Hoe het periodiek systeem te gebruiken?

De lay-out van het periodiek systeem is erg belangrijk voor het begrip ervan. Het was zo ingedeeld dat de elementen op atoomnummer in volgorde staan. Het atoomnummer is het aantal protonen en elektronen in een neutraal atoom. Waterstof, het eerste element op tafel, heeft atoomnummer één. Om ervoor te zorgen dat dit element neutraal is, moet het één proton (+) en één elektron (-) hebben. Een ander voorbeeld is zuurstof. Zuurstof heeft atoomnummer 8. Dit betekent dat het 8 totale protonen (+) en 8 totale elektronen (-) heeft. Terwijl we door het periodiek systeem heen en weer bewegen, voegen we protonen en elektronen toe.

Nu je begrijpt wat het atoomnummer is, gaan we eens kijken hoe de elektronen in een element zijn gerangschikt. Elektronen zijn gerangschikt door orbitalen. Orbitalen zijn een elektronen "thuis". Zie de orbitalen als een flatgebouw. De eerste verdieping heeft de laagste energie en is de s-orbitaal. De tweede verdieping heeft wat meer energie en zijn de p-orbitalen. De derde verdieping heeft nog meer energie en zijn de d-orbitalen, enzovoort, enzovoort.

Elektronen zijn zo gerangschikt dat ze eerst een orbitaal binnengaan met de laagste energie. Zuurstof met 8 elektronen heeft er bijvoorbeeld twee in zijn 1S-orbitaal, twee in zijn 2S-orbitaal en vier in zijn 2P-orbitalen (x, y, z). Het ding met elektronen is dat ze een HAAT hebben om in dezelfde orbitaal te worden gekoppeld. Aangezien er in totaal zes mogelijke locaties in de 2P-orbitaal zijn (2 in x, 2 in y en 2 in z) en slechts vier elektronen, zullen er twee ongepaard zijn. Deze ongepaarde elektronen worden gebruikt om te "binden" met andere elementen. Ze worden valance-elektronen genoemd.

Laten we eens kijken naar water (H2O) om te begrijpen hoe elektronen zich aan elkaar binden. Als we naar het periodiek systeem kijken, zien we dat waterstof atoomnummer één heeft. Dit betekent dat het één elektron in zijn 1S-orbitaal heeft. Omdat dit elektron ongepaard is, kan het worden gebruikt voor binding. Zuurstof die we uit stap 3 kennen, heeft 2 ongepaarde elektronen voor binding. Water bestaat uit 2 elementen waterstof en één element zuurstof. Dit betekent dat we een "hybride" kunnen maken door de twee elektronen van de waterstof te nemen en ze te binden met de twee elektronen van de zuurstof. Door dit te doen elimineren we eventuele vrije elektronen en is het molecuul nu stabiel.

Nu je weet hoe je eenvoudige elementen aan elkaar kunt binden, gaan we eens kijken naar het concept van elektronegativiteit (ik zal e-neg in het kort gebruiken). E-neg is een maat voor hoe elektronegatief een element is. Met andere woorden, het is een maatstaf voor hoe graag een element elektronen naar zich toe trekt. E-neg stijgt naar boven en naar rechts op het periodiek systeem. Fluor is het meest elektronegatieve element en heeft de neiging om alle elektronen naar zich toe te trekken. Dit concept maakt waterstoffluoride (HF) zo'n sterk zuur. Het ene eenzame elektron op waterstof wordt zo sterk naar fluor getrokken dat waterstof heel snel door een ander element kan worden verwijderd. Hoe gemakkelijker het is om waterstof uit een molecuul te verwijderen, hoe zuurder het zal zijn.

Wanneer je de kans hebt, ga zitten en probeer de orbitalen voor elk element te tekenen en kijk hoeveel ongepaarde elektronen je moet bedenken. Als je het periodiek systeem onder de knie hebt, kun je scheikunde onder de knie krijgen!

Tips

Over de auteur

Fotocredits