Kontakta författare

Periodiska systemet

Periodisk tabell är tabellarrangemanget för alla kemiska element som är organiserade baserat på atomnummer, elektroniska konfigurationer och befintliga kemiska egenskaper.

mål:

Efter avslutad lektion ska eleverna kunna:

1. lista egenskaperna hos det moderna periodiska systemet

2. klassificera elementen i den periodiska tabellen

3. förklara periodiciteten hos element

förklara periodiciteten hos element

Johann Wolfgang Dobereiner klassificerade elementen i grupper om 3 kallade triader.
John A. Newlands ordnade elementen i storleksordningen ökande atommassa.

Lothar Meyer plottade en graf som visar ett försök att gruppera element enligt atomvikten.
Dmitri Mendeleev ordnade i storleksordningen ökande atomvikter med en regelbunden repetition (periodicitet) av fysikaliska och kemiska egenskaper.
Henry Moseley är känd för modern periodisk lag.

Utveckling av periodisk tabell

Redan 1800 började kemister att bestämma atomvikterna för vissa element med rätt noggrannhet. Flera försök gjordes för att klassificera elementen på denna basis.

1. Johann Wolfgang Dobereiner (1829)

Han klassificerade elementen i grupper om 3 kallade triader, baserat på likheter i egenskaper och att atommassan i triadens mittdel var ungefär genomsnittet av atommassorna i de lättaste elementen.

2. John A. New Lands (1863)

Han ordnade elementen i storleksordningen ökande atommassa. De åtta elementen som börjar från en given är en typ av upprepningar av de första som de åtta tonerna i musikens oktav och kallade det oktavlagen.

3. Lothar Meyer

Han ritade en graf som visar ett försök att gruppera element enligt atomvikten.

4. Dmitri Mendeleyeev (1869)

Han utarbetade en periodisk tabell över element där elementen var ordnade i storleksordningen ökande atomvikter med en regelbunden upprepning (periodicitet) av fysikaliska och kemiska egenskaper.

5. Henry Moseley (1887)

Han arrangerade elementen i storleksordningen ökande atomantal, som berättar att egenskaperna hos elementen är periodiska funktioner för deras atomantal. Detta kallas modern periodisk lag.

Vad är perioder, grupper och familjer?

Perioder är de sju horisontella raderna i den periodiska tabellen

  1. Period 1 har 2 element som motsvarar 2 elektroner i undernivån.
  2. Perioderna 2 och 3 har 8 element motsvarande 8 undernivåelektroner i s- och p-nivåerna.
  3. Perioderna 4 och 5 har 18 element som motsvarar 18 elektroner i s, p och d-nivåerna.
  4. Perioderna 6 och 7 inkluderar också 14 f-elektroner men den sjunde perioden är ofullständig.

Grupper är de vertikala kolumnerna i den periodiska tabellen, som är indelade i A- och B-undergrupper. Undergrupperna A kallas ofta familjer . Några av A-familjerna utses av följande:

a. Grupp IA - alkalimetaller

b. Grupp IIA - alkaliska jordartsmetaller

c. Grupp VIIA - Halogener

d. Grupp VIIIA - Noble Gases

Andra A-undergrupper klassificeras enligt det första elementet i kolumnen:

a. Grupp IIIA - Boron Family

b. Grupp IVA - kolfamilj

c. Grupp VA - Kvävefamilj

d. Grupp VIA - Oxygen Family

Klassificering av element i det periodiska systemet

1. Representativa element är elementen i en grupp / familj. Termen representativt element är relaterat till stegvis tillsats av elektroner till atomerna s och p-undernivåer. Element som tillhör samma grupp eller familj har liknande egenskaper.

2. Ädelgaser eller inerta gaser är elementen i den sista gruppen med helt fyllda uppsättningar av s och p-bana.

3. Övergångselement är elementen i kolumnerna IB - VIIIB som kallas B-gruppen / familjen. Observera att de börjar med IIB upp till VIIB, som har 3 kolumner och slutar sedan med IB och IIB. Dessa sekvenser, som innehåller 10 element vardera, är relaterade till stegvis tillsats av de 10 elektronerna till atomernas d-undernivå. Dessa element är metalltäta, glansiga, bra ledare för värme och elektricitet och i de flesta fall hårda. De bildar de många färgade föreningarna och bildar polyatomiska joner som Mn04 och CrO4.

