Οδηγός μελέτης περιοδικού πίνακα

Οι άνθρωποι γνωρίζουν στοιχεία όπως ο άνθρακας και ο χρυσός από την αρχαιότητα. Τα στοιχεία δεν μπορούσαν να αλλάξουν χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε χημική μέθοδο. Κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό αριθμό πρωτονίων. Αν εξετάσετε δείγματα από σίδηρο και ασήμι, δεν μπορείτε να πείτε πώς πολλά πρωτόνια τα άτομα έχουν. Ωστόσο, μπορείτε να πείτε τα στοιχεία μεταξύ τους επειδή έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Ίσως παρατηρήσετε ότι υπάρχουν περισσότερες ομοιότητες μεταξύ σιδήρου και αργύρου παρά μεταξύ σιδήρου και οξυγόνου. Θα μπορούσε να υπάρχει ένας τρόπος να οργανωθούν τα στοιχεία έτσι ώστε να μπορείτε να πείτε με μια ματιά ποιες είχαν παρόμοιες ιδιότητες;

Ντμίτρι Μεντελλέεφ ήταν ο πρώτος επιστήμονας που δημιούργησε ένα Περιοδικός Πίνακας από τα στοιχεία παρόμοια με αυτά που χρησιμοποιούμε σήμερα. Μπορείτε να δείτε τον αρχικό πίνακα του Mendeleev (1869). Αυτός ο πίνακας έδειξε ότι όταν τα στοιχεία διατάχθηκαν αυξάνοντας ατομικό βάρος, εμφανίστηκε ένα μοτίβο όπου επαναλήφθηκαν οι ιδιότητες των στοιχείων

Γιατί νομίζετε ότι ο Mendeleev έκανε περιοδικό πίνακα; Πολλά στοιχεία παρέμειναν να ανακαλυφθούν στην εποχή του Μεντελλέεφ. Ο περιοδικός πίνακας συνέβαλε στην πρόβλεψη των ιδιοτήτων των νέων στοιχείων.

Συγκρίνετε τον σύγχρονο περιοδικό πίνακα με τον πίνακα του Mendeleev. Τι παρατηρείτε; Ο πίνακας του Mendeleev δεν είχε πολλά στοιχεία, έτσι; Είχε ερωτηματικά και διάκενα μεταξύ των στοιχείων, όπου προέβλεπε ότι τα ανακαλυφθέντα στοιχεία θα ταιριάζουν.

Θυμηθείτε να αλλάξετε τον αριθμό των πρωτόνια αλλάζει τον ατομικό αριθμό, ο οποίος είναι ο αριθμός του στοιχείου. Όταν κοιτάζετε τον σύγχρονο περιοδικό πίνακα, βλέπετε κάποιο πρόβλημα ατομικούς αριθμούς αυτό θα ήταν μη ανακαλυφθέντα στοιχεία? Νέος τα στοιχεία σήμερα δεν ανακαλύπτονται. Είναι κατασκευασμένα. Μπορείτε ακόμα να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα για να προβλέψετε τις ιδιότητες αυτών των νέων στοιχείων.

Ο περιοδικός πίνακας βοηθά στην πρόβλεψη ορισμένων ιδιοτήτων των στοιχείων σε σύγκριση μεταξύ τους. Το μέγεθος του ατόμου μειώνεται καθώς μετακινείτε από αριστερά προς τα δεξιά σε όλο το τραπέζι και αυξάνεται καθώς μετακινείτε μια στήλη. Η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρέσετε ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο αυξάνεται καθώς μετακινείτε από αριστερά προς τα δεξιά και μειώνεται καθώς μετακινείτε μια στήλη. Η ικανότητα σχηματισμού έναν χημικό δεσμό αυξάνεται καθώς μετακινείτε από αριστερά προς τα δεξιά και μειώνεται καθώς μετακινείτε μια στήλη.

Η πιο σημαντική διαφορά μεταξύ του τραπέζι του Mendeleev και του σημερινό τραπέζι είναι ο σύγχρονος πίνακας οργανώνεται με την αύξηση του ατομικού αριθμού, χωρίς αύξηση του ατομικού βάρους. Γιατί άλλαξε ο πίνακας; Το 1914, ο Henry Moseley έμαθε ότι θα μπορούσατε να προσδιορίσετε πειραματικά τους ατομικούς αριθμούς των στοιχείων. Πριν από αυτό, οι ατομικοί αριθμοί ήταν μόνο η σειρά των στοιχείων με βάση την αύξηση ατομικό βάρος. Όταν οι ατομικοί αριθμοί είχαν σημασία, ο περιοδικός πίνακας αναδιοργανώθηκε.

