Περιεχόμενο
- Περιοδική οργάνωση
- Επιστημονικό Σκεπτικό
- Αλκαλικά και αλκαλικά γήινα μέταλλα
- Μέταλλα μετάβασης
- Μεταλλοειδή και μη μέταλλα
- Ευγενή αέρια
Ο περιοδικός πίνακας, ο οποίος περιέχει όλα τα φυσικά και παραπλανητικά χημικά στοιχεία, είναι ο κεντρικός πυλώνας οποιασδήποτε τάξης χημείας. Αυτή η μέθοδος ταξινόμησης χρονολογείται σε ένα βιβλίο από το 1869, που γράφτηκε από τον Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελλέεφ. Ο Ρώσος επιστήμονας παρατήρησε ότι όταν έγραψε τα γνωστά στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους, θα μπορούσε εύκολα να τα ταξινομήσει σε σειρές βασισμένες σε παρόμοια χαρακτηριστικά. Παραδόξως, οι ομοιότητες ήταν τόσο διακριτικές ώστε ο Mendeleev κατάφερε να αφήνει περιθώρια για αρκετά ανεξερεύνητα στοιχεία στην περιοδική ταξινόμησή του.
Περιοδική οργάνωση
Στον περιοδικό πίνακα, ένα στοιχείο ορίζεται από την κάθετη ομάδα και την οριζόντια περίοδο. Κάθε περίοδος, που αριθμεί ένα έως επτά, περιέχει στοιχεία αυξανόμενου ατομικού αριθμού.Σε αντίθεση με την αρχική λίστα του Mendeleev, ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας βασίζεται στον ατομικό αριθμό ή στον αριθμό των πρωτονίων σε έναν πυρήνα ατομικού στοιχείου. Ο αριθμός πρωτονίων είναι μια λογική επιλογή για την οργάνωση των στοιχείων, αφού τα πρωτόνια καθορίζουν τη χημική ταυτότητα ενός ατόμου, ενώ το ατομικό βάρος ποικίλει ανάλογα με τα διαφορετικά ατομικά ισότοπα. Δεκαοκτώ στήλες βρίσκονται στον περιοδικό πίνακα, συνήθως αναφέρονται ως ομάδες. Κάθε ομάδα περιέχει αρκετά στοιχεία που έχουν παρόμοιες φυσικές ιδιότητες λόγω της υποκείμενης ατομικής δομής τους.
Επιστημονικό Σκεπτικό
Το άτομο είναι η μικρότερη διαίρεση της ύλης που διατηρεί την ταυτότητά της ως χημικό στοιχείο. είναι ένας κεντρικός πυρήνας που περιβάλλεται από ένα σύννεφο ηλεκτρονίων. Ο πυρήνας έχει θετικό φορτίο εξαιτίας των πρωτονίων, τα οποία προσελκύουν τα μικρά, αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια είναι ίσα σε αριθμό για ένα ουδέτερο άτομο. Τα ηλεκτρόνια είναι οργανωμένα σε τροχιακά ή κοχύλια λόγω των αρχών της κβαντικής μηχανικής, τα οποία περιορίζουν τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε κάθε κέλυφος. Οι χημικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων επηρεάζουν συνήθως μόνο τα εξωτερικά ηλεκτρόνια του τελευταίου κελύφους, που ονομάζονται ηλεκτρόνια σθένους. Τα στοιχεία σε κάθε ομάδα έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους, γεγονός που τους κάνει να αντιδρούν ομοίως όταν κερδίζουν ή χάνουν ηλεκτρόνια σε άλλα άτομα. Τα κοχύλια ηλεκτρονίων αυξάνονται σε μέγεθος, προκαλώντας το αυξανόμενο μέγεθος περιόδου του περιοδικού πίνακα.
Αλκαλικά και αλκαλικά γήινα μέταλλα
Η πολύ αριστερή πλευρά του περιοδικού πίνακα περιλαμβάνει δύο ομάδες εξαιρετικά αντιδρώντων μετάλλων. Με εξαίρεση το υδρογόνο, η πρώτη στήλη αποτελείται από τα μαλακά, γυαλιστερά αλκαλικά μέταλλα. Αυτά τα μέταλλα έχουν μόνο ένα ηλεκτρόνιο στο κέλυφος σθένους τους, το οποίο δωρίζεται εύκολα σε άλλο άτομο σε χημικές αντιδράσεις. Λόγω της εκρηκτικής τους αντιδραστικότητας τόσο στον αέρα όσο και στο νερό, τα αλκαλικά μέταλλα σπάνια βρίσκονται στη στοιχειακή τους μορφή στη φύση. Στη δεύτερη ομάδα, τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών έχουν δύο ηλεκτρόνια σθένους, καθιστώντας τα ελαφρώς σκληρότερα και λιγότερο αντιδραστικά. Εντούτοις, αυτά τα μέταλλα σπάνια βρίσκονται σε στοιχειακή μορφή.
Μέταλλα μετάβασης
Τα περισσότερα στοιχεία του περιοδικού πίνακα ταξινομούνται ως μέταλλα. Τα μεταβατικά μέταλλα βρίσκονται στο κέντρο του τραπεζιού, καλύπτοντας τις ομάδες 3 έως 12. Αυτά τα στοιχεία είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου εκτός από τον υδράργυρο και έχουν το μεταλλικό χρώμα και την ελαχιστοποίηση που αναμένονται από τα μέταλλα. Επειδή τα κοχύλια σθένους μεγαλώνουν τόσο μεγάλα, μερικά από τα μεταβατικά μέταλλα εξάγονται από τον περιοδικό πίνακα και προσαρτώνται στο κάτω μέρος του διαγράμματος. αυτά είναι γνωστά ως οι λανθανίδες και οι ακτινίδες. Πολλά από τα μεταβατικά μέταλλα κοντά στον πυθμένα του περιοδικού πίνακα είναι σπάνια και ασταθή.
Μεταλλοειδή και μη μέταλλα
Στη δεξιά πλευρά του περιοδικού πίνακα, μια τραχεία διαγώνια γραμμή διαιρεί τα μέταλλα στα αριστερά από τα μη μεταλλικά στα δεξιά. Η αλληλεπίδραση αυτή είναι τα μεταλλοειδή, όπως το γερμάνιο και το αρσενικό, τα οποία έχουν μερικές μεταλλικές ιδιότητες. Οι χημικοί κατηγοριοποιούν όλα τα στοιχεία στα δεξιά αυτής της διαχωριστικής γραμμής ως μη μεταλλικά, με εξαίρεση την ομάδα 18 στην άκρα δεξιά. Πολλά από τα μη μεταλλικά είναι αέρια, και όλα είναι αξιοσημείωτα για την τάση τους να αποκτούν ηλεκτρόνια και να γεμίζουν τα κοχύλια σθένος τους.
Ευγενή αέρια
Η ομάδα 18, στην άκρα δεξιά πλευρά του περιοδικού πίνακα, αποτελείται εξ ολοκλήρου από αέρια. Αυτά τα στοιχεία έχουν κοχύλια πλήρους σθένους και τείνουν να μην κερδίζουν ούτε να χάνουν ηλεκτρόνια. Ως αποτέλεσμα, τα αέρια αυτά υπάρχουν σχεδόν αποκλειστικά στην στοιχειώδη μορφή τους. Οι χημικοί ταξινομούν τα ως ευγενή ή αδρανή αέρια. Όλα τα ευγενή αέρια είναι άχρωμα, άοσμο και μη αντιδραστικά.