4. Inre övergångselement är de två ytterligare horisontella raderna nedan som består av 2 grupper av element som upptäcktes ha liknande egenskaper som Lanthanum under den 6: e perioden som kallas Lathanoids (Rare Earth Metals) och Actinium (Heavy Rare Elements). Lanthanoiderna är alla metaller medan Actinoiderna är radioaktiva. Alla element efter uran produceras artificiellt genom kärnreaktioner.

Den periodiska tabellen och elektronisk konfiguration

Elementets marktillståndskonfiguration är relaterad till deras positioner i Modern Periodic Table.

Begreppet valens

Element inom vilken grupp som helst har en karakteristisk valens. Alkalimetallerna i grupp IA uppvisar en valens på +1, eftersom atomerna lätt tappar den elektron i den yttre nivån. Halogen i grupp VIIA har en valens av -1, eftersom en elektron lätt tas upp. I allmänhet tenderar atomer, som har mindre än 4 valenselektron, att ge upp elektron och därmed ha en positiv valens motsvarande antalet förlorade elektroner. Medan atomer med mer än 4 valens motsvarar antalet erhållna elektroner.

Exempel:

12 Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

Magnesium kommer att ge upp sina två valenselektroner som bildar en +2 valens

8 O 1s2 2s2 2p4

Syre har 6 valenselektron så det kommer att få 2 elektroner -2 valens Grupp VIIIA har en stabil yttre konfiguration av elektroner (med 8 valenselektroner) och skulle inte förväntas ge upp eller ta upp elektroner. Således har denna grupp noll valens.

I B-serien bidrar den ofullständiga nivån till valensegenskaper. En eller två elektroner från en ofullständig inre nivå kan gå förlorade vid kemisk förändring och läggas till en eller två elektroner i den yttre nivån, vilket möjliggör valensmöjligheter bland övergångselementen.

Exempel:

26 Fe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Järn kan uppvisa valens på +2 genom förlust av de två yttre elektronerna eller en valens på +3 när ytterligare elektron går förlorad från den ofullständiga tredje nivån.

Lewis Dot System: Kernel Notation och Electron Dot Notation

Kärnnotationen eller elektronpricknotationen används för att visa valenselektronerna i atomerna. Elementens symbol används för att representera kärnan och alla inre elektroner och punkter används för var och en av valenselektronen.

Metaller, icke-metaller och metalloider

Metaller finns till vänster och i mitten av det periodiska systemet. Cirka 80 element klassificeras som metaller inklusive någon form i varje grupp utom grupperna VIIA och VIIIA. Atomerna i metaller tenderar att donera elektroner.

Icke-metaller är längst till höger och mot toppen av det periodiska systemet. De består av ett dussin relativt vanliga och viktiga element med undantag av väte. Atomer av icke-metaller brukar ta emot elektroner.

Metalloider eller kantlinjeelement är element som till viss del uppvisar både metalliska och icke-metalliska egenskaper. De fungerar vanligtvis som elektrondonator med metaller och elektronacceptor med icke-metaller. Dessa element ligger i sicksacklinjen i det periodiska systemet.

Positioner av metaller, icke-metaller och metalloider i det periodiska systemet

Metaller, icke-metaller och metalloider är snyggt arrangerade i det periodiska systemet.

Trender i det periodiska systemet

Atomstorlek

Atomradie är ungefär avståndet från den yttersta delen av elektronladdningstätheten i en atom faller av med ökande avstånd från kärnan och närmar sig noll på ett stort avstånd. Därför finns det ingen skarpt definierad gräns för att bestämma storleken på en isolerad atom. Elektronens sannolikhetsfördelning påverkas av angränsande atomer, följaktligen kan storleken på en atom ändras från ett tillstånd till ett annat som vid bildandet av föreningar, under olika förhållanden. Storleken på atomradie bestäms på kovalent bundna partiklar av element eftersom de finns i naturen eller är i kovalent bundna föreningar.

