Wat is het periodiek systeem der elementen?
Het periodiek systeem, of periodiek systeem der elementen, is a georganiseerde registratie van chemische elementen volgens zijn atoomnummer, eigenschappen en kenmerken.
Het is samengesteld uit 118 elementen die zijn bevestigd door de International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), waarvan:
- 94 zijn elementen die in de natuur voorkomen, en
- 24 elementen zijn synthetisch, dat wil zeggen, ze zijn kunstmatig gemaakt.
De ontwikkeling ervan is nauw verbonden met de ontdekking van nieuwe elementen en de studie van hun gemeenschappelijke eigenschappen. Aspecten zoals het begrip atomaire massa en de relaties tussen de atomaire massa en de periodieke eigenschappen van de elementen zijn fundamenteel geweest om het moderne periodiek systeem te configureren.
Het periodiek systeem werkt als een fundamenteel hulpmiddel voor de studie van chemie, omdat het toelaat om op een coherente en gemakkelijke manier de verschillen en overeenkomsten tussen de chemische elementen te identificeren.
De oprichting ervan wordt toegeschreven aan de Russische wetenschapper Dimitri Mendelejev in 1869. Sindsdien is het periodiek systeem door andere wetenschappers verbeterd en bijgewerkt naarmate nieuwe elementen worden ontdekt en bestudeerd.
Hoe is het periodiek systeem georganiseerd?
Het periodiek systeem presenteert alle tot nu toe bekende elementen, die zijn georganiseerd en gelokaliseerd volgens hun kenmerken en hun onderlinge relatie in groep, perioden, blokken en metalen, metalloïden en niet-metalen.
Groepen
Het periodiek systeem bestaat uit 18 groepen elementen, gerangschikt in verticale kolommen, genummerd van 1 tot 18 van links naar rechts, beginnend met de alkalimetalen en eindigend met de edelgassen.
De elementen die tot dezelfde kolom behoren, hebben vergelijkbare chemische eigenschappen, gebaseerd op hoe de elektronen in de laatste laag van het atoom zijn gestructureerd.
De eerste kolom bevat bijvoorbeeld de elementen met een elektron in de laatste schil van het atoom. In dit geval heeft kalium vier schillen en in de laatste een elektron.
Chemische elementen zijn als volgt in groepen ingedeeld:
- Groep 1 (I A): alkalimetalen.
- Groep 2 (II A): aardalkalimetalen.
- Groep 3 (III B): scandiumfamilie.
- Groep 4 (IV B): titaniumfamilie.
- Groep 5 (VB): vanadiumfamilie.
- Groep 6 (VI B): chroomfamilie.
- Groep 7 (VII B): mangaanfamilie.
- Groep 8 (VIII B): ijzerfamilie.
- Groep 9 (VIII B): kobaltfamilie.
- Groep 10 (VIII B): nikkelfamilie.
- Groep 11 (I B): koperfamilie.
- Groep 12 (II B): zinkfamilie.
- Groep 13 (III A): aards.
- Groep 14 (IV A): carboniden.
- Groep 15 (VA): stikstofoïden.
- Groep 16 (VI A): chalcogenen of amfogenen.
- Groep 17 (VII A): halogenen.
- Groep 18 (VIII A): edelgassen.
Perioden
De perioden zijn de zeven horizontale rijen die het periodiek systeem heeft. In deze rijen zijn de elementen gegroepeerd die het aantal elektronenschillen hebben dat samenvalt met het nummer van de periode.
Zo hebben waterstof en helium op de eerste rij een elektronenschil. In periode twee zijn er acht elementen met twee elektronenschillen. In de derde rij hebben de elementen drie elektronenschillen, enzovoort.
In periode zes zijn de elementen die zes elektronenschillen hebben, evenals de onderste rij van de lanthaniden. In periode zeven zijn de elementen met zeven elektronenschillen, evenals de laatste rij actiniden.
Metalen, metalloïden en niet-metalen
Drie categorieën van de elementen waaruit het periodiek systeem bestaat, kunnen worden onderscheiden van hun chemische en fysische eigenschappen, namelijk: metalen, metalloïden en niet-metalen.
- metalen: het zijn vaste elementen bij kamertemperatuur, minus het kwik dat zich in vloeibare toestand bevindt. Ze zijn kneedbaar en kneedbaar, en zijn goede geleiders van warmte en elektriciteit. Ze staan aan de linkerkant van de tafel.
- Geen metalen: Dit zijn meestal gassen, maar er zijn ook vloeistoffen. Deze elementen zijn geen goede geleiders van elektriciteit. Ze staan aan de rechterkant van de tafel.
- Metalloïden of halfmetalen: ze hebben eigenschappen van zowel metalen als niet-metalen. Ze kunnen glanzend, ondoorzichtig en niet erg ductiel zijn. De elektrische geleidbaarheid is lager dan die van metalen, maar hoger dan die van niet-metalen. Ze bevinden zich aan de rechterkant van de tafel, tussen metalen en niet-metalen.
Blokken
Het periodiek systeem kan ook in vier blokken worden verdeeld op basis van de elektronenschilvolgorde van elk element. De naam van elk blok is afgeleid van de orbitaal waarin het laatste elektron zich bevindt.
- Blok s: groep 1 en 2 van de alkalimetalen, aardalkalimetalen, waterstof en helium.
- Blok p: omvat groepen 13 tot 18 en metalloïden.
- Blok d: samengesteld uit groepen 3 t/m 12 en overgangsmetalen.
