Periodni sustav: što je to i objašnjenje kako je organiziran

Koji je periodni sustav elemenata?

Periodni sustav ili periodni sustav elemenata je a organizirana evidencija kemijskih elemenata prema svom atomskom broju, svojstvima i karakteristikama.

Sastoji se od 118 elemenata koje je potvrdila Međunarodna unija čiste i primijenjene kemije (IUPAC)

• 94 su elementi koji postoje u prirodi, i
• 24 elementa su sintetička, odnosno stvorena su umjetno.

Njegov je razvoj usko povezan s otkrićem novih elemenata i proučavanjem njihovih zajedničkih svojstava. Aspekti poput pojma atomske mase i odnosa između atomske mase i periodičnih svojstava elemenata bili su temeljni za konfiguriranje modernog periodnog sustava.

Periodni sustav djeluje kao osnovni alat za proučavanje kemije, jer omogućuje na koherentan i lak način utvrđivanje razlika i sličnosti između kemijskih elemenata.

Njegovo stvaranje pripisuje se ruskom znanstveniku Dimitriju Mendeleevu 1869. Od tada su drugi znanstvenici periodični sustav poboljšavali i ažurirali kako se otkrivaju i proučavaju novi elementi.

Kako je organiziran periodni sustav?

Periodni sustav prikazuje sve do sada poznate elemente koji su organizirani i smješteni prema njihovim karakteristikama i odnosu između njih u grupi, razdobljima, blokovima i metalima, metaloidima i nemetalima.

Grupe

Periodni sustav sastoji se od 18 skupina elemenata organiziranih u okomite stupove, numerirane od 1 do 18 slijeva udesno, počevši od alkalnih metala i završavajući plemenitim plinovima.

Elementi koji pripadaju istom stupcu imaju slična kemijska svojstva, temeljena na strukturi elektrona u posljednjem sloju atoma.

Primjerice, prvi stupac sadrži elemente koji imaju elektron u posljednjoj ljusci atoma. U ovom slučaju kalij ima četiri ljuske, a u posljednjoj elektron.

Kemijski elementi organizirani su u skupine kako slijedi:

• Skupina 1 (I A): alkalni metali.
• Skupina 2 (II A): zemnoalkalijski metali.
• Skupina 3 (III B): obitelj skandij.
• Skupina 4 (IV B): obitelj titana.
• Skupina 5 (V B): obitelj vanadija.
• Skupina 6 (VI B): obitelj kroma.
• Skupina 7 (VII B): obitelj mangana.
• Skupina 8 (VIII B): obitelj željeza.
• Skupina 9 (VIII B): obitelj kobalta.
• Skupina 10 (VIII B): obitelj nikla.
• Skupina 11 (I B): obitelj bakra.
• Skupina 12 (II B): obitelj cinka.
• Skupina 13 (III A): zemljani.
• Skupina 14 (IV A): karbonidi.
• Skupina 15 (V A): nitrogenoidi.
• Skupina 16 (VI A): halkogeni ili amfogeni.
• Skupina 17 (VII A): halogeni.
• Skupina 18 (VIII A): plemeniti plinovi.

Razdoblja

Razdoblja su sedam vodoravnih redova koje periodni sustav ima. U tim su redovima grupirani elementi koji imaju broj elektronskih ljuski koji se podudara s brojem razdoblja.

Na primjer, u prvom redu vodik i helij imaju ljusku elektrona. U razdoblju dva postoji osam elemenata koji imaju dvije ljuske elektrona. U trećem redu elementi imaju tri ljuske elektrona i tako dalje.

U šestom su razdoblju elementi koji imaju šest ljuski elektrona, kao i donji red lantanida. U razdoblju sedam nalaze se elementi koji imaju sedam ljuski elektrona, kao i posljednji red aktinida.

Metali, metaloidi i nemetali

Tri se kategorije elemenata koji čine periodni sustav mogu razlikovati od njihovih kemijskih i fizičkih svojstava, a to su: metali, metaloidi i nemetali.

• Metali: oni su čvrsti elementi na sobnoj temperaturi, umanjeni za živu koja je u tekućem stanju. Oni su podatni i žilavi i dobri su vodiči topline i električne energije. Nalaze se na lijevoj strani stola.
• Bez metala: To su uglavnom plinovi, iako ima i tekućina. Ti elementi nisu dobri vodiči električne energije. Nalaze se s desne strane stola.
• Metaloidi ili polu metali: imaju svojstva i metala i nemetala. Oni mogu biti sjajni, neprozirni i ne vrlo duktilni. Njegova je električna vodljivost niža od metala, ali viša od nemetala. Nalaze se na desnoj strani stola, između metala i nemetala.

Blokovi

Periodni sustav također se može podijeliti u četiri bloka na temelju slijeda elektronske ljuske svakog elementa. Ime svakog bloka izvodi se prema orbitali u kojoj se nalazi posljednji elektron.

