Kako so razvrščeni elementi v periodnem sistemu

Periodična tabela, ki vsebuje vse naravno prisotne in noro izdelane kemične elemente, je osrednji steber katere koli učilnice kemije. Ta metoda razvrščanja izhaja iz učbenika iz leta 1869, ki ga je napisal Dmitrij Ivanovič Mendelejev. Ruski znanstvenik je opazil, da jih je, ko je zapisoval znane elemente po naraščajoči atomski teži, zlahka razvrstil v vrstice na podlagi podobnih značilnosti. Presenetljivo je, da so bile podobnosti tako izrazite, da je Mendelejev v svoji periodični klasifikaciji lahko pustil prostor za več neodkritih elementov.

V periodnem sistemu je element definiran z navpično skupino in vodoravnim obdobjem. Vsako obdobje, oštevilčeno od ena do sedem, vsebuje elemente naraščajočega atomskega števila. Za razliko od prvotnega seznama Mendelejeva sodobna periodna tabela temelji na atomskem številu ali številu protonov v atomskem jedru elementa. Protonsko število je logična izbira za organiziranje elementov, saj protoni določajo kemijsko identiteto atoma, medtem ko se atomska teža spreminja glede na različne atomske izotope. V periodnem sistemu je osemnajst stolpcev, ki jih običajno imenujemo skupine. Vsaka skupina vsebuje več elementov, ki imajo podobne fizikalne lastnosti zaradi osnovne atomske strukture.

Atom je najmanjša delitev snovi, ki ohranja svojo identiteto kot kemični element; je osrednjega jedra, obkroženega z elektronskim oblakom. Jedro ima pozitiven naboj zaradi protonov, ki privlačijo majhne, ​​negativno nabite elektrone. Število elektronov in protonov je za nevtralni atom enako. Elektri so zaradi načel kvantne mehanike, ki omejujejo število elektronov v posamezni lupini, organizirani v orbitale ali lupine. Kemične interakcije med atomi običajno prizadenejo samo zunanje elektrone v zadnji lupini, imenovani valentni elektroni. Elementi v vsaki skupini imajo enako število valentnih elektronov, zaradi česar reagirajo podobno, ko pridobijo ali izgubijo elektrone drugim atomom. Elektronske lupine se povečajo, kar povzroči povečanje velikosti obdobja periodnega sistema.

Skrajna leva stran periodnega sistema vključuje dve skupini zelo reaktivnih kovin. Z izjemo vodika je prvi stolpec sestavljen iz mehkih, svetlečih alkalnih kovin. Te kovine imajo v svoji valentni lupini le en elektron, ki ga v kemijskih reakcijah zlahka doniramo drugemu atomu. Zaradi eksplozivne reaktivnosti v zraku in vodi alkalne kovine v naravi redko najdemo v svoji osnovni obliki. V drugi skupini imajo zemeljskoalkalijske kovine dva valenčna elektrona, zaradi česar sta nekoliko trša in manj reaktivna. Vendar te kovine še vedno redko najdemo v njihovi osnovni obliki.

Večina elementov v periodnem sistemu je razvrščena kot kovine. Prehodne kovine ležijo v središču mize in zajemajo skupine od 3 do 12. Ti elementi so pri sobni temperaturi trdni, razen živega srebra, in imajo kovinsko barvo in voljnost, ki se pričakuje od kovin. Ker so valentne lupine tako velike, so nekatere prehodne kovine izvlečene iz periodnega sistema in dodane na dnu grafikona; ti znani kot lantanidi in aktinidi. Številne prehodne kovine ob dnu periodnega sistema so redke in nestabilne.

Na desni strani periodnega sistema groba diagonalna črta deli kovine na levi strani od nekovin na desni. Na tej črti se nahajajo metaloidi, kot sta germanij in arzen, ki imajo nekatere kovinske lastnosti. Kemiki vse elemente na desni strani te ločnice uvrščajo med nekovine, z izjemo skupine 18 skrajno desno. Številni nekovini so plinasti in vsi so opazni po nagnjenosti k pridobivanju elektronov in polnjenju valentnih lupin.

Skupina 18 na skrajni desni strani periodnega sistema je v celoti sestavljena iz plinov. Ti elementi imajo polne valentne lupine in običajno niti ne pridobijo niti ne izgubijo elektronov. Posledično ti plini obstajajo skoraj izključno v svoji osnovni obliki. Kemiki jih uvrščajo med žlahtne ali inertne pline. Vsi žlahtni plini so brez barve, vonja in nereaktivni.