In 1869 publiceerde Dmitri Mendeleev een paper getiteld "Over de relatie van de eigenschappen van de elementen tot hun atomaire gewichten". In dat artikel produceerde hij een geordende rangschikking van de elementen, opgesomd in volgorde van toenemend gewicht en rangschikkend in groepen op basis van vergelijkbare chemische eigenschappen. Hoewel vele decennia overblijven voordat de details van de atoomstructuur zouden worden ontdekt, organiseerde de tafel van Mendelejev al elementen in termen van hun valentie.

Elementen en atoomgewicht

In de tijd van Mendelejev werden atomen ondeelbaar geacht , unieke entiteiten. Sommige waren zwaarder dan andere en het leek redelijk om de elementen te bestellen door het gewicht te verhogen. Er zijn twee problemen met deze aanpak. Ten eerste is het meten van gewicht een lastige taak en veel van de geaccepteerde gewichten van Mendelejevs dag waren niet correct. Ten tweede blijkt dat het atoomgewicht niet echt de relevante parameter is. De periodieke tabellen van vandaag plaatsen de elementen in volgorde van hun atoomnummer, wat het aantal protonen in de kern is. In Mendelejev's tijd waren protonen nog niet ontdekt. ​​

Elementen en chemische eigenschappen

Mendelejev schreef dat "rangschikking op basis van atoomgewicht overeenkomt met de valentie van het element en tot op zekere hoogte het verschil in chemisch gedrag. " De valentie, in overeenstemming met Mendeleev's begrip, was een aanwijzing voor het vermogen van een element om te combineren met andere elementen. Mendelejev combineerde de volgorde van atoomgewicht met gemeenschappelijke valenties om de elementen in een tabel te ordenen. Dat wil zeggen, hij organiseerde de elementen in groepen op basis van hun chemische eigenschappen. Omdat deze eigenschappen zo nu en dan worden herhaald, was het resultaat een periodieke tabel waarin elke verticale kolom, een groep genaamd, elementen met vergelijkbare kenmerken bevat, en elke horizontale rij, een punt genoemd, rangschikt de elementen in gewicht, neemt van links naar rechts toe. en van boven naar beneden.

Atoomstructuur

Ongeveer 50 jaar na het eerste periodiek systeem van Mendelejev ontdekten wetenschappers dat het atoom rond een kern met positief geladen protonen en neutrale neutronen was gebouwd - beide zijn relatief zwaar. De positief geladen kern is omgeven door een wolk van negatief geladen elektronen. Het aantal protonen - ook wel het atoomnummer genoemd - komt meestal overeen met het aantal elektronen. Het blijkt dat het aantal elektronen dat een element heeft, grotendeels de chemische eigenschappen bepaalt. Dus de juiste volgorde in het periodiek systeem wordt bepaald door het aantal elektronen, niet het gewicht dat Mendeleev oorspronkelijk voorstelde.

Valence Electrons

De elektronen in de wolk rond de kern van een element zijn gerangschikt in lagen , shells genoemd. Elke schaal heeft een specifiek aantal elektronen dat het kan bevatten. Wanneer elke schaal is gevuld, wordt een nieuwe schaal toegevoegd totdat alle elektronen zijn geregistreerd. Elektronen in de buitenste schaal worden valentie-elektronen genoemd, omdat het hun interacties zijn die de chemische eigenschappen van een element bepalen. De kolommen die zijn ingesteld om elementen te groeperen met vergelijkbare chemische eigenschappen blijken exact dezelfde kolommen te zijn die worden gedefinieerd door het aantal valentie-elektronen. Elementen in groep 1A hebben slechts één valentie-elektron en elke kolom van groep A voegt één meer valentie-elektron toe. Organisatie wordt een beetje duister met de elementen van groep B, maar elk van hen wordt ook gegroepeerd op basis van hun aantal valentie-elektronen.