Οι περισσότεροι άνθρωποι που δεν είναι εξοικειωμένοι με τη χημεία δεν έχουν καλή κατανόηση του περιοδικού πίνακα στοιχείων. Είναι εκπληκτικό το να γνωρίζουμε πώς ο καθένας από τα στοιχεία έχει ρόλο είναι η ζωή μας. Ένα απλό μόριο όπως το νερό μπορεί να γίνει κατανοητό κοιτάζοντας και χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα.
Η διάταξη του περιοδικού πίνακα είναι πολύ σημαντική για την κατανόησή του. Σχεδιάστηκε έτσι ώστε τα στοιχεία να τακτοποιούνται κατά ατομικό αριθμό. Ο ατομικός αριθμός είναι ο αριθμός των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων σε ένα ουδέτερο άτομο. Το υδρογόνο, το πρώτο στοιχείο στον πίνακα, έχει έναν ατομικό αριθμό ενός. Για να είναι ουδέτερο αυτό το στοιχείο πρέπει να έχει ένα πρωτόνιο (+) και ένα ηλεκτρόνιο (-). Ένα άλλο παράδειγμα είναι το οξυγόνο. Το οξυγόνο έχει ατομικό αριθμό 8. Αυτό σημαίνει ότι έχει 8 συνολικά πρωτόνια (+) και 8 συνολικά ηλεκτρόνια (-). Καθώς κινούμαστε πάνω και κάτω από τον περιοδικό πίνακα, προσθέτουμε πρωτόνια και ηλεκτρόνια.
Τώρα που καταλαβαίνετε ποιος είναι ο ατομικός αριθμός, ας δούμε πώς είναι διατεταγμένα τα ηλεκτρόνια ενός στοιχείου. Τα ηλεκτρόνια διατάσσονται από τροχιακά. Τα τροχιακά είναι ηλεκτρόνια «σπίτι». Σκεφτείτε τα τροχιακά ως πολυκατοικία. Ο πρώτος όροφος έχει τη χαμηλότερη ενέργεια και είναι ο τροχιακός. Ο δεύτερος όροφος έχει λίγο περισσότερη ενέργεια και είναι τα τροχιακά p. Ο τρίτος όροφος έχει ακόμα περισσότερη ενέργεια και είναι τα d-τροχιακά, ούτω καθεξής και ούτω καθεξής.
Τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να εισέρχονται πρώτα σε τροχιά με τη χαμηλότερη ενέργεια. Για παράδειγμα, το οξυγόνο που έχει 8 ηλεκτρόνια, θα έχει δύο στην τροχιά του 1S, δύο στην τροχιακή του 2S και τέσσερα στα τροχιακά του 2Ρ (x, y, z). Το θέμα σχετικά με τα ηλεκτρόνια είναι ΜΙΣΑ να ζευγαρωθούν στην ίδια τροχιά. Δεδομένου ότι υπάρχουν συνολικά έξι πιθανές θέσεις στην τροχιακή 2P (2 σε x, 2 σε y και 2 σε z) και μόνο τέσσερα ηλεκτρόνια, δύο από αυτά θα είναι ζεύγη. Αυτά τα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια είναι αυτά που χρησιμοποιούνται για «σύνδεση» με άλλα στοιχεία. Ονομάζονται ηλεκτρικά ηλεκτρόνια.
Για να καταλάβουμε πώς συνδέονται τα ηλεκτρόνια ας ρίξουμε μια ματιά στο νερό (H2O). Κοιτάζοντας τον περιοδικό πίνακα βλέπουμε ότι το υδρογόνο έχει έναν ατομικό αριθμό ενός. Αυτό σημαίνει ότι έχει ένα ηλεκτρόνιο στην τροχιά του 1S. Τώρα επειδή αυτό το ηλεκτρόνιο δεν είναι ζευγαρωμένο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συγκόλληση. Το οξυγόνο που γνωρίζουμε από το βήμα 3 έχει 2 ζεύγη ηλεκτρόνια για σύνδεση. Το νερό αποτελείται από 2 στοιχεία υδρογόνου και ένα στοιχείο οξυγόνου. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να φτιάξουμε ένα «υβριδικό» λαμβάνοντας τα δύο ηλεκτρόνια από το υδρογόνο και τα συνδέοντας με τα δύο ηλεκτρόνια από το οξυγόνο. Κάνοντας αυτό εξαλείφουμε τυχόν ελεύθερα ηλεκτρόνια και το μόριο είναι τώρα σταθερό.
Τώρα που ξέρετε πώς να συνδυάσετε απλά στοιχεία, ας δούμε την έννοια της ηλεκτροαναγονικότητας (θα χρησιμοποιήσω το e-neg για συντομία). Το E-neg είναι ένα μέτρο για το πόσο ηλεκτροαρνητικό είναι ένα στοιχείο. Με άλλα λόγια, είναι ένα μέτρο του πόσο ένα στοιχείο αρέσει να τραβά τα ηλεκτρόνια προς το ίδιο. Το E-neg αυξάνεται προς τα πάνω και προς τα δεξιά στον περιοδικό πίνακα. Το φθόριο είναι το πιο ηλεκτροαρνητικό στοιχείο και τείνει να τραβά όλα τα ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του. Αυτή η ιδέα κάνει αυτό το υδροφθόριο (HF) τόσο ισχυρό οξύ. Το ένα μόνο ηλεκτρόνιο στο υδρογόνο τραβιέται προς το φθόριο τόσο πολύ ώστε το υδρογόνο μπορεί να απομακρυνθεί από άλλο στοιχείο πολύ γρήγορα. Όσο πιο εύκολο είναι να απομακρυνθεί ένα υδρογόνο από ένα μόριο, τόσο πιο όξινο θα είναι.
Κάθε φορά που έχετε την ευκαιρία, καθίστε και προσπαθήστε να σχεδιάσετε τις τροχιές για κάθε στοιχείο και να δείτε πόσα ηλεκτρόνια δεν έχουν ζευγαρωθεί. Εάν μπορείτε να μάθετε τον περιοδικό πίνακα, μπορείτε να μάθετε τη χημεία!
Συμβουλές
- Αυτό το άρθρο προοριζόταν να είναι μια γρήγορη εξήγηση. Θα χρειαστεί να διαβάσετε για τροχιακά και οξέα για καλύτερη κατανόηση.
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Αυτό το άρθρο γράφτηκε από έναν επαγγελματία συγγραφέα, το αντίγραφο επεξεργάστηκε και ελέγχθηκε το γεγονός μέσω ενός συστήματος ελέγχου πολλαπλών σημείων, σε προσπάθειες να διασφαλιστεί ότι οι αναγνώστες μας λαμβάνουν μόνο τις καλύτερες πληροφορίες. Για να υποβάλετε τις ερωτήσεις ή τις ιδέες σας ή για να μάθετε περισσότερα, ανατρέξτε στη σελίδα σχετικά με εμάς: σύνδεσμος παρακάτω.
Φωτογραφικές μονάδες
http://61.19.145.8/student/m5year2006-2/502/group11/periodic_table.gif