Przewodnik po układzie okresowym — wprowadzenie i historia
Organizacja elementów
Układ okresowy pierwiastków jest podstawowym zasobem chemicznym. Steve Cole, Getty Images
Wprowadzenie do układu okresowego
Ludzie wiedzieli o pierwiastkach takich jak węgiel i złoto od czasów starożytnych. Pierwiastków nie można było zmienić żadną metodą chemiczną. Każdy pierwiastek ma unikalną liczbę protonów. Jeśli zbadasz próbki żelaza i srebra, nie możesz powiedzieć, jak wiele protonów atomy mają. Możesz jednak odróżnić elementy, ponieważ mają różne właściwości . Możesz zauważyć, że istnieje więcej podobieństw między żelazem a srebrem niż między żelazem a tlenem. Czy istnieje sposób na uporządkowanie elementów tak, aby na pierwszy rzut oka można było stwierdzić, które z nich mają podobne właściwości?
Co to jest układ okresowy?
Dymitr Mendelejew był pierwszym naukowcem, który stworzył układ okresowy pierwiastków elementów podobnych do tego, którego używamy dzisiaj. Możesz zobaczyć oryginalny stół Mendelejewa (1869). Ta tabela pokazała, że gdy elementy zostały uporządkowane przez zwiększenie masa atomowa pojawił się wzorzec, w którym powtarzają się właściwości elementów cyklicznie . Ten układ okresowy jest wykresem grupującym elementy według ich podobnych właściwości.
Dlaczego stworzono układ okresowy pierwiastków?
Jak myślisz, dlaczego Mendelejew stworzył układ okresowy pierwiastków? Wiele pierwiastków pozostało do odkrycia w czasach Mendelejewa. Układ okresowy pomógł przewidzieć właściwości nowych pierwiastków.
Tablica Mendelejewa
Porównaj współczesny układ okresowy z tablicą Mendelejewa. Co zauważasz? Stół Mendelejewa nie miał zbyt wielu elementów, prawda? Miał znaki zapytania i odstępy między elementami, w których przewidywał, że zmieszczą się nieodkryte elementy.
Odkrywanie elementów
Pamiętaj o zmianie liczby protony zmienia liczbę atomową, która jest liczbą pierwiastka. Kiedy patrzysz na współczesny układ okresowy, czy widzisz jakieś pominięte? liczby atomowe to by było nieodkryte elementy ? Nowy elementy dzisiaj nie zostały odkryte . Są wykonane. Nadal możesz używać układu okresowego do przewidywania właściwości tych nowych pierwiastków.
Okresowe właściwości i trendy
Układ okresowy pomaga przewidzieć niektóre właściwości pierwiastków w porównaniu ze sobą. Rozmiar atomu zmniejsza się w miarę przesuwania się od lewej do prawej w tabeli i zwiększa się w miarę przesuwania się w dół kolumny. Energia wymagana do usunięcia elektronu z atomu wzrasta wraz z ruchem od lewej do prawej i maleje wraz z ruchem w dół kolumny. Zdolność do formowania wiązanie chemiczne wzrasta w miarę przesuwania się od lewej do prawej i maleje w miarę przesuwania się w dół kolumny.
Dzisiejsza tabela
Najważniejsza różnica między tabelą Mendelejewa a dzisiejszy stół Czy współczesny stół jest zorganizowany przez zwiększanie liczby atomowej, a nie zwiększanie masy atomowej. Dlaczego stół został zmieniony? W 1914 roku Henry Moseley dowiedział się, że można eksperymentalnie określić liczbę atomową pierwiastków. Wcześniej liczby atomowe były po prostu porządkiem pierwiastków opartym na zwiększaniu masa atomowa . Gdy liczby atomowe nabrały znaczenia, układ okresowy został zreorganizowany.
Wprowadzenie | Okresy i grupy | Więcej o Grupach | Pytania przeglądowe | Kartkówka
Okresy i grupy
Pierwiastki w układzie okresowym są ułożone w okresach (wierszach) i grupy (kolumny). Liczba atomowa wzrasta, gdy poruszasz się po rzędzie lub okresie.
Okresy
Rzędy elementów nazywane są kropkami. Numer okresu pierwiastka oznacza najwyższy niewzbudzony poziom energii dla elektronu w tym elemencie. Liczba pierwiastków w okresie wzrasta w miarę przesuwania się w dół układu okresowego, ponieważ jest więcej podpoziomów na poziom jako poziom energii atomu wzrasta .
