu periodiskā tabula?

Periodiskā tabula vai elementu periodiskā tabula ir a organizēts ķīmisko elementu uzskaite pēc tā atomu skaita, īpašībām un īpašībām.

To veido 118 elementi, kurus apstiprinājusi Starptautiskā tīras un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC), no kuriem

• 94 ir elementi, kas pastāv dabā, un
• 24 elementi ir sintētiski, tas ir, tie ir radīti mākslīgi.

Tās attīstība ir cieši saistīta ar jaunu elementu atklāšanu un to kopīgo īpašību izpēti. Tādi aspekti kā atoma masas jēdziens un attiecības starp atomu masu un elementu periodiskajām īpašībām ir bijuši būtiski, lai konfigurētu mūsdienu periodisko tabulu.

Periodiskā tabula darbojas kā fundamentāls līdzeklis ķīmijas izpētei, jo tas ļauj saskaņotā un vieglā veidā noteikt atšķirības un līdzības starp ķīmiskajiem elementiem.

Tās radīšana ir saistīta ar krievu zinātnieku Dimitriju Mendeļejevu 1869. gadā. Kopš tā laika periodisko tabulu ir uzlabojuši un atjauninājuši citi zinātnieki, jo tiek atklāti un pētīti jauni elementi.

Kā tiek organizēta periodiskā tabula?

Periodiskajā tabulā ir parādīti visi līdz šim zināmie elementi, kas ir sakārtoti un izvietoti atbilstoši to īpašībām un attiecībām starp tiem grupā, periodos, blokos un metālos, metaloīdos un nemetālos.

Grupas

Periodiskā tabula sastāv no 18 elementu grupām, kas sakārtotas vertikālās kolonnās, kuras numurētas no 1 līdz 18 no kreisās uz labo pusi, sākot ar sārmu metāliem un beidzot ar cēlgāzēm.

Elementiem, kas pieder tai pašai kolonnai, ir līdzīgas ķīmiskās īpašības, pamatojoties uz to, kā elektroni tiek strukturēti pēdējā atoma slānī.

Piemēram, pirmajā kolonnā ir elementi, kuru atoma pēdējā apvalkā ir elektrons. Šajā gadījumā kālijam ir četras čaulas, bet pēdējā - elektrons.

Ķīmiskos elementus grupē šādi:

• 1. grupa (I A): sārmu metāli.
• 2. grupa (II A): sārmu zemes metāli.
• 3. grupa (III B): skandija ģimene.
• 4. grupa (IV B): titāna ģimene.
• 5. grupa (V B): vanādija ģimene.
• 6. grupa (VI B): hroma ģimene.
• 7. grupa (VII B): mangāna ģimene.
• 8. grupa (VIII B): dzelzs ģimene.
• 9. grupa (VIII B): kobalta ģimene.
• 10. grupa (VIII B): niķeļa ģimene.
• 11. grupa (I B): vara ģimene.
• 12. grupa (II B): cinka ģimene.
• 13. grupa (III A): zemes.
• 14. grupa (IV A): karbonīdi.
• 15. grupa (V A): nitrogēnoidi.
• 16. grupa (VI A): halogēni vai amfogēni.
• 17. grupa (VII A): halogēni.
• 18. grupa (VIII A): cēlās gāzes.

Periodi

Periodi ir septiņas horizontālās rindas, kas ir periodiskajai tabulai. Šajās rindās ir sagrupēti elementi, kuriem ir elektronu čaulu skaits, kas sakrīt ar perioda numuru.

Piemēram, pirmajā rindā ūdeņradim un hēlijam ir elektronu apvalks. Otrajā periodā ir astoņi elementi, kuriem ir divi elektronu apvalki. Trešajā rindā elementiem ir trīs elektronu čaulas utt.

Periodā seši ir elementi, kuriem ir seši elektronu apvalki, kā arī lantanīdu apakšējā rinda. Periodā septiņi ir elementi, kuriem ir septiņi elektronu apvalki, kā arī pēdējā aktinīdu rinda.

Metāli, metaloīdi un nemetāli

Trīs kategoriju elementus, kas veido periodisko tabulu, var atšķirt no to ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām: metāli, metaloīdi un nemetāli.

• Metāli: tie ir cietie elementi istabas temperatūrā, atskaitot dzīvsudrabu, kas atrodas šķidrā stāvoklī. Tie ir kaļami un elastīgi, un tie ir labi siltuma un elektrības vadītāji. Tie atrodas galda kreisajā pusē.
• Bez metāliem: Tās galvenokārt ir gāzes, lai gan ir arī šķidrumi. Šie elementi nav labi elektrības vadītāji. Tie atrodas galda labajā pusē.
• Metaloīdi vai pusmetāli: tiem piemīt gan metālu, gan nemetālu īpašības. Tie var būt spīdīgi, necaurspīdīgi un ne pārāk elastīgi. Tā elektrovadītspēja ir zemāka nekā metāliem, bet augstāka nekā nemetāliem. Tie ir atrodami galda labajā pusē, starp metāliem un nemetāliem.

Bloki

Periodisko tabulu var sadalīt arī četros blokos, pamatojoties uz katra elementa elektronu apvalka secību. Katra bloka nosaukums izriet no orbītas, kurā atrodas pēdējais elektrons.

• Bloks s: sārmu metālu, sārmu zemes metālu, ūdeņraža un hēlija 1. un 2. grupa.
• P bloks: ietver 13. līdz 18. grupu un metaloīdus.
• D bloks: sastāv no 3. līdz 12. grupai un pārejas metāliem.
• F bloks: nav grupas numura, un tas atbilst lantanīdiem un aktinīdiem. Parasti tie tiek novietoti zem periodiskās tabulas.