Εισαγωγή | Περίοδοι & Ομάδες | Περισσότερα για τις Ομάδες | Ερωτήσεις αναθεώρησης Κουίζ

Στοιχεία στον περιοδικό πίνακα είναι διατεταγμένες σε περιόδους (σειρές) και ομάδες (στήλες). Ο ατομικός αριθμός αυξάνεται καθώς μετακινείτε μια σειρά ή μια περίοδο.

Εμμηνα

Οι σειρές στοιχείων ονομάζονται περιόδους. Ο αριθμός περιόδου ενός στοιχείου δηλώνει το υψηλότερο επίπεδο ενέργειας που δεν αντέδρασε για ένα ηλεκτρόνιο σε αυτό το στοιχείο. Ο αριθμός των στοιχείων σε μια περίοδο αυξάνεται καθώς μετακινείτε προς τα κάτω τον περιοδικό πίνακα επειδή υπάρχουν περισσότερες υποπεριοχές ανά επίπεδο όπως το επίπεδο ενέργειας του ατόμου αυξάνεται.

Ομάδες

Οι στήλες των στοιχείων συμβάλλουν στον προσδιορισμό ομάδες στοιχείων. Στοιχεία μέσα σε μια κοινή ομάδα πολλές κοινές ιδιότητες. Οι ομάδες είναι στοιχεία που έχουν την ίδια εξωτερική διάταξη ηλεκτρονίων. Τα εξωτερικά ηλεκτρόνια ονομάζονται ηλεκτρόνια σθένους. Επειδή έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρόνων σθένους, στοιχεία σε ομάδα παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Οι ρωμαϊκοί αριθμοί που αναγράφονται πάνω από κάθε ομάδα είναι ο συνήθης αριθμός ηλεκτρόνων σθένους. Για παράδειγμα, μια ομάδα VA στοιχείο θα έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους.

Υπάρχουν δύο ομάδες ομάδων. Τα στοιχεία της ομάδας Α ονομάζονται αντιπροσωπευτικά στοιχεία. Τα στοιχεία της ομάδας Β είναι τα μη αντιπροσωπευτικά στοιχεία.

Καθε τετράγωνο στον περιοδικό πίνακα δίνει πληροφορίες σχετικά με ένα στοιχείο. Σε πολλούς εκτυπωμένους περιοδικούς πίνακες μπορείτε να βρείτε στοιχεία ενός στοιχείου σύμβολο, ατομικός αριθμός, και ατομικό βάρος.

Εισαγωγή | Περίοδοι & Ομάδες | Περισσότερα για τις Ομάδες | Ερωτήσεις αναθεώρησης Κουίζ

Τα στοιχεία ταξινομούνται ανάλογα με τις ιδιότητές τους. Οι κύριες κατηγορίες στοιχείων είναι τα μέταλλα, τα μη μεταλλικά και τα μεταλλοειδή.

Μέταλλα

Βλέπετε μέταλλα κάθε μέρα. Αλουμινόχαρτο είναι ένα μέταλλο. Ο χρυσός και το ασήμι είναι μέταλλα. Αν κάποιος σας ρωτήσει εάν ένα στοιχείο είναι μέταλλο, μεταλλοειδές ή μη μέταλλο και δεν γνωρίζετε την απάντηση, υποθέστε ότι είναι μέταλλο.

Ποιες είναι οι ιδιότητες των μετάλλων;

Τα μέταλλα μοιράζονται μερικές κοινές ιδιότητες. Είναι λαμπερά (λαμπερά), εύπλαστα (μπορούν να σφυρηλατηθούν), και είναι καλούς αγωγούς της θερμότητας και της ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές οι ιδιότητες προκύπτουν από την ικανότητα να μετακινούνται εύκολα τα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά κελύφη των μεταλλικών ατόμων.

Ποια είναι τα Μέταλλα;

Τα περισσότερα στοιχεία είναι μέταλλα. Υπάρχουν τόσα πολλά μέταλλα, χωρίζονται σε ομάδες: αλκαλικά μέταλλα, μέταλλα αλκαλικών γαιών και μεταβατικά μέταλλα. Τα μεταβατικά μέταλλα μπορούν να διαιρεθούν σε μικρότερες ομάδες, όπως οι λανθανίδες και οι ακτινίδες.

Ομάδα 1: Αλκαλικά μέταλλα

Τα αλκαλικά μέταλλα βρίσκονται στην ομάδα ΙΑ (πρώτη στήλη) του περιοδικού πίνακα. Το νάτριο και το κάλιο είναι παραδείγματα αυτών των στοιχείων. Τα αλκάλια σχηματίζουν άλατα και πολλές άλλες ενώσεις. Αυτά τα στοιχεία είναι λιγότερο πυκνά από άλλα μέταλλα, σχηματίζουν ιόντα με φορτίο +1 και έχουν τα μεγαλύτερα μεγέθη ατόμων σε περιόδους. Τα αλκαλικά μέταλλα είναι ιδιαίτερα αντιδραστικά.