Grupy
Kolumny elementów pomagają zdefiniować grupy elementów . Elementy w ramach udziału grupowego kilka wspólnych właściwości. Grupy to pierwiastki mające ten sam zewnętrzny układ elektronów. Elektrony zewnętrzne nazywane są elektronami walencyjnymi. Ponieważ mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych, elementy w udziale grupowym podobne właściwości chemiczne. Cyfry rzymskie wymienione powyżej każdej grupy to zwykła liczba elektronów walencyjnych. Na przykład grupa Idź element będzie miał 5 elektronów walencyjnych.
Elementy reprezentatywne a elementy przejściowe
Istnieją dwa zestawy grup. Elementy grupy A nazywane są elementami reprezentatywnymi. Elementy grupy B są elementami niereprezentatywnymi.
Co znajduje się w kluczu elementu?
Każdy kwadrat w układzie okresowym podaje informacje o elemencie. Na wielu drukowanych tablicach okresowych można znaleźć dane pierwiastka symbol , Liczba atomowa , oraz masa atomowa .
Wprowadzenie | Okresy i grupy | Więcej o Grupach | Pytania przeglądowe | Kartkówka
Klasyfikowanie elementów
Elementy są klasyfikowane według ich właściwości. Główne kategorie pierwiastków to metale, niemetale i metaloidy.
Metale
Widzisz metale każdego dnia. Folia aluminiowa jest metalem. Złoto i srebro to metale. Jeśli ktoś Cię zapyta, czy element jest metalem, metaloidem czy niemetalem, a nie znasz odpowiedzi, zgadnij, że to metal.
Jakie są właściwości metali?
Metale mają pewne wspólne właściwości. Są błyszczące (błyszczące), plastyczne (mogą być kute) i są dobrzy dyrygenci ciepła i energii elektrycznej. Właściwości te wynikają ze zdolności do łatwego przemieszczania elektronów w zewnętrznych powłokach atomów metalu.
Jakie są metale?
Większość pierwiastków to metale. Metali jest tak wiele, że dzielą się na grupy: metale alkaliczne, metale ziem alkalicznych i metale przejściowe. Metale przejściowe można podzielić na mniejsze grupy, takie jak lantanowce i aktynowce.
Grupa 1 : Metale alkaliczne
Metale alkaliczne znajdują się w grupie IA (pierwsza kolumna) układu okresowego. Przykładami tych pierwiastków są sód i potas. Metale alkaliczne tworzą sole i wiele innych związków . Pierwiastki te są mniej gęste niż inne metale, tworzą jony o ładunku +1 i mają największe rozmiary atomów pierwiastków w swoich okresach. Metale alkaliczne są wysoce reaktywne.
Grupa 2 : Metale ziem alkalicznych
Ziemie alkaliczne znajdują się w grupie IIA (druga kolumna) układu okresowego. Wapń i magnez to przykłady ziem alkalicznych. Metale te tworzą wiele związków. Posiadają jony z ładunkiem +2. Ich atomy są mniejsze niż metali alkalicznych.
Grupy 3-12: Metale przejściowe
Elementy przejściowe znajdują się w grupach IB do VIIIB. Żelazo i złoto są przykłady metali przejściowych . Pierwiastki te są bardzo twarde, o wysokich temperaturach topnienia i wrzenia. Metale przejściowe są dobre przewodniki elektryczne i są bardzo plastyczne. Tworzą dodatnio naładowane jony.
Metale przejściowe zawierają większość pierwiastków, więc można je podzielić na mniejsze grupy. Lantanowce i aktynowce są klasami pierwiastków przejściowych. Inny sposób na… grupowe metale przejściowe to triady, które są metalami o bardzo podobnych właściwościach, zwykle spotykanymi razem.
Metalowe triady
Żelazna triada składa się z żelaza, kobaltu i niklu. Tuż pod żelazem, kobaltem i niklem znajduje się triada palladu rutenu, rodu i palladu, a pod nimi platynowa triada osmu, irydu i platyny.
