Jaksolliset taulukot: mikä se on ja selitys miten ne on organisoitu

Mikä on alkuaineiden jaksollinen taulukko?

Jaksollinen tai elementtien jaksollinen taulukko on a järjestetty kemiallisten alkuaineiden luettelo sen atomiluvun, ominaisuuksien ja ominaisuuksien mukaan.

Se koostuu Kansainvälisen puhtaan ja sovelletun kemian liiton (IUPAC) vahvistamista 118 elementistä, joista

• 94 ovat luonnossa esiintyviä elementtejä, ja
• 24 elementtiä on synteettistä eli ne on luotu keinotekoisesti.

Sen kehitys liittyy läheisesti uusien elementtien löytämiseen ja niiden yhteisten ominaisuuksien tutkimiseen. Aspektit, kuten atomimassan käsite sekä atomimassan ja alkuaineiden jaksollisten ominaisuuksien väliset suhteet, ovat olleet keskeisiä modernin jaksollisen taulukon konfiguroimiseksi.

Jaksollinen taulukko toimii perustekijänä kemian tutkimuksessa, koska sen avulla voidaan tunnistaa johdonmukaisella ja helpolla tavalla kemiallisten alkuaineiden erot ja samankaltaisuudet.

Sen luominen johtuu venäläisestä tiedemiehestä Dimitri Mendelejevistä vuonna 1869. Siitä lähtien muut tutkijat ovat parantaneet ja päivittäneet jaksollista taulukkoa, kun uusia elementtejä löydetään ja tutkitaan.

Kuinka jaksollinen taulukko on järjestetty?

Jaksollisessa taulukossa esitetään kaikki tähän mennessä tunnetut elementit, jotka on järjestetty ja sijoitettu niiden ominaisuuksien ja niiden välisen suhteen mukaan ryhmiin, jaksoihin, lohkoihin ja metalleihin, metalloideihin ja ei-metalleihin.

Ryhmät

Jaksotaulukko koostuu 18 elementtiryhmästä, jotka on järjestetty pystysuoriin sarakkeisiin, numeroituna 1-18 vasemmalta oikealle, alkyylimetalleista ja jalokaasuihin päättyen.

Samaan sarakkeeseen kuuluvilla elementeillä on samanlaiset kemialliset ominaisuudet sen perusteella, miten elektronit rakentuvat atomin viimeiseen kerrokseen.

Esimerkiksi ensimmäisessä sarakkeessa on elementit, joilla on elektroni atomin viimeisessä kuoressa. Tässä tapauksessa kaliumilla on neljä kuorta ja viimeisessä siinä on elektroni.

Kemialliset alkuaineet on jaoteltu ryhmiin seuraavasti:

• Ryhmä 1 (I A): alkalimetallit.
• Ryhmä 2 (II A): maa-alkalimetallit.
• Ryhmä 3 (III B): skandiumperhe.
• Ryhmä 4 (IV B): titaaniperhe.
• Ryhmä 5 (V B): vanadiiniperhe.
• Ryhmä 6 (VI B): kromiperhe.
• Ryhmä 7 (VII B): mangaaniperhe.
• Ryhmä 8 (VIII B): rautaperhe.
• Ryhmä 9 (VIII B): kobolttiperhe.
• Ryhmä 10 (VIII B): nikkeliperhe.
• Ryhmä 11 (I B): kupariperhe.
• Ryhmä 12 (II B): sinkkiperhe.
• Ryhmä 13 (III A): maanläheinen.
• Ryhmä 14 (IV A): karbidit.
• Ryhmä 15 (V A): typenoidit.
• Ryhmä 16 (VI A): kalkogeenit tai amfogeenit.
• Ryhmä 17 (VII A): halogeenit.
• Ryhmä 18 (VIII A): jalokaasut.

Aikoja

Pisteet ovat seitsemän vaakariviä, jotka jaksollisella taulukolla on. Näihin riveihin on ryhmitelty elementit, joilla on elektronikuorien määrä, joka on sama kuin jakson numero.

Esimerkiksi ensimmäisessä rivissä vedyllä ja heliumilla on elektronikuori. Kahdella jaksolla on kahdeksan elementtiä, joilla on kaksi elektronikuorta. Kolmannella rivillä elementeillä on kolme elektronikuorta jne.

Kaudella kuusi ovat elementit, joissa on kuusi elektronikuorta, samoin kuin lantanidien alarivi. Ajanjaksolla seitsemän ovat elementtejä, joissa on seitsemän elektronikuorta, samoin kuin viimeinen aktinidirivi.

Metallit, metalloidit ja ei-metallit

Jaksollisen taulukon muodostavien elementtien kolme luokkaa voidaan erottaa niiden kemiallisista ja fysikaalisista ominaisuuksista: metallit, metalloidit ja ei-metallit.

• Metallit: ne ovat kiinteitä alkuaineita huoneenlämmössä miinus nestemäisessä muodossa oleva elohopea. Ne ovat muokattavia ja sitkeitä ja hyviä lämmön ja sähkön johtimia. Ne ovat pöydän vasemmalla puolella.
• Ei metalleja: Nämä ovat enimmäkseen kaasuja, vaikka on myös nesteitä. Nämä elementit eivät ole hyviä sähkönjohtimia. Ne ovat pöydän oikealla puolella.
• Metalloidit tai puolimetallit: niillä on sekä metallien että ei-metallien ominaisuuksia. Ne voivat olla kiiltäviä, läpinäkymättömiä eikä kovin sitkeitä. Sen sähkönjohtavuus on pienempi kuin metalleilla, mutta korkeampi kuin ei-metalleilla. Ne löytyvät pöydän oikealta puolelta metallien ja ei-metallien välistä.

Lohkot

Jaksollinen taulukko voidaan myös jakaa neljään lohkoon kunkin elementin elektronikuorisekvenssin perusteella. Kunkin lohkon nimi saadaan sen kiertoradan mukaan, jossa viimeinen elektroni sijaitsee.

• Lohko s: alkalimetallien, maa-alkalimetallien, vedyn ja heliumin ryhmät 1 ja 2.
• Lohko p: sisältää ryhmät 13-18 ja metalloidit.
• Lohko d: koostuu ryhmistä 3-12 ja siirtymämetalleista.
• Lohko f: ei ole ryhmänumeroa ja vastaa lantanideja ja aktinideja. Yleensä ne sijoitetaan jaksollisen taulukon alle.

Jaksolliset taulukot

Jaksolliset trendit tarkoittavat elementtien tärkeimpiä fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat niiden organisoitumisen jaksollisessa taulukossa. Nämä suuntaukset liittyvät muutoksiin, jotka tapahtuvat kunkin elementin atomirakenteessa sen ajanjakson tai ryhmän mukaan, johon se kuuluu.

Jaksollisia suuntauksia ovat:

• Atomiradio: Se on atomin ytimen ja sen uloimman kiertoradan välinen etäisyys, jonka avulla voimme laskea atomin koon. Se kasvaa jaksoissa oikealta vasemmalle sekä ryhmissä ylhäältä alas.
• Sähköinen suhde: sitä kuvataan energiana, jonka atomi vapauttaa, kun siihen lisätään elektroni, tai päinvastoin. Se kasvaa jaksoissa vasemmalta oikealle ja ryhmissä ylöspäin.
• Valenssielektronit: viittaa atomin uloimmassa kuoressa oleviin elektroneihin. Ne kasvavat, kun elementit sijaitsevat vasemmalta oikealle, ja ne määritetään jaksollisen taulukon ryhmästä, johon elementti kuuluu.
• Ionisointienergia: energia, jota tarvitaan elektronin erottamiseen atomista. Yhdessä jaksossa tämä energia kasvaa oikealle, ja ryhmässä se kasvaa ylöspäin.
• Elektronegatiivisuus: atomin kyky houkutella elektroneja itseensä. Se kasvaa vasemmalta oikealle tietyn ajan kuluessa.
• Ei metalleja: ei-metallien ominaisuudet kasvavat, kun elementit löytyvät taulukon oikeasta yläkulmasta.
• Metallit: metallien ominaisuudet ovat suuremmat, koska elementit sijaitsevat taulukon vasemmassa alakulmassa.

Kemiallisten alkuaineiden perustiedot

Jaksotaulukot sisältävät yleensä perustiedot jokaisesta olemassa olevasta elementistä, mikä antaa mahdollisuuden muodostaa yhtenäinen organisaatio sen ominaisuuksien, kuten symbolin, nimen, atominumeron ja atomimassan, perusteella sen käytön määrittämiseksi.

• Atomimassa: viittaa atomien massaan, joka koostuu protoneista ja neutronista.
• Ionisointienergia: on energia, joka tarvitaan erottamaan elektroni atomista.
• Kemiallinen symboli: lyhenteet kemiallisen alkuaineen tunnistamiseksi.
• Nimi: Kemialliselle alkuaineelle annettu nimi voidaan johtaa latinasta, englannista, ranskasta, saksasta tai venäjästä.
• Elektroninen kokoonpano: tapa, jolla elektronit rakentuvat tai järjestyvät atomiin.
• Atominumero: viittaa atomin protonien kokonaismäärään.
• Elektronegatiivisuus: Se on atomin kyky houkutella elektroneja itseensä.
• Hapetustilat: Indikaattori yhdisteen kemialliseen alkuaineeseen kuuluvan atomin hapettumisasteesta.

Mikä on jaksollinen taulukko?

Jaksotaulukko on erittäin hyödyllinen luonnontieteiden tutkimuksissa, kun otetaan huomioon sen eri toiminnot.

• Sen avulla voidaan tunnistaa eri elementtien erot ja samankaltaisuudet. Se sisältää esimerkiksi arvokasta tietoa, kuten kunkin elementin atomimassan.
• Sen avulla voidaan analysoida alkuaineiden kemiallista käyttäytymistä. Esimerkiksi, kun erotetaan elementin elektronegatiivisuus ja elektroninen kokoonpano.
• Se toimii perustyökaluna kemian, mukaan lukien biologian ja muiden tieteenalojen, tutkimiseen, koska se tunnistaa kemiallisten alkuaineiden pääominaisuudet.
• Sen avulla elementit on helppo erottaa niiden atomiluvusta. Tämä johtuu siitä, että alkuaineet koostuvat atomista, jotka saavat nimensä ja jotka erotetaan niiden sisältämien protonien, elektronien ja neutronien lukumäärän perusteella.
• Sitä voidaan käyttää ennustamaan taulukkoon sisällytettävien uusien alkuaineiden kemialliset ominaisuudet ottaen huomioon jo määriteltyjen alkuaineiden ominaisuudet.

Jaksollisen taulun historia

Jaksollisen taulun luominen johtuu venäläisestä tiedemiehestä Dmitri Mendelejevistä, joka vuonna 1869 laati taulukossa tieteen tähän mennessä tuntemat 63 elementtiä.

Mendelejev järjesti elementit kasvavassa järjestyksessä niiden atomimassojen mukaan huolehtimalla sijoittamaan samaan sarakkeeseen ne, joiden fysikaaliset ominaisuudet ovat samanlaiset. Hän jopa jätti tyhjät tilat ennakoiden muiden elementtien olemassaoloa, joita ei vielä löydetty tuolloin ja jotka pitäisi sisällyttää taulukkoon.

Pian sen jälkeen saksalainen kemisti Julius Lothar Meyer tilasi elementit atomien fysikaalisten ominaisuuksien perusteella. Lopuksi, sen nykyinen rakenne on velkaa sveitsiläiselle tiedemies Alfred Wernerille.

Viimeiset merkittävät muutokset jaksollisessa taulukossa ovat Nobelin kemian palkinnon voittaja Glenn Seaborg, joka muun muassa tilasi aktinidisarjan lantanidisarjan alapuolelle.

• Kemiallinen alkuaine.
• Kemiallinen symboli.
• Atomi