• Blok s: skupine 1 i 2 alkalnih metala, zemnoalkalijskih metala, vodika i helija.
• Polje p: uključuje skupine od 13 do 18 i metaloide.
• Polje d: sastavljeno od skupina 3 do 12 i prijelaznih metala.
• Polje f: nema broj grupe i odgovara lantanidima i aktinidima. Općenito se stavljaju ispod periodnog sustava.

Trendovi periodnog sustava

Periodični trendovi odnose se na glavna fizikalna i kemijska svojstva koja elementi imaju i koja omogućuju njihovu organizaciju u periodnom sustavu. Ti se trendovi odnose na promjene koje se događaju u atomskoj strukturi svakog elementa prema razdoblju ili skupini kojoj pripada.

Među periodičnim trendovima su:

• Atomski radio: To je udaljenost između jezgre atoma i njegove najudaljenije orbitale, što nam omogućuje izračunavanje veličine atoma. U razdobljima se povećava s desna na lijevo, kao i odozgo prema dolje u skupinama.
• Elektronički afinitet: opisuje se kao energija koju atom oslobađa kad mu se doda elektron ili obrnuto. Povećava se u razdobljima s lijeva na desno, a u skupinama se povećava prema gore.
• Valentni elektroni: Odnosi se na elektrone koji se nalaze u najudaljenijoj ljusci atoma. Oni se povećavaju kako se elementi nalaze s lijeva na desno, a uspostavljaju se iz skupine periodnog sustava kojem element pripada.
• Energija jonizacije: energija potrebna za odvajanje elektrona od atoma. U jednom se razdoblju ta energija povećava udesno, a u skupini se povećava prema gore.
• Elektronegativnost: sposobnost atoma da privuče elektrone sebi. S vremenom se povećava s lijeva na desno.
• Bez metala: svojstva nemetala se povećavaju kako se elementi nalaze u gornjem desnom dijelu tablice.
• Metali: svojstva metala su veća jer su elementi smješteni u donjem lijevom dijelu tablice.

Osnovni podaci o kemijskim elementima

Periodni sustavi obično sadrže temeljne podatke o svakom od postojećih elemenata u njemu, što omogućuje uspostavljanje koherentne organizacije na temelju njegovih karakteristika kao što su simbol, naziv, atomski broj i atomska masa, kako bi se utvrdila njegova uporaba.

• Atomska masa: odnosi se na masu atoma, koju čine protoni i neutroni.
• Energija jonizacije: je energija potrebna za odvajanje elektrona od atoma.
• Kemijski simbol: kratice za identifikaciju kemijskog elementa.
• Ime: Ime kemijskog elementa može se izvesti iz latinskog, engleskog, francuskog, njemačkog ili ruskog jezika.
• Elektronička konfiguracija: način na koji su elektroni strukturirani ili organizirani u atomu.
• Atomski broj: odnosi se na ukupan broj protona koje atom ima.
• Elektronegativnost: To je sposobnost atoma da privuče elektrone sebi.
• Oksidacijska stanja: Pokazatelj stupnja oksidacije atoma koji je dio složenog kemijskog elementa.

Čemu služi periodni sustav?

Periodni sustav je vrlo koristan za znanstvene studije s obzirom na različite funkcije koje ima.

• Omogućuje prepoznavanje razlika i sličnosti između različitih elemenata. Na primjer, sadrži dragocjene informacije poput atomske mase svakog elementa.
• Omogućuje analizu kemijskog ponašanja elemenata. Na primjer, prilikom razlikovanja elektronegativnosti i elektroničke konfiguracije elementa.
• Služi kao osnovni alat za proučavanje kemije, uključujući biologiju i druge grane znanosti, jer identificira glavne karakteristike kemijskih elemenata.
• Olakšava razlikovanje elemenata od atomskog broja. To je zato što se elementi sastoje od atoma koji dobivaju svoje ime i razlikuju se prema broju protona, elektrona i neutrona koje sadrže.
• Pomoću nje mogu se predvidjeti kemijska svojstva novih elemenata koji će se uvrstiti u tablicu, uzimajući u obzir karakteristike već definiranih elemenata.

Povijest periodnog sustava

Stvaranje periodnog sustava pripisuje se ruskom znanstveniku Dmitriju Mendeleevu, koji je 1869. u tablicu sastavio 63 dosad poznata elementa.

Mendelejev je elemente organizirao u sve većem redoslijedu prema njihovim atomskim masama, vodeći računa da u isti stupac smjesti one čija su fizička svojstva slična. Ostavio je čak prazne prostore predviđajući postojanje drugih elemenata koji u to vrijeme još nisu bili otkriveni i koji bi trebali biti uključeni u tablicu.

Ubrzo nakon toga, njemački kemičar Julius Lothar Meyer naredio je elemente na temelju fizičkih svojstava atoma. Konačno, trenutnu strukturu duguje švicarskom znanstveniku Alfredu Werneru.

Posljednje velike promjene u periodnom sustavu rad su dobitnika Nobelove nagrade za kemiju Glenna Seaborga, koji je, između ostalog, naredio seriju aktinida ispod serije lantanida.

• Kemijski element.
• Kemijski simbol.
• Atom