Periodisko tabulu tendences

Periodiskās tendences attiecas uz galvenajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, kas piemīt elementiem un kas ļauj tos organizēt periodiskajā tabulā. Šīs tendences ir saistītas ar izmaiņām, kas notiek katra elementa atomu struktūrā atkarībā no perioda vai grupas, kurai tas pieder.

Starp periodiskajām tendencēm ir:

• Atomu radio: Tas ir attālums starp atoma kodolu un tā ārējo orbitāli, kas ļauj mums aprēķināt atoma lielumu. Periodos tas palielinās no labās uz kreiso pusi, kā arī no augšas uz leju grupās.
• Elektroniskā līdzība: to raksturo kā enerģiju, kuru atbrīvo atoms, kad tam pievieno elektronu, vai otrādi. Tas palielinās periodos no kreisās uz labo pusi, un grupās tas palielinās uz augšu.
• Valences elektroni: attiecas uz elektroniem, kas atrodas atoma visattālākajā apvalkā. Tie palielinās, kad elementi atrodas no kreisās uz labo pusi, un tiek izveidoti no periodiskās tabulas grupas, kurai pieder elements.
• Jonizācijas enerģija: enerģija, kas nepieciešama, lai atdalītu elektronu no atoma. Vienā periodā šī enerģija palielinās pa labi, un grupā tā palielinās uz augšu.
• Elektronegativitāte: atoma spēja piesaistīt sev elektronus. Noteiktā laika posmā tas palielinās no kreisās uz labo pusi.
• Bez metāliem: nemetālu īpašības palielinās, jo elementi atrodas tabulas augšējā labajā stūrī.
• Metāli: metālu īpašības ir lielākas, jo elementi atrodas tabulas kreisajā apakšējā daļā.

Ķīmisko elementu pamatdati

Periodiskajās tabulās parasti ir ietverti katra tajā esošā elementa pamatdati, kas ļauj izveidot saskaņotu organizāciju, pamatojoties uz tās īpašībām, piemēram, simbolu, nosaukumu, atomu skaitu un atomu masu, lai noteiktu tās izmantošanu.

• Atomu masa: attiecas uz atoma masu, ko veido protoni un neitroni.
• Jonizācijas enerģija: ir enerģija, kas nepieciešama, lai atdalītu elektronu no atoma.
• Ķīmiskais simbols: saīsinājumi ķīmiskā elementa identificēšanai.
• Nosaukums: Ķīmiskajam elementam piešķirto nosaukumu var atvasināt no latīņu, angļu, franču, vācu vai krievu valodas.
• Elektroniskā konfigurācija: veids, kā elektroni tiek strukturēti vai organizēti atomā.
• Atomu numurs: attiecas uz atomu kopējo protonu skaitu.
• Elektronegativitāte: Tā ir atoma spēja piesaistīt sev elektronus.
• Oksidācijas stāvokļi: Rādītājs atoma oksidācijas pakāpei, kas ir savienota ķīmiskā elementa sastāvdaļa.

Kam paredzēta periodiskā tabula?

Periodiskā tabula ir ļoti noderīga zinātnes studijām, ņemot vērā tās dažādās funkcijas.

• Tas ļauj identificēt atšķirības un līdzības starp dažādiem elementiem. Piemēram, tajā ir vērtīga informācija, piemēram, katra elementa atomu masa.
• Tas ļauj analizēt elementu ķīmisko uzvedību. Piemēram, atšķirot elementa elektronegativitāti un elektronisko konfigurāciju.
• Tas kalpo kā būtisks instruments ķīmijas, tostarp bioloģijas un citu zinātnes nozaru, izpētei, jo tā nosaka ķīmisko elementu galvenās īpašības.
• Tas ļauj viegli atšķirt elementus no to atomu skaita. Tas ir tāpēc, ka elementi sastāv no atomiem, kuri saņem savu nosaukumu un tiek diferencēti pēc to saturošo protonu, elektronu un neitronu skaita.
• To var izmantot, lai prognozētu tabulā iekļaujamo jauno elementu ķīmiskās īpašības, ņemot vērā jau definēto elementu īpašības.

Periodiskās tabulas vēsture

Periodiskās tabulas izveide tiek attiecināta uz krievu zinātnieku Dmitriju Mendeļejevu, kurš 1869. gadā tabulā salika 63 līdz šim zinātnei zināmos elementus.

Mendeļejevs elementus sakārtoja pieaugošā secībā pēc to atomu masām, rūpējoties par to, lai vienā kolonnā ievietotu tos, kuru fizikālās īpašības ir līdzīgas. Viņš pat atstāja tukšas vietas, paredzot citu tajā laikā vēl neatklātu elementu esamību, kuri būtu jāiekļauj tabulā.

Drīz pēc tam vācu ķīmiķis Jūliuss Lotārs Meijers pasūtīja elementus, pamatojoties uz atomu fizikālajām īpašībām. Visbeidzot, tā pašreizējā struktūra ir parādā Šveices zinātniekam Alfrēdam Verneram.

Pēdējās nozīmīgās izmaiņas periodiskajā tabulā ir Nobela prēmijas laureāta ķīmijā Glena Sībora darbs, kurš cita starpā pasūtīja aktinīdu sēriju zem lantanīda sērijas.

• Ķīmiskais elements.
• Ķīmiskais simbols.
• Atom