Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑azure

Układ okresowy pierwiastków

Za twórcę układu okresowego pierwiastków uznaje się rosyjskiego chemika Dmitrija Mendelejewa. Pierwszy opublikowany przez niego układ okresowy w marcu 1869 roku składał się z 90 pierwiastków chemicznych. Uporządkował on pierwiastki w swoim układzie wraz ze wzrastającymi masami atomowymi. Geniusz Mendelejewa polegał na tym, że zostawił on puste pola w miejscu pierwiastków, które nie były ówcześnie znane.

Pierwiastki w układzie okresowym ułożone są w grupach. Wszystkie pierwiastki w danej grupie mają zbliżone do siebie właściwości wynikające z takiej samej liczby elektronów walencyjnychelektrony walencyjneelektronów walencyjnych, które są odpowiedzialne za właściwości pierwiastków.

Układ okresowy możemy podzielić na:

R76Ydz85z3dHT1
Grupy (pionowe kolumny) Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić grupy, które tworzą poszczególne kolumny układu okresowego. Wśród pierwiastków zaliczanych do metali, np. grupę drugą, druga od lewej strony, tworzą berylowce, do których zalicza się beryl Be, magnez Mg, wapń Ca, stront Sr, bar Ba oraz rad Ra. Wśród pierwiastków zaliczanych do niemetali, np. grupę osiemnastą, pierwsza od prawej, tworzą ją gazy szlachetne, do których zaliczamy hel He, neon Ne, argon, Ar, krypton kr, ksenon Xe oraz radon Rn. Okresy (linie w poziomie) Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić okresy, które tworzą poszczególne wiersze układu okresowego. To stąd nazwa układu, ponieważ właściwości poszczególnych pierwiastków zmieniają się okresowo. Wśród pierwiastków zaliczanych do pierwszego okresu, pierwszy wiersz od góry, zaliczamy jedynie wodór H oraz hel He, które to odpowiednio należą do pierwszej grupy i ostatniej, osiemnastej grupy układu okresowego. Natomiast pierwiastki tworzące czwarty okres to potas K, wapń Ca, skand Sc, tytan Ti, wanad V, chrom Cr, mangan Mn, żelazo Fe, kobalt Co, nikiel Ni, miedź Cu, cynk Zn, gal Ga, german Ge, arsen As, selen Se, brom Br oraz krypton Kr Bloki Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić bloki: s, p, d oraz f, które to wskazują na obecność na odpowiednich podpowłokach elektronów walencyjnych. Do bloku s zaliczane są pierwiastki pierwszej oraz drugiej grupy oraz hel He. Do blok p należą pierwiastki grup od trzynastej do osiemnastej, z wyjątkiem helu He. Do bloku d metale przejściowe, to jest grupy od trzeciej do dwunastej. Natomiast blok f tworzą lantanowce i aktynowce. Charakter pierwiastka (metale, niemetale, metaloidy) opisWcag
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑azure

Zmiany we właściwościach pierwiastków chemicznych w układzie okresowym

Rb3DKn9wY6kut1
Elektroujemność Elektroujemność mówi nam o tym, jak łatwo atom może utworzyć wiązanie chemiczne. Elektroujemność zmienia się w układzie okresowym w następujący sposób – rośnie od lewej do prawej i maleje w dół grupy. Warto wspomnieć, że gazy szlachetne znajdujące się w 18. grupie układu okresowego są pierwiastkami obojętnymi chemicznie, a ich elektroujemność jest bliska zeru. Najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem w układzie okresowym jest fluor, a pierwiastkiem o najniższej elektroujemności jest frans. Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić grupy, które tworzą poszczególne kolumny układu okresowego. Wśród pierwiastków zaliczanych do metali, np. grupę drugą, druga od lewej strony, tworzą berylowce, do których zalicza się beryl B e, magnez M g, wapń C a, stront S r, bar B a oraz rad R a. Wśród pierwiastków zaliczanych do niemetali, np. grupę osiemnastą, pierwsza od prawej, tworzą ją gazy szlachetne, do których zaliczamy hel H e, neon N e, argon, A r, krypton K r, ksenon X e oraz radon R n. , Metaliczny charakter pierwiastków Większość pierwiastków w układzie okresowym stanowią metale. To w nich występuje tzw. wiązanie metaliczne – czyli wiązanie pomiędzy atomami metalu. Pomiędzy atomami w krysztale metalu występują zdelokalizowane elektrony, co nadaje im specyficzne właściwości, takie jak np. połysk czy przewodnictwo elektryczne i cieplne. Charakter metaliczny rośnie w dół grupy i maleje, idąc w prawo w układzie okresowym. Trend ten jest bardzo widoczny w układzie okresowym – niemetale znajdują się głównie po prawej stronie. Zauważalne jest to np. w grupie 17., czyli u fluorowców. Idąc w dół grupy, zmieniają się właściwości fizyczne pierwiastków. Fluor i chlor są gazami, znajdujący się poniżej brom jest cieczą, a jod ciałem stałym o metalicznym połysku. Podobną tendencję obserwujemy również w 16. grupie układu okresowego – tlenowcach. Idąc w dół grupy, obserwujemy pojawianie się metalicznego charakteru kolejnych pierwiastków. W przypadku charakteru niemetalicznego, rośnie on w górę grupy oraz w prawo. Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić okresy, które tworzą poszczególne wiersze układu okresowego. To stąd nazwa układu, ponieważ właściwości poszczególnych pierwiastków zmieniają się okresowo. Wśród pierwiastków zaliczanych do pierwszego okresu, pierwszy wiersz od góry, zaliczamy jedynie wodór H oraz hel H e, które to odpowiednio należą do pierwszej grupy i ostatniej, osiemnastej grupy układu okresowego. Natomiast pierwiastki tworzące czwarty okres to potas K, wapń C a, skand S c, tytan T i, wanad V, chrom C r, mangan M n, żelazo F e, kobalt C o, nikiel N i, miedź C u, cynk Z n, gal G a, german G e, arsen A s, selen S e, brom B r oraz krypton K r, Liczba elektronów walencyjnych i powłok elektronowych Liczba elektronów walencyjnych jest kryterium przypisującym dany pierwiastek do odpowiedniej grupy. W danej grupie liczba elektronów walencyjnych jest taka sama. Liczba elektronów na powłoce walencyjnej rośnie w prawo w układzie okresowym (tzn. wraz ze wzrostem grupy). Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić bloki: s, p, d oraz f, które to wskazują na obecność na odpowiednich podpowłokach elektronów walencyjnych. Do bloku s zaliczane są pierwiastki pierwszej oraz drugiej grupy oraz hel H e. Do blok p należą pierwiastki grup od trzynastej do osiemnastej, z wyjątkiem helu H e. Do bloku d metale przejściowe, to jest grupy od trzeciej do dwunastej. Natomiast blok f tworzą lantanowce i aktynowce. Liczba powłok elektronowych jest taka sama w okresach, jednakże rośnie w dół grupy. Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. W układzie okresowym można wyróżnić w zależności o właściwości metale, niemetale oraz metaloidy, czyli półmetale. Wśród metali wyróżniamy z wyjątkiem wodoru H wszystkie pierwiastki od grupy pierwszej do dwunastej, z grupy trzynastej: glin A l, gal G a, ind I n, tal T l, z czternastej cynę S n i ołów z piętnastej polon P o, a także wszystkie lantanowce i aktynowce. Do metaloidów zaliczamy bor B, krzem S i, german G e, arsen A s, antymon S b oraz tellur T e. Do niemetali zaliczamy pozostałe pierwiastki grup od czternastej do osiemnastej oraz wodór., Promień atomowy pierwiastka Wraz z ilością powłok zwiększa się również promień atomowy pierwiastka oraz jego reaktywność. Promień atomowy pierwiastka rośnie również wraz z malejącą liczbą elektronów na powłoce walencyjnej. Wraz ze wzrostem odległości elektronów od jądra atomowego energia elektronów walencyjnych zmniejsza się, przez co łatwiej zachodzą reakcje chemiczne z innymi pierwiastkami. Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków. Po prawej stronie układu dwie strzałki, nad pierwszą zapis „promień atomowy”, nad drugą „liczba powłok elektronowych. Innymi słowy promień atomowy oraz liczba powłok elektronowych rosną w dół grupy. Pod układem strzałka w lewo, nad nią zapis „promień atomowy”. Innymi słowy promień atomowy maleje wraz ze wzrostem grupy. strzałka w dół, nad nią zapis „liczba powłok elektronowych”.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑azure

Podsumowanie

Układ okresowy pierwiastków chemicznych jest niezbędny przy pracy wszystkich chemików, jak i również fizyków czy biologów. Umiejętne poruszanie się po nim pozwala na określenie właściwości pierwiastków chemicznych.

R15ytCxglhuNv1
Zmiana właściwości pierwiastków w układzie okresowym
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

elektrony walencyjne
elektrony walencyjne

elektrony znajdujące się na ostatniej powłoce

powłoka walencyjna
powłoka walencyjna

ostatnia powłoka w atomie. Znajdują się na niej elektrony walencyjne

metaloidy
metaloidy

(półmetale) – pierwiastki chemiczne, które w reakcjach chemicznych, w zależności od warunków, mogą wykazywać cechy metali lub niemetali.

Bibliografia

Zumdahl S. S., Zumdahl S. A., Chemistry, 5. edycja, Boston 2000.

Encyklopedia PWN