Ομάδα 2: Αλκαλικά γήινα μέταλλα

Οι αλκαλικές γαίες βρίσκονται στην ομάδα IIA (δεύτερη στήλη) του περιοδικού πίνακα. Το ασβέστιο και το μαγνήσιο είναι παραδείγματα αλκαλικών γαιών. Αυτά τα μέταλλα σχηματίζουν πολλές ενώσεις. Έχουν ιόντα με φορτίο +2. Τα άτομα τους είναι μικρότερα από αυτά των αλκαλικών μετάλλων.

Ομάδες 3-12: Μέταλλα μετάβασης

Τα μεταβατικά στοιχεία βρίσκονται στις ομάδες IB έως VIIIB. Σίδηρος και χρυσός είναι παραδείγματα μεταβατικών μετάλλων. Αυτά τα στοιχεία είναι πολύ σκληρά, με υψηλά σημεία τήξης και σημεία βρασμού. Τα μεταβατικά μέταλλα είναι καλούς ηλεκτρικούς αγωγούς και είναι πολύ εύκαμπτες. Δημιουργούν θετικά φορτισμένα ιόντα.

Τα μεταβατικά μέταλλα περιλαμβάνουν τα περισσότερα από τα στοιχεία, ώστε να μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε μικρότερες ομάδες. Οι λανθανίδες και οι ακτινίδες είναι κλάσεις μεταβατικών στοιχείων. Ένας άλλος τρόπος να μεταβατικά μέταλλα ομάδας είναι σε τριάδες, τα οποία είναι μέταλλα με πολύ παρόμοιες ιδιότητες, που συνήθως συναντώνται.

Metal Triads

Η τριάδα σιδήρου αποτελείται από σίδηρο, κοβάλτιο και νικέλιο. Ακριβώς κάτω από το σίδηρο, το κοβάλτιο και το νικέλιο είναι η τριάδα παλλαδίου του ρουθηνίου, του ροδίου και του παλλαδίου, ενώ κάτω από αυτά είναι η τριάδα του λευκοχρύσου του οσμίου, του ιριδίου και της πλατίνας.

Lanthanides

Όταν κοιτάξετε τον περιοδικό πίνακα, θα δείτε ότι υπάρχει ένα μπλοκ από δύο σειρές στοιχείων κάτω από το κύριο σώμα του διαγράμματος. Η κορυφαία σειρά έχει ατομικούς αριθμούς ακολουθώντας λανθάνιο. Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται λανθανίδες. Οι λανθανίδες είναι αργυρόχρωμα μέταλλα που αμαυρώνονται εύκολα. Είναι σχετικά μαλακά μέταλλα, με σημεία τήξης και βρασμού. Οι λανθανίδες αντιδρούν στο σχηματισμό πολλές διαφορετικές ενώσεις. Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται σε λαμπτήρες, μαγνήτες, λέιζερ και για τη βελτίωση του ιδιότητες άλλων μετάλλων.

Ακτινίδες

Τα ακτινίδια βρίσκονται στη σειρά κάτω από τις λανθανίδες. Οι ατομικοί τους αριθμοί ακολουθούν το ακτινίδιο. Όλες οι ακτινίδες είναι ραδιενεργές, με θετικά φορτισμένα ιόντα. Αυτοί είναι αντιδραστικά μέταλλα που σχηματίζουν ενώσεις με τα περισσότερα μη-μέταλλα. Τα ακτινίδια χρησιμοποιούνται σε φάρμακα και πυρηνικές συσκευές.

Ομάδες 13-15: Δεν είναι όλα τα Μέταλλα

Οι ομάδες 13-15 περιλαμβάνουν μερικά μέταλλα, μερικά μεταλλοειδή και μερικά μη μεταλλικά στοιχεία. Γιατί μοιάζουν αυτές οι ομάδες; Η μετάβαση από το μέταλλο στο μη μεταλλικό είναι βαθμιαία. Παρόλο που αυτά τα στοιχεία δεν είναι αρκετά παρόμοια ώστε να έχουν ομάδες που περιέχονται σε μεμονωμένες στήλες, μοιράζονται μερικές κοινές ιδιότητες. Μπορείτε να προβλέψετε πόσα ηλεκτρόνια χρειάζονται για την ολοκλήρωση ενός κελύφους ηλεκτρονίων. Τα μέταλλα σε αυτές τις ομάδες καλούνται βασικά μέταλλα.

Μη μεταλλικά και μεταλλοειδή

Τα στοιχεία που δεν έχουν τις ιδιότητες των μετάλλων καλούνται μη μεταλλικά. Ορισμένα στοιχεία έχουν ορισμένες, αλλά όχι όλες τις ιδιότητες των μετάλλων. Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται μεταλλοειδή.

Τι είναι Ιδιότητες μη μεταλλικών?

Τα μη μεταλλικά στοιχεία είναι κακοί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρισμού. Στερεά μη μεταλλικά είναι εύθραυστα και λείπουν μεταλλική λάμψη. Οι περισσότεροι μη μεταλλικοί άνθρωποι κερδίζουν εύκολα ηλεκτρόνια. Τα μη-μέταλλα βρίσκονται στην επάνω δεξιά πλευρά του περιοδικού πίνακα, διαχωρισμένα από μέταλλα από μια γραμμή που κόβει διαγώνια μέσω του περιοδικού πίνακα. Τα μη μεταλλικά μπορούν να χωριστούν σε κατηγορίες στοιχείων που έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Τα αλογόνα και τα ευγενή αέρια είναι δύο ομάδες από μη μέταλλα.

Ομάδα 17: Αλογόνοι

Τα αλογόνα βρίσκονται στην ομάδα VIIA του περιοδικού πίνακα. Παραδείγματα αλογόνων είναι το χλώριο και το ιώδιο. Βρίσκετε αυτά τα στοιχεία σε λευκαντικά, απολυμαντικά και άλατα. Αυτά τα μη μεταλλικά σχηματίζουν ιόντα με φορτίο -1. ο φυσικές ιδιότητες των αλογόνων ποικίλλει. Τα αλογόνα είναι ιδιαίτερα αντιδραστικά.

Ομάδα 18: Ευγενή αέρια

Τα ευγενή αέρια βρίσκονται στην ομάδα VIII του περιοδικού πίνακα. Το ήλιο και το νέον είναι παραδείγματα ευγενή αέρια. Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή φωτιζόμενων σημάτων, ψυκτικών και λέιζερ. Τα ευγενή αέρια δεν είναι αντιδραστικά. Αυτό συμβαίνει επειδή έχουν μικρή τάση να κερδίζουν ή να χάνουν ηλεκτρόνια.

Υδρογόνο

Το υδρογόνο έχει ένα μόνο θετικό φορτίο, όπως το αλκαλικά μέταλλα, αλλά σε θερμοκρασία δωματίου, είναι ένα αέριο που δεν λειτουργεί σαν μέταλλο. Ως εκ τούτου, το υδρογόνο συνήθως επισημαίνεται ως μη μεταλλικό.

Ποια είναι τα Ιδιότητες των μεταλλοειδών?

Στοιχεία που έχουν μερικές ιδιότητες μετάλλων και μερικές ιδιότητες μη μεταλλικών ονομάζονται μεταλλοειδή. Το πυρίτιο και το γερμάνιο είναι παραδείγματα μεταλλοειδών. Τα σημεία βρασμού, σημεία τήξης, και οι πυκνότητες των μεταλλοειδών κυμαίνονται. Τα μεταλλοειδή κάνουν καλό ημιαγωγούς. Τα μεταλλοειδή τοποθετούνται κατά μήκος της διαγώνιας γραμμής μεταξύ των μετάλλων και των μη μεταλλικά στοιχεία στον περιοδικό πίνακα.

Θυμηθείτε ότι ακόμα και σε μικτές ομάδες στοιχείων, το τάσεις στον περιοδικό πίνακα εξακολουθεί να ισχύει. Μέγεθος ατόμου, η ευκολία στην απομάκρυνση των ηλεκτρονίων και η δυνατότητα σχηματισμού δεσμών μπορεί να προβλεφθεί καθώς μετακινείτε προς και από το τραπέζι.

Εισαγωγή | Περίοδοι & Ομάδες | Περισσότερα για τις Ομάδες | Ερωτήσεις αναθεώρησης Κουίζ

Δοκιμάστε την κατανόηση αυτού του περιοδικού μαθήματος πίνακα βλέποντας αν μπορείτε να απαντήσετε στις ακόλουθες ερωτήσεις:

Επιθεώρηση των ερωτήσεων

1. Ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας δεν είναι ο μόνος τρόπος κατηγοριοποίησης των στοιχείων. Ποιοι είναι άλλοι τρόποι με τους οποίους μπορείτε να ορίσετε και να οργανώσετε τα στοιχεία;
2. Αναφέρετε τις ιδιότητες των μετάλλων, των μεταλλοειδών και των μη μεταλλικών στοιχείων. Ονομάστε ένα παράδειγμα κάθε τύπου στοιχείου.
3. Πού στην ομάδα τους θα περίμενε κανείς να βρει στοιχεία με τα μεγαλύτερα άτομα; (πάνω, κέντρο, κάτω)
4. Συγκρίνετε και αντιπαραβάλλετε τα αλογόνα και τα ευγενή αέρια.
5. Ποιες ιδιότητες μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να ξεχωρίσετε τα αλκαλικά, αλκαλικά και μεταβατικά μέταλλα;