science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe is het periodiek systeem georganiseerd?

Het periodiek systeem geeft een overzicht van alle bekende elementen door het verhogen van het atoomnummer, wat eenvoudigweg het aantal protonen in de kern is. Als dat de enige overweging was, zou de grafiek gewoon een regel zijn, maar dat is niet het geval. Een wolk van elektronen omringt de kern van elk element, meestal één voor elk proton. Elementen combineren met andere elementen en met zichzelf om hun buitenste elektronenschillen te vullen volgens de octetregel, die specificeert dat een volledige buitenste schil er een is met acht elektronen. Hoewel de octetregel niet zo strikt geldt voor zwaardere elementen als lichtere, biedt deze toch de basis voor de organisatie van het periodiek systeem.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Het periodiek systeem geeft de elementen weer door het atoomnummer te verhogen. De vorm van het diagram, met zeven rijen en acht kolommen, is gebaseerd op de octetregel, die aangeeft dat elementen worden gecombineerd om stabiele buitenste schalen van acht elektronen te bereiken.

Groepen en perioden

Het meest opvallende kenmerk van het periodiek systeem is dat het is gerangschikt als een diagram met zeven rijen en acht kolommen, hoewel het aantal kolommen toeneemt naar de onderkant van het diagram. Chemici verwijzen naar elke rij als een periode en elke kolom als een groep. Elk element in een periode heeft dezelfde grondtoestand en de elementen worden minder metaalachtig als u van links naar rechts beweegt. Elementen in dezelfde groep hebben verschillende grondtoestanden, maar ze hebben hetzelfde aantal elektronen in hun buitenste schillen, waardoor ze vergelijkbare chemische eigenschappen hebben.

De trend van links naar rechts is naar hogere elektronegativiteit, wat een de maat van het vermogen van een atoom om elektronen aan te trekken. Natrium (Na) bevindt zich bijvoorbeeld net onder lithium (Li) in de eerste groep, die deel uitmaakt van de alkalimetalen. Beide hebben een enkel elektron in de buitenste schil en beide zijn zeer reactief en willen het elektron doneren om een ​​stabiele verbinding te vormen. Fluor (F) en chloor (Cl) bevinden zich in dezelfde perioden als respectievelijk Li en Na, maar zitten in groep 7 aan de andere kant van de kaart. Ze maken deel uit van de haliden. Ze zijn ook erg reactief, maar het zijn elektronenacceptoren.

De elementen in groep 8, zoals helium (He) en neon (Ne), hebben complete buitenschalen en zijn vrijwel niet reactief. Ze vormen een speciale groep, die chemici de edelgassen noemen.

Metalen en niet-metalen

De trend in de richting van toenemende elektronegativiteit betekent dat elementen in toenemende mate niet-metaalachtig worden terwijl je van links naar rechts beweegt op het periodiek systeem. Metalen verliezen hun valentie-elektronen gemakkelijk, terwijl niet-metalen ze gemakkelijk verkrijgen. Dientengevolge zijn metalen goede geleiders voor warmte en elektriciteit, terwijl niet-metalen isolatoren zijn. Metalen zijn kneedbaar en vast bij kamertemperatuur, terwijl niet-metalen bros zijn en kunnen bestaan ​​in de vaste, vloeibare of gasvormige toestand.

De meeste elementen zijn metalen of metalloïden met eigenschappen ergens tussen metalen en niet-metalen. -metals. De elementen met de meest metallische aard bevinden zich in het gedeelte linksonder van de grafiek. Degenen met de minste metaalkwaliteiten bevinden zich in de rechterbovenhoek.

Overgangselementen

Het grootste deel van de elementen past niet gemakkelijk in de overzichtelijke groeps-en-periode-indeling die Russisch voor ogen heeft chemicus Dmitri Ivanovitch Mendelejev (1834-1907), die als eerste het periodiek systeem ontwikkelde. Deze elementen, bekend als de overgangselementen, nemen het midden van de tafel in, van de perioden 4 tot 7 en tussen de groepen II en III. Omdat ze elektronen in meer dan één schil kunnen delen, zijn ze niet duidelijk elektronendonoren of -acceptoren. Deze groep bevat zulke gewone metalen als goud, zilver, ijzer en koper.

Daarnaast verschijnen er twee groepen elementen onderaan het periodiek systeem. Ze worden respectievelijk de lanthaniden en actiniden genoemd. Ze zijn er omdat er niet genoeg ruimte voor hen is in de grafiek. De lanthaniden maken deel uit van groep 6 en behoren tussen lanthaan (La) en hafnium (Hf). De actiniden behoren tot groep 7 en gaan tussen Actinium (Ac) en Rutherfordium (Rf).