När man går över vilken period som helst i det periodiska systemet är det en minskning i storleken på atomradie. När man går från vänster till höger är valenselektronen alla i samma energinivå eller samma allmänna avstånd från kärnan och att deras kärnladdning ökade med en. Kärnkraftsladdning är den attraktionskraft som kärnan erbjuder mot elektroner. Därför, ju större antalet protoner, desto större är kärnkraftsladdningen och desto större är överdraget av kärnan på elektronen.

Exempel:

Tänk på atomerna i period 3:

Na 2e 8e 1e Mg 2e 8e 2e Al 2e 8e 3e

Tänk på den elektroniska konfigurationen av grupp IA-element:

Na2e 8e 1e

K 2e 8e 8e 1e

Rb 2e 8e 18e 8e 1e

Cs 2e 8e 18e 18e 8e 1e

Fr 2e 8e 18e 18e 18e 8e 1e

Även om antalet protoner från topp till botten inom samma grupp ökar, ökar atomstorleken fortfarande på grund av den ytterligare energinivån som ses från ovanstående illustration. Därför ökar atomstorleken från topp till botten inom samma grupp.

Atomstorlek och periodisk tabell

Atomer blir mindre från vänster till höger under en period.

Ionisk storlek

När en atom förlorar eller får elektron blir den en positiv / negativ laddningspartikel som kallas jon.

Exempel:

Magnesium förlorar 2 elektroner och blir Mg + 2-jon.

Syre får 2 elektroner och blir 0 -2 jon.

Förlusten av elektroner av en metallatom resulterar i en relativt stor minskning i storlek, radien för den bildade jonen är mindre än radien för atomen från vilken den bildades. För icke-metaller, när elektroner erhålls för att bilda negativa joner, är det en ganska stor ökning i storleken på grund av avvisningen av elektronerna för varandra.

Ionisk storlek och periodisk tabell

Katjon och anjon ökar i storlek när du går ner i en grupp i en periodisk tabell.

Joniseringsenergi

Joniseringsenergi är den mängd energi som krävs för att ta bort den mest löst bundna elektronen i en gasformig atom eller jon för att ge en positiv (+) katjonpartikel . Den första joniseringsenergin i en atom är den mängd energi som krävs för att ta bort den första valenselektronen från den atomen. Den andra joniseringsenergin i en atom är den mängd energi som krävs för att ta bort den andra valenselektronen från jonen och så vidare. Den andra joniseringsenergin är alltid högre än den första, eftersom en elektron tas bort från en positiv jon, och den tredje är också högre än den andra.

Under en period ökar joniseringsenergin på grund av att avlägsnandet av elektron i varje fall är på samma nivå och det finns en större kärnkraftsladdning som håller elektronen.

Faktorer som påverkar joniseringspotentialens storlek:

  • Laddningen av atomkärnan för atomer med liknande elektroniska arrangemang. Ju större kärnkraftsladdning, desto större är joniseringspotentialen.
  • Skyddseffekten av inre elektroner. Ju större skärmningseffekt, desto mindre är joniseringspotentialen.
  • Atomradie. När atomstorleken minskar i atomer med samma antal energinivåer ökar joniseringspotentialen.
  • I vilken utsträckning den mest löst bundna elektron tränger in i molnet av inre elektroner. Graden av penetrering av elektroner i en given huvudenerginivå minskar i storleksordningen s> p> d> f. Alla andra faktorer är lika, som i den givna atomen, det är svårare att ta bort en (s) elektron än en (p) elektron, ap-elektron är svårare än en (d) elektron och d-elektron är svårare än en (f) elektron.

Attraktiv kraft mellan de yttre nivåelektronerna och kärnan ökar i proportion till den positiva laddningen på kärnan och minskar med avseende på avståndet som separerar de motsatt laddade kropparna. Yttre elektroner lockas inte bara av den positiva kärnan utan avvisas också av elektroner i de lägre energinivåerna och deras egen nivå. Denna avstötning, som har nettoresultatet av att minska den affektiva kärnkraftsladdningen, kallas skärmningseffekten eller skärmningseffekten. Eftersom joniseringsenergi från topp till botten minskar i en familj, måste screeningseffekten och avståndsfaktorerna uppväga vikten av den ökade laddningen av kärnan.

Ioniseringsenergi och periodisk tabell

Under en period ökar joniseringsenergin på grund av att avlägsnandet av elektron i varje fall är på samma nivå och det finns en större kärnkraftsladdning som håller elektronen.

Elektronaffinitet

Elektronaffinitet är energin som avges när en neutral gasatom eller jon tar in en elektron. Negativa joner eller anjoner bildas. Att bestämma elektronaffiniteter är en svår uppgift; endast de för de mest icke-metalliska elementen har utvärderats. Ett andra elektronaffinitetsvärden skulle innebära förstärkning och inte energiförlust. En elektron som läggs till en negativ jon skulle resultera i Coulombic repulsion.

Exempel:

0 + e - -------------- 0 -1 -33 Kcal / mol

0 + e - -------------- 0 -2 +189 Kcal / mol

Dessa periodiska trender för elektronaffinitet, av de starkaste icke-metallerna, halogenerna, beror på deras elektronkonfiguration, ns2 np5 som saknar ap-orbital för att ha stabil gaskonfiguration. Icke-metaller tenderar att få elektroner för att bilda negativa joner än metaller. Grupp VIIA har den högsta elektronaffiniteten eftersom endast en elektron behövs för att slutföra en stabil yttre konfiguration av 8 elektroner.

Elektronaffinitet och periodisk tabell

Trender i elektronaffinitet

Elektronnegativitet

Elektronegativitet är en atoms tendens att locka delade elektroner till sig själv när den bildar en kemisk bindning med en annan atom. Ioniseringspotential och elektronaffiniteter betraktas som mer eller mindre uttryck för elektronegativiteter. Atomer med liten storlek, hög joniseringspotential och höga elektronaffiniteter förväntas ha höga elektronegativiteter Atomer med orbitaler nästan fyllda med elektroner kommer att ha högre förväntade elektronegativiteter än atomer med orbitaler med få elektroner. Inga metaller har högre elektronegativiteter än metaller. Metaller är mer av elektrondonatorer och icke metaller är elektronacceptorer. Elektronegativitet ökar från vänster till höger inom en period och minskar från topp till botten inom en grupp.

Elektronegativitet och periodisk tabell

Elektronegativitet ökar från vänster till höger inom en period och minskar från topp till botten inom en grupp.

Sammanfattning av trenderna i det periodiska systemet

Avläsningar på periodiska tabeller

  • Elementens periodiska egenskaper
    Lär dig mer om de periodiska egenskaperna eller trenderna i den periodiska tabellen över elementen.

Video på periodiska tabeller

Självframstegstest

hypotetisk periodisk tabell

AI Baserat på den givna IUPAC-periodiska tabellen och hypotetiska element som placerade, svara på följande:

1. Det mest metalliska elementet.

2. Det mest icke-metalliska elementet.

3. Elementet med den största atomstorleken.

4. Elementet / elementen klassificerade som alkalimetall / s.

5. Elementet klassificeras som metalloider.

6. Elementet / klassificerade alkalimetallmetaller.

7. Övergångselementet.

8. Elementet klassificeras som halogener.

9. Den lättaste av ädelgas.

10. Element (er) med elektronisk konfiguration / s som slutar på d.

11. Element (er) med elektronisk konfiguration som slutar på f.

12. Element (er) med två (2) valenselektroner.

13. Element / s med sex (6) valenselektroner.

14. Element / s med åtta (8) valenselektroner.

15. Element / elementer med en huvudenerginivå.

II. Svara helt på följande frågor:

1. Ange den periodiska lagen.

2. Förklara tydligt vad som menas med påståendet att maximalt möjliga antal elektroner i den yttersta energinivån är åtta.

3. Vad är övergångselement? Hur redogör du för de markanta skillnaderna i deras egenskaper?

B. Kopiera och fyll i tabellen nedan: