Priročnik za študij periodnega sistema - Uvod in zgodovina
Organizacija elementov
Periodni sistem elementov je pomemben vir kemije. Steve Cole, Getty Images
Uvod v periodni sistem
Ljudje poznamo elemente, kot sta ogljik in zlato, že od antičnih časov. Elementov ni bilo mogoče spremeniti z nobeno kemično metodo. Vsak element ima edinstveno število protonov. Če pregledate vzorce železa in srebra, ne morete ugotoviti, kako veliko protonov imajo atomi. Vendar pa lahko elemente ločite, ker imajo različne lastnosti . Morda boste opazili, da je med železom in srebrom več podobnosti kot med železom in kisikom. Ali bi lahko obstajal način za organizacijo elementov, tako da bi lahko na prvi pogled ugotovili, kateri imajo podobne lastnosti?
Kaj je periodni sistem?
Dmitrij Mendelejev je bil prvi znanstvenik, ki je ustvaril a periodni sistem elementov, podobnih tistim, ki jih uporabljamo danes. Ogledate si lahko originalno Mendelejevo tabelo (1869). Ta tabela je pokazala, da ko so bili elementi razvrščeni po naraščanju atomska teža se je pojavil vzorec, kjer so se lastnosti elementov ponovile občasno . Ta periodni sistem je grafikon, ki združuje elemente glede na njihove podobne lastnosti.
Zakaj je bil ustvarjen periodni sistem?
Kaj mislite, zakaj je Mendelejev naredil periodni sistem? Veliko elementov je bilo treba odkriti v času Mendelejeva. Periodni sistem je pomagal napovedati lastnosti novih elementov.
Mendelejeva tabela
Primerjajte sodoben periodni sistem z Mendelejevo tabelo. Kaj opaziš? Mendelejeva tabela ni imela prav veliko elementov, kajne? Imel je vprašaje in presledke med elementi, kamor je predvideval, da bodo neodkriti elementi ustrezali.
Odkrivanje elementov
Ne pozabite spremeniti števila protoni spremeni atomsko število, ki je število elementa. Ko pogledate sodoben periodni sistem, ali opazite, da je kaj preskočeno atomska števila to bi bilo neodkritih elementov ? Novo elementi danes niso odkriti . Narejeni so. Še vedno lahko uporabite periodni sistem za napovedovanje lastnosti teh novih elementov.
Periodične lastnosti in trendi
Periodni sistem pomaga napovedati nekatere lastnosti elementov v primerjavi med seboj. Velikost atoma se zmanjšuje, ko se premikate od leve proti desni po tabeli, in povečuje, ko se premikate po stolpcu navzdol. Energija, potrebna za odstranitev elektrona iz atoma, se povečuje, ko se premikate od leve proti desni, in zmanjšuje, ko se premikate po stolpcu navzdol. Sposobnost oblikovanja kemična vez poveča, ko se premikate od leve proti desni, in zmanjša, ko se premikate po stolpcu navzdol.
Današnja miza
Najpomembnejša razlika med Mendelejevo tabelo in današnja miza je sodobna tabela organizirana s povečevanjem atomskega števila, ne s povečevanjem atomske teže. Zakaj je bila tabela spremenjena? Leta 1914 je Henry Moseley izvedel, da lahko eksperimentalno določite atomska števila elementov. Pred tem so bila atomska števila samo vrstni red elementov, ki je temeljil na naraščanju atomska teža . Ko so atomska števila postala pomembna, je bil periodični sistem reorganiziran.
Uvod | Obdobja in skupine | Več o Skupinah | Vprašanja za pregled | Kviz
Obdobja in skupine
Elementi v periodnem sistemu so razporejeni v obdobja (vrstice) in skupine (stolpci). Atomsko število se povečuje, ko se premikate po vrstici ali piki.
Obdobja
Vrstice elementov imenujemo obdobja. Številka obdobja elementa pomeni najvišjo nevzbujeno raven energije za elektron v tem elementu. Število elementov v periodi se povečuje, ko se premikate po periodnem sistemu navzdol, ker je več podnivojev na raven kot energijska raven atoma se poveča .
Skupine
Stolpci elementov pomagajo definirati skupine elementov . Elementi znotraj skupine si delijo več skupnih lastnosti. Skupine so elementi, ki imajo enako razporeditev zunanjih elektronov. Zunanji elektroni se imenujejo valenčni elektroni. Ker imata enako število valenčnih elektronov, elementi v skupni rabi podobne kemijske lastnosti. Rimske številke, navedene nad vsako skupino, so običajno število valenčnih elektronov. Na primer skupina GO element bo imela 5 valenčnih elektronov.
Reprezentativni proti prehodnim elementom
Obstajata dva niza skupin. Elementi skupine A se imenujejo reprezentativni elementi. Elementi skupine B so nereprezentativni elementi.
Kaj je na ključu elementa?
Vsak kvadrat na periodnem sistemu daje informacije o elementu. V številnih natisnjenih periodičnih sistemih lahko najdete elemente simbol , atomsko število , in atomska teža .
Uvod | Obdobja in skupine | Več o Skupinah | Vprašanja za pregled | Kviz
Razvrščanje elementov
Elementi so razvrščeni glede na njihove lastnosti. Glavne kategorije elementov so kovine, nekovine in metaloidi.
Kovine
Kovine vidite vsak dan. Aluminijasta folija je kovina. Zlato in srebro sta kovini. Če vas nekdo vpraša, ali je element kovina, metaloid ali nekovina, in ne veste odgovora, ugibajte, da je kovina.
Kakšne so lastnosti kovin?
Kovine imajo nekatere skupne lastnosti. So sijoče (bleščeče), voljne (lahko jih je udariti s kladivom) in so dobri dirigenti toplote in električne energije. Te lastnosti so posledica zmožnosti lahkega premikanja elektronov v zunanjih lupinah kovinskih atomov.
Kaj so kovine?
Večina elementov je kovin. Kovin je toliko, da jih delimo v skupine: alkalijske kovine, zemeljskoalkalijske kovine in prehodne kovine. Prehodne kovine lahko razdelimo v manjše skupine, kot so lantanidi in aktinoidi.
1. skupina : alkalijske kovine
Alkalijske kovine se nahajajo v skupini IA (prvi stolpec) periodnega sistema. Natrij in kalij sta primera teh elementov. Alkalijske kovine tvorijo soli in številne druge spojine . Ti elementi so manj gosti kot druge kovine, tvorijo ione z nabojem +1 in imajo največjo velikost atomov elementov v svojih obdobjih. Alkalijske kovine so zelo reaktivne.
2. skupina : Zemljoalkalijske kovine
Alkalijske zemlje se nahajajo v skupini IIA (drugi stolpec) periodnega sistema. Kalcij in magnezij sta primera alkalnih zemelj. Te kovine tvorijo številne spojine. Imajo ione z nabojem +2. Njihovi atomi so manjši od atomov alkalijskih kovin.
Skupine 3-12: Prehodne kovine
Prehodni elementi se nahajajo v skupinah od IB do VIIIB. Železo in zlato sta primeri prehodnih kovin . Ti elementi so zelo trdi, z visokim tališčem in vreliščem. Prehodne kovine so dobri električni prevodniki in so zelo voljni. Tvorijo pozitivno nabite ione.
Prehodne kovine vključujejo večino elementov, zato jih lahko razvrstimo v manjše skupine. Lantanidi in aktinoidi so razredi prehodnih elementov. Drug način za skupina prehodnih kovin je v triade, ki so kovine z zelo podobnimi lastnostmi, ki jih običajno najdemo skupaj.
Kovinske triade
Triado železa sestavljajo železo, kobalt in nikelj. Tik pod železom, kobaltom in nikljem je paladijeva triada rutenij, rodij in paladij, medtem ko je pod njimi platinasta triada osmija, iridija in platine.
Lantanidi
Ko pogledate periodni sistem, boste videli, da je pod glavnim delom grafikona blok dveh vrstic elementov. V zgornji vrstici so atomske številke za lantanom. Te elemente imenujemo lantanidi. Lantanidi so srebrne kovine, ki zlahka potemnijo. So razmeroma mehke kovine z visokim tališčem in vreliščem. Lantanoidi reagirajo v obliki veliko različnih spojin . Ti elementi se uporabljajo v svetilkah, magnetih, laserjih in za izboljšanje lastnosti drugih kovin .
Aktinidi
Aktinidi so v vrsti pod lantanidi. Njihova atomska števila sledijo aktiniju. Vsi aktinoidi so radioaktivni s pozitivno nabitimi ioni. So reaktivne kovine ki tvorijo spojine z večino nekovin. Aktinidi se uporabljajo v zdravilih in jedrskih napravah.
Skupine 13-15: Niso vse kovine
Skupine 13-15 vključujejo nekatere kovine, nekatere metaloide in nekatere nekovine. Zakaj so te skupine mešane? Prehod od kovine do nekovine je postopen. Čeprav si ti elementi niso dovolj podobni, da bi imeli skupine v posameznih stolpcih, imajo nekatere skupne lastnosti. Predvidite lahko, koliko elektronov je potrebnih za dokončanje elektronske lupine. Kovine v teh skupinah se imenujejo osnovne kovine .
Nekovine in metaloidi
Elemente, ki nimajo lastnosti kovin, imenujemo nekovine. Nekateri elementi imajo nekatere, vendar ne vseh lastnosti kovin. Ti elementi se imenujejo metaloidi.
Kaj so Lastnosti nekovin ?
Nekovine so slabi prevodniki toplote in elektrike. Trdne nekovine so krhki in manjkajo kovinski lesk . Večina nekovin zlahka pridobi elektrone. Nekovine se nahajajo na zgornji desni strani periodnega sistema in so od kovin ločene s črto, ki diagonalno prereže periodni sistem. Nemetale lahko razdelimo v razrede elementov, ki imajo podobne lastnosti. Halogeni in žlahtni plini so dve skupini nekovin.
Skupina 17: Halogeni
Halogeni se nahajajo v skupini VIIA periodnega sistema. Primera halogenov sta klor in jod. Te elemente najdete v belilih, razkužilih in soli. Te nekovine tvorijo ione z nabojem -1. The fizične lastnosti halogenov se razlikujejo. Halogeni so zelo reaktivni.
Skupina 18: Žlahtni plini
Žlahtni plini se nahajajo v skupini VIII periodnega sistema. Primera sta helij in neon žlahtni plini . Ti elementi se uporabljajo za izdelavo svetlobnih znakov, hladilnih sredstev in laserjev. Žlahtni plini niso reaktivni. To je zato, ker so malo nagnjeni k pridobivanju ali izgubi elektronov.
vodik
Vodik ima en sam pozitivni naboj, kot je alkalijske kovine , ampak pri sobni temperaturi , je plin, ki ne deluje kot kovina. Zato je vodik običajno označen kot nekovina.
Kaj so Lastnosti metaloidov ?
Elemente, ki imajo nekatere lastnosti kovin in nekatere lastnosti nekovin, imenujemo metaloidi. Silicij in germanij sta primera metaloidov. Vrelišče , tališča , gostote metaloidov pa se razlikujejo. Metaloidi so dobri polprevodniki. Metaloidi se nahajajo vzdolž diagonalne črte med kovinami in nekovine v periodnem sistemu .
Pogosti trendi v mešanih skupinah
Ne pozabite, da tudi v mešanih skupinah elementov trendi v periodnem sistemu še vedno drži. Velikost atoma , enostavnost odstranjevanja elektronov in zmožnost tvorjenja vezi je mogoče predvideti, ko se premikate po mizi in navzdol.
Uvod | Obdobja in skupine | Več o Skupinah | Vprašanja za pregled | Kviz
Preverite svoje razumevanje te lekcije periodnega sistema tako, da preverite, ali znate odgovoriti na naslednja vprašanja:
Vprašanja za pregled
- Sodobni periodični sistem ni edini način za kategorizacijo elementov. Na katere druge načine bi lahko našteli in organizirali elemente?
- Naštej lastnosti kovin, metaloidov in nekovin. Poimenujte primer vsake vrste elementa.
- Kje v njihovi skupini bi pričakovali, da boste našli elemente z največjimi atomi? (zgoraj, sredina, spodaj)
- Primerjaj in primerjaj halogene in žlahtne pline.
- Katere lastnosti lahko uporabite za razlikovanje alkalijskih, zemeljskoalkalijskih in prehodnih kovin?