Układ okresowy pierwiastków

Układ okresowy pierwiastków

Układ okresowy pierwiastków powstał na podstawie prawa okresowości, które zostało sformułowane przez Dmitrija Mendelejewa w 1869 roku. Zgodnie z tym prawem właściwości fizyczne i chemiczne pierwiastków uporządkowanych według wzrastającej liczby atomowej powtarzają się w sposób regularny.

Układ okresowy – najważniejsze informacje

Właściwości pierwiastków chemicznych uporządkowanych zgodnie ze wzrastającą liczbą atomową (liczba protonów w jądrze) powtarzają się okresowo.

W momencie powstania układu Dmitrij Mendelejew przewidział miejsca dla pierwiastków, które nie zostały jeszcze odkryte.

Układ okresowy dzieli się na siedem poziomych okresów oraz osiemnaście grup (kolumn).

Numer okresu odpowiada liczbie powłok walencyjnych.

Pierwiastki należące do jednej grupy mają najczęściej taką samą liczbę elektronów walencyjnych i podobne właściwości chemiczne.

Układ okresowy zawiera 118 pierwiastków chemicznych.

Wraz ze wzrostem liczby atomowej wzrasta liczba masowa (suma protonów i neutronów w jądrze atomowym). Pierwiastek z najwyższą liczbą atomową, wynoszącą 118, to oganesson, a jego liczba masowa to 294 u.

Metale i niemetale oddzielone są umowną ukośną linią bor – astat (od nazw pierwiastków 5B – 85At).

Metale stanowią około 80% wszystkich pierwiastków i zajmują lewą oraz środkową część układu.

Niemetale odnaleźć można w prawym górnym rogu układu okresowego.

W środkowej części układu znajdują się metale przejściowe (grupy 3—12), charakteryzujące się zmienną wartościowością i zdolnością do tworzenia barwnych związków chemicznych.

Dwa wiersze umieszczone oddzielnie pod główną częścią układu okresowego to lantanowce i aktynowce – pierwiastki ziem rzadkich i pierwiastki promieniotwórcze.

Skrajnie prawa kolumna (grupa 18) to gazy szlachetne – ze względu na strukturę elektronową wyjątkowo mało reaktywne.

Dwie skrajnie lewe kolumny (grupa 1 i 2, poza wodorem) to metale alkaliczne – metale najbardziej reaktywne, oddające po 1 i 2 elektrony podczas tworzenia związków chemicznych.

Słowniczek

Promień atomowy – odległość od jądra atomu do ostatniej powłoki elektronowej; rośnie w dół grupy i maleje w prawo okresu (im większy ładunek jądra, równy liczbie atomowej, tym bardziej przyciąga elektrony, co powoduje zmniejszanie się promienia atomowego).

Charakter metaliczny – zdolność atomu do oddawania elektronów.

Reaktywność metali – łatwość, z jaką metal wchodzi w reakcje chemiczne, oddając elektrony.

Zasadowość związków – zdolność tlenków i wodorotlenków metali do reagowania z kwasami.

Charakter niemetaliczny – zdolność atomu do przyjmowania elektronów.

Reaktywność niemetali – łatwość, z jaką niemetal przyjmuje elektrony w reakcjach.

Kwasowość związków – zdolność tlenków niemetali do tworzenia kwasów z wodą.

Elektroujemność – miara zdolności atomu do przyciągania elektronów w wiązaniu chemicznym.

Energia jonizacji – energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu (związana z siłą przyciągania elektronów przez jądro); im większy ładunek jądra, tym silniejsze przyciąganie; im więcej powłok (większy okres) i większe odległości od jądra, tym słabsze przyciąganie.

Zasady zmiany właściwości pierwiastków w układzie okresowym

Poniższy opis może być pomocny w zrozumieniu i zapamiętaniu, w jaki sposób zmieniają się właściwości pierwiastków w układzie okresowym.

Zmiany właściwości w okresach (poziomo)

Podstawiając do poniższych zdań informacje na temat właściwości (np. charakter niemetaliczny, promień atomowy, reaktywność itd.), można opisać, w jaki sposób zmieniają się one w ramach okresów.

W ramach jednego okresu, wraz ze wzrastającą liczbą atomową, wzrasta charakter niemetaliczny.

Oznacza to, że charakter niemetaliczny 3Li (litu) jest mniejszy niż 4Be (berylu), a tym bardziej niż 7N (azotu) i 9F (fluoru), który ma spośród nich największy charakter niemetaliczny.

W ramach jednego okresu, wraz ze wzrastającą liczbą atomową, maleje charakter metaliczny.

Oznacza to, że charakter metaliczny 3Li (litu) jest większy niż 4Be (berylu), a tym bardziej niż 7N (azotu) i 9F (fluoru), który ma spośród nich najmniejszy charakter metaliczny.

Zmiany właściwości w grupach (pionowo)

Podstawiając do poniższych zdań informacje na temat właściwości (np. charakter niemetaliczny, promień atomowy, reaktywność), można opisać, w jaki sposób zmieniają się one w ramach grup.

W ramach jednej grupy, wraz ze wzrastającą liczbą atomową, wzrasta charakter metaliczny.

Oznacza to, że charakter metaliczny 3Li (litu) jest mniejszy niż 11Na (sodu), a tym bardziej niż 37Rb (rubidu) i 87Fr (fransu), który ma spośród nich największy charakter metaliczny.

W ramach jednej grupy, wraz ze wzrastającą liczbą atomową, maleje charakter niemetaliczny.

Oznacza to, że charakter niemetaliczny 3Li (litu) jest większy niż 11Na (sodu), a tym bardziej niż 37Rb (rubidu) i 87Fr (fransu), który ma spośród nich najmniejszy charakter niemetaliczny.

Źródła

Buniak W., Jagiełło E., Chemia ogólna. Działy wybrane i ćwiczenia, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2009, wydanie II (s. 528).

https://iupac.org/

Ćwiczenia