Budowa układu okresowego pierwiastków

1. Rys historyczny

    W starożytności wyróżniano 4 żywioły, ale znano i stosowano Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, C, S, W średniowieczu odkryto następujące substancje As, Bi, Zn, P, Sb, W następujących stuleciach dokonano ponad 80 pierwiastków Pojęcie pierwiastek chemiczny wprowadził Robert Boyle w 1611r.

Cd

  W tym czasie potrafiono określić niektóre właściwości tych pierwiastków i wyznaczyć ich masy atomowe, Próbę usystematyzowania znanych pierwiastków podejmowali: Johan Wolfgang Dobereinera (1780-1849), Julius Lothar Meyer (1830-1895), John Alexander Newlands (1837-1898), Dimitr Mendelejew (1834-1907).

Cd

   W XIX w. nie znano w pełni budowy atomu, kryterium klasyfikacji były wzrastające masy atomowe pierwiastków, Za twórcę stosowanego układu okresowego pierwiastków uważa się D. Mendelejewa , W 1869 przedstawił wnioski i z badań oraz założenia klasyfikacji pierwiastków.

2. Założenia klasyfikacji pierwiastków wg Mendelejewa

 Pierwiastki uszeregowane wg wzrastającej masy atomowej wykazują powtarzalność (periodyczność) – prawo okresowości,   W tabeli układu okresowego należy przewidzieć miejsca dla prawdopodobnie, a nieodkrytych pierwiastków, Należy przestawić kolejność pierwiastków w kilku miejscach układu, ponieważ podobieństwo właściwości pierwiastków w tej samej grupie jest ważniejsze od wzrastającej masy atomowej.

Cd

  Układ okresowy pierwiastków Mendelejewa składał się z rzędów poziomych

(okresów)

i pionowych

(grup)

, przy czym grupy tworzyły pierwiastki o zbliżonych właściwościach, Obecnie układ okresowy został poszerzony o nowo odkryte i otrzymane na drodze syntezy jądrowej pierwