כיצד מאורגנת הטבלה המחזורית?

הטבלה המחזורית מפרטת את כל האלמנטים הידועים על ידי הגדלת המספר האטומי, שהוא פשוט מספר הפרוטונים בגרעין. אם זה היה השיקול היחיד, התרשים היה פשוט קו, אבל זה לא המקרה. ענן אלקטרונים מקיף את הגרעין של כל יסוד, בדרך כלל אחד לכל פרוטון. אלמנטים משתלבים עם יסודות אחרים ועם עצמם כדי למלא את קליפות האלקטרונים החיצוניים שלהם על פי כלל האוקטט, המציין כי קליפה חיצונית מלאה היא אחת שיש לה שמונה אלקטרונים. אף על פי שכלל האוקטט אינו חל על אלמנטים כבדים יותר כמו קלים יותר, הוא עדיין מספק את הבסיס לארגון הטבלה המחזורית.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

הטבלה המחזורית מפרטת את האלמנטים על ידי הגדלת המספר האטומי. צורת התרשים, עם שבע שורות ושמונה עמודות, מבוססת על כלל האוקטט, המציין כי אלמנטים משתלבים כך שישיגו קליפות חיצוניות יציבות של שמונה אלקטרונים.

המאפיין הבולט ביותר בטבלה המחזורית הוא שהיא מסודרת כתרשים עם שבע שורות ושמונה עמודות, אם כי מספר העמודות גדל לכיוון תחתית התרשים. כימאים מתייחסים לכל שורה כנקודה ולכל עמודה כקבוצה. לכל אלמנט בתקופה יש אותו מצב קרקע, והאלמנטים הופכים פחות מתכתיים ככל שעוברים משמאל לימין. לאלמנטים באותה קבוצה מצבי קרקע שונים, אך יש להם מספר זהה של אלקטרונים בקליפות החיצוניות שלהם, מה שמעניק להם תכונות כימיות דומות.

המגמה משמאל לימין היא לכיוון אלקטרוניטיביטיביות גבוהה יותר, המהווה מדד ליכולתו של האטום למשוך אלקטרונים. לדוגמא, נתרן (Na) נמצא ממש מתחת ליתיום (Li) בקבוצה הראשונה, שהיא חלק מהמתכות האלקליות. לשניהם יש אלקטרון יחיד בקליפה החיצונית, ושניהם תגובתי מאוד ומבקשים לתרום את האלקטרון ליצירת תרכובת יציבה. פלואור (F) וכלור (Cl) נמצאים באותן תקופות כמו Li ו- Na בהתאמה, אך הם נמצאים בקבוצה 7 בצד הנגדי של התרשים. הם חלק מהלידים. הם גם מאוד מגיבים, אבל הם מקבלים אלקטרונים.

לאלמנטים בקבוצה 8, כמו הליום (He) וניאון (Ne), יש קליפות חיצוניות שלמות והם כמעט לא מגיבים. הם יוצרים קבוצה מיוחדת, שכימאים מכנים את הגזים האצילים.

המגמה של הגדלת האלקטרואנגטיביות גורמת לכך שאלמנטים הופכים יותר ויותר ללא מתכתיים ככל שעוברים משמאל לימין על הטבלה המחזורית. מתכות מאבדות את אלקטרוני הערכיות שלהם בקלות בעוד שאינם מתכות משיגות אותם בקלות. כתוצאה מכך, מתכות הן מוליכות חום וחשמל טובות ואילו שאינן מתכות הן מבודדות. מתכות הן גמישות ומוצקות בטמפרטורת החדר ואילו שאינן מתכות שבירות ויכולות להתקיים במצב מוצק, נוזלי או גזי.

רוב היסודות הם מתכות או מטלואידים, בעלי תכונות איפשהו בין מתכות ללא מתכות. האלמנטים בעלי האופי המתכתי ביותר ממוקמים בחלק השמאלי התחתון של התרשים. בעלי התכונות הפחות מתכתיות נמצאים בפינה הימנית העליונה.

עיקר האלמנטים אינם משתלבים בנוחות בסידור הקבוצתי-תקופתי המסודר שאותו חזה הכימאי הרוסי דמיטרי איבנוביץ 'מנדלייב (1834-1907), שהיה הראשון שפיתח את הטבלה המחזורית. אלמנטים אלה, המכונים אלמנטים המעבר, תופסים את אמצע הטבלה, מתקופות 4 עד 7 ובין קבוצות II ו- III. מכיוון שהם יכולים לחלוק אלקטרונים ביותר מקליפה אחת, הם אינם תורמים או מקבלי אלקטרונים באופן ברור. קבוצה זו כוללת מתכות נפוצות כמו זהב, כסף, ברזל ונחושת.

בנוסף, שתי קבוצות של אלמנטים מופיעות בתחתית הטבלה המחזורית. הם נקראים lanthanides ו actinides בהתאמה. הם שם כי אין מספיק מקום בשבילם בתרשים. הלנטנידים הם חלק מקבוצה 6 ושייכים בין לנתן (La) לחפניום (Hf). האקטינידים שייכים לקבוצה 7 ועוברים בין אקטיניום (Ac) לבין Rutherfordium (Rf).