Lantanowce
Kiedy spojrzysz na układ okresowy, zobaczysz blok dwóch rzędów elementów poniżej głównej części wykresu. W górnym rzędzie są liczby atomowe następujące po lantanie. Te pierwiastki nazywane są lantanowcami. Lantanowce to srebrzyste metale, które łatwo matowieją. Są to stosunkowo miękkie metale o wysokiej temperaturze topnienia i wrzenia. Lantanowce reagują na formę wiele różnych związków . Elementy te są wykorzystywane w lampach, magnesach, laserach oraz do poprawy właściwości innych metali .
aktynowce
Aktynowce znajdują się w rzędzie poniżej lantanowców. Ich liczba atomowa odpowiada aktynie. Wszystkie aktynowce są radioaktywne, z dodatnio naładowanymi jonami. Oni są metale reaktywne które tworzą związki z większością niemetali. Aktynowce są stosowane w lekach i urządzeniach nuklearnych.
Grupy 13-15: Nie wszystkie metale
Grupy 13-15 obejmują niektóre metale, niektóre metaloidy i niektóre niemetale. Dlaczego te grupy są mieszane? Przejście od metalu do niemetalu jest stopniowe. Mimo że te elementy nie są wystarczająco podobne, aby mieć grupy zawarte w pojedynczych kolumnach, mają pewne wspólne właściwości. Możesz przewidzieć, ile elektronów jest potrzebnych do skompletowania powłoki elektronowej. Metale w tych grupach są nazywane metale podstawowe .
Niemetale i metaloidy
Pierwiastki, które nie mają właściwości metali, nazywane są niemetalami. Niektóre pierwiastki mają pewne, ale nie wszystkie właściwości metali. Te pierwiastki nazywane są metaloidami.
Czym są Właściwości niemetali ?
Niemetale są słabymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Niemetale stałe są kruche i ubogie metaliczny połysk . Większość niemetali łatwo zdobywa elektrony. Niemetale znajdują się w prawym górnym rogu układu okresowego, oddzielone od metali linią przecinającą układ okresowy ukośnie. Niemetale można podzielić na klasy pierwiastków o podobnych właściwościach. Halogeny i gazy szlachetne są dwie grupy niemetali.
Grupa 17: Halogeny
Halogeny znajdują się w grupie VIIA układu okresowego. Przykładami halogenów są chlor i jod. Te pierwiastki znajdziesz w wybielaczach, środkach dezynfekujących i solach. Te niemetale tworzą jony o ładunku -1. The właściwości fizyczne halogenów różnią się. Halogeny są bardzo reaktywne.
Grupa 18: Gazy Szlachetne
Gazy szlachetne znajdują się w grupie VIII układu okresowego. Hel i neon są przykładami Gazy szlachetne . Elementy te służą do tworzenia znaków świetlnych, czynników chłodniczych i laserów. Gazy szlachetne nie są reaktywne. Dzieje się tak, ponieważ mają niewielką tendencję do zdobywania lub utraty elektronów.
Wodór
Wodór ma pojedynczy ładunek dodatni, taki jak metale alkaliczne , ale w temperaturze pokojowej , to gaz, który nie zachowuje się jak metal. Dlatego wodór jest zwykle oznaczany jako niemetal.
Jakie są Właściwości Metaloidów ?
Pierwiastki, które mają pewne właściwości metali, a niektóre właściwości niemetali, nazywane są metaloidami. Przykładami metaloidów są krzem i german. Punkty wrzenia , temperatury topnienia , a gęstość metaloidów jest różna. Metaloidy są dobrymi półprzewodnikami. Metaloidy znajdują się wzdłuż ukośnej linii między metalami i niemetale w układzie okresowym .
Wspólne trendy w grupach mieszanych
Pamiętaj, że nawet w mieszanych grupach elementów, trendy w układzie okresowym nadal są prawdziwe. Rozmiar atomu , łatwość usuwania elektronów i zdolność do tworzenia wiązań można przewidzieć podczas poruszania się po stole.
Wprowadzenie | Okresy i grupy | Więcej o Grupach | Pytania przeglądowe | Kartkówka
Sprawdź swoje zrozumienie tej lekcji o układzie okresowym, sprawdzając, czy potrafisz odpowiedzieć na następujące pytania:
Pytania przeglądowe
- Współczesny układ okresowy pierwiastków nie jest jedynym sposobem kategoryzacji pierwiastków. Jakie są inne sposoby na wylistowanie i uporządkowanie elementów?
- Wymień właściwości metali, niemetali i niemetali. Podaj przykład każdego typu elementu.
- Gdzie w ich grupie spodziewałbyś się znaleźć pierwiastki o największych atomach? (góra, środek, dół)
- Porównaj i porównaj halogeny i gazy szlachetne.
- Jakich właściwości możesz użyć, aby odróżnić metale alkaliczne, ziem alkalicznych i metale przejściowe?