- Blok f: heeft geen groepsnummer en komt overeen met lanthaniden en actiniden. Over het algemeen worden ze onder het periodiek systeem geplaatst.
Periodieke tabeltrends
Periodieke trends verwijzen naar de belangrijkste fysische en chemische eigenschappen die elementen hebben en die hun organisatie in het periodiek systeem mogelijk maken. Deze trends houden verband met de veranderingen die optreden in de atomaire structuur van elk element volgens de periode of groep waartoe het behoort.
Onder de periodieke trends zijn:
- Atoomradio: Het is de afstand tussen de kern van het atoom en zijn buitenste orbitaal, waarmee we de grootte van het atoom kunnen berekenen. Het stijgt van rechts naar links in de periodes, maar ook van boven naar beneden in de groepen.
- Elektronische affiniteit: het wordt beschreven als de energie die een atoom afgeeft wanneer er een elektron aan wordt toegevoegd of omgekeerd. Het neemt toe in de perioden van links naar rechts, en in de groepen stijgt het naar boven.
- Valentie-elektronen: verwijst naar de elektronen in de buitenste schil van het atoom. Ze nemen toe naarmate de elementen zich van links naar rechts bevinden en worden vastgesteld op basis van de groep van het periodiek systeem waartoe het element behoort.
- Ionisatieenergie: energie die nodig is om een elektron van het atoom te scheiden. In de ene periode neemt deze energie naar rechts toe en in een groep naar boven toe.
- Elektronegativiteit: vermogen van een atoom om elektronen naar zich toe te trekken. Het neemt in de loop van de tijd toe van links naar rechts.
- Geen metalen: de eigenschappen van niet-metalen nemen toe naarmate de elementen in de rechterbovenhoek van de tabel worden gevonden.
- metalen: de eigenschappen van metalen zijn groter omdat de elementen zich linksonder in de tabel bevinden.
Basisgegevens van de chemische elementen
De periodieke tabellen bevatten meestal fundamentele gegevens van elk van de bestaande elementen erin, waardoor een coherente organisatie kan worden vastgesteld op basis van de kenmerken, zoals het symbool, de naam, het atoomnummer en de atoommassa, om het gebruik ervan te bepalen.
- Atoom massa: verwijst naar de massa van het atoom, bestaande uit protonen en neutronen.
- Ionisatieenergie: is de energie die nodig is om een elektron van het atoom te scheiden.
- Chemisch symbool: afkortingen om het chemische element te identificeren.
- Naam: De naam die aan het scheikundige element wordt gegeven, kan worden afgeleid uit het Latijn, Engels, Frans, Duits of Russisch.
- Elektronische configuratie: de manier waarop elektronen zijn gestructureerd of georganiseerd in een atoom.
- Atoom nummer: verwijst naar het totale aantal protonen dat een atoom heeft.
- Elektronegativiteit: Het is het vermogen van een atoom om elektronen naar zich toe te trekken.
- Oxidatie stelt: Indicator voor de mate van oxidatie van een atoom dat deel uitmaakt van een samengesteld chemisch element.
Waar dient het periodiek systeem voor?
Het periodiek systeem is erg handig voor wetenschappelijke studies, gezien de verschillende functies die het heeft.
- Het maakt het mogelijk om de verschillen en overeenkomsten tussen de verschillende elementen te identificeren. Het bevat bijvoorbeeld waardevolle informatie zoals de atoommassa van elk element.
- Het maakt het mogelijk om het chemische gedrag van de elementen te analyseren. Bijvoorbeeld bij het onderscheiden van de elektronegativiteit en elektronische configuratie van het element.
- Het dient als een fundamenteel hulpmiddel voor de studie van scheikunde, inclusief biologie en andere takken van wetenschap, omdat het de belangrijkste kenmerken van chemische elementen identificeert.
- Het maakt het gemakkelijk om de elementen te onderscheiden van hun atoomnummer. Dit komt omdat de elementen zijn opgebouwd uit atomen, die hun naam krijgen en worden onderscheiden door het aantal protonen, elektronen en neutronen die ze bevatten.
- Het kan worden gebruikt om de chemische eigenschappen te voorspellen van nieuwe elementen die in de tabel moeten worden opgenomen, rekening houdend met de kenmerken van de reeds gedefinieerde elementen.
Geschiedenis van het periodiek systeem
De oprichting van het periodiek systeem wordt toegeschreven aan de Russische wetenschapper Dmitri Mendelejev, die in 1869 de 63 elementen die de wetenschap tot nu toe kent in een tabel samenvoegde.
Mendelejev organiseerde de elementen in toenemende volgorde op basis van hun atomaire massa en zorgde ervoor dat ze in dezelfde kolom werden geplaatst waarvan de fysieke eigenschappen vergelijkbaar zijn. Hij liet zelfs lege ruimtes achter, anticiperend op het bestaan van andere elementen die toen nog niet waren ontdekt en die in de tabel zouden moeten worden opgenomen.
Kort daarna bestelde de Duitse chemicus Julius Lothar Meyer de elementen op basis van de fysieke eigenschappen van atomen. Ten slotte is de huidige structuur te danken aan de Zwitserse wetenschapper Alfred Werner.
De laatste grote veranderingen in het periodiek systeem zijn het werk van Nobelprijswinnaar Scheikunde Glenn Seaborg, die onder meer de actinidereeks onder de lanthanidereeks bestelde.
- Chemish element.
- Chemisch symbool.
- Atoom
