2013. július 15.

A periódusos rendszer

A periódusos rendszer az elemek csoportosítására szolgáló rendszer. Az első periódusos rendszer Mengyelejev orosz tudós nevéhez fűződik (1869), aki atomtömegük szerint sorakoztatta fel az addig megismert elemeket.


Periódusok
Az elemeket növekvő rendszám (ami a protonszám, ami megegyezik az elektronok számával) szerint vízszintes sorokba soroljuk. Minden vízszintes sor egy adott elektronhéj kiépítésével kezdődik, és annak telítődésével fejeződik be, vagyis a megfelelő nemesgázzal. Egy-egy vízszintes sort periódusnak nevezzük, összesen 7 periódus van, 1 – 7-ig sorszámozva (a periódusos rendszer vízszintes sorában); a periódusok száma megadja az abban a periódusban lévő atomok elektronhéjainak a számát.

A rendszerben a 6. periódustól kezdve kisebb nagyobb szabálytalanságok vannak, de ezeket majd a fémes elemeknél fogjuk bővebben kifejteni.

Csoportok
Az egymás alá kerülő elemek oszlopokat alkotnak. Az első oszlopba tartozó elemek külső elektronhéja azonos, ezeket az oszlopokat római számmal I – VIII-ig számozzuk. Minden oszlopba két csoport tartozik, az A és a B csoport.
  • 8 főcsoport I.A-VIII.A
  • 8 mellékcsoport I.B-VIII.B.
Az oszlopokat az alhéjak kiépülése mezőkre osztja, így az alhéjaknak megfelelő mezők léteznek:
s mező elemei: He IA IIA oszlopokban (s alhéj épül ki),
d mező elemei: összes d oszlop (d alhéj épül ki),
f mező: lantanidák (14 elem, 4 f alhéj épül ki), aktinidák (14 elem, 5 f alhéj épül ki);

A főcsoportok száma megadja az abba a csoportba tartozó atomok vegyérték elektronjainak a számát. A legfontosabb csoportok nevet is kaptak:
I.A. alkáli fémek (kivéve a hidrogén)
II.A. alkáliföldfémek
VII.A. halogének
VIII.A. nemesgázok

A nemesgázok kitüntetett szerepet töltenek be a kémiai elemek között, mivel vegyértékhéjuk telített. A s2p6 szerkezetet nevezzük nemesgázhéj-szerkezetnek. 

A bór-asztácium vonal a kémiai elemeket három részre osztja:
  • A vonaltól jobbra a nem fémek
  • A vonaltól balra a fémek (kivéve a hidrogén)
  • A vonal mellett lévő elemek az átmeneti fémek

Az atomok mérete
A gömbnek képzelt atomok méretének jellemzésére az atomsugárt használjuk. Az atomsugár adott csoporton belül a rendszámmal együtt nő, mivel az atomok vegyértékelektronjai egyre nagyobb méretű héjra épülnek be.
A periódusokban viszont az atomsugár csökken a rendszám növekedésével, mivel a növekvő protonszám miatt az atommag egyre erősebb vonzó hatást gyakorol az atom ugyanazon héjon lévő elektronjaira. A nemesgázatomok sugara a legkisebb.

Az elektronegativitás (EN)
A kötött állapotú atomok elektronvonzóképességére utaló viszonyszám. Legnagyobb értéke a fluorhoz tartozik (4), a legkisebb a franciumé (0,7). A nemesgázoknál nem értelmezték az elektronegativitást, mert sokáig nem sikerült kémiai reakcióba vinni őket.
Az EN a rendszámmal periodikusan változik: periódusokban nő, a főcsoportokban csökken.

Periodicitás a periódusos rendszerben
A rendszám növekedésével egyes tulajdonságok monoton, mások periodikusan változnak. Az elemek atomtömege folyamatosan nő, az atomok mérete, elektronegativitása, az ionizációval kapcsolatos energiaviszonyok, azaz a kémiai tulajdonságok viszont periodikusan változnak.

Egy összefoglaló táblázat a végére. Az elektronaffinitásról és a második ionizációs energiáról a későbbiekben lesz szó, de ezek értéke is periodikusan változik, ezért tüntettem fel.



periódusban jobbról balra
csoportban fentről lefelé
Atom mérete
csökken
Elektronegativitás (EN)
csökken
Elektronaffinitás (Ea)
csökken
Második ionizációs energia (Ei2)
csökken

A jobb oldalsávban a linkek alatt megtalálhatod interaktív formában is a periódusos rendszert. Nagyon szuper, tele sok-sok információval az elemekről.

5 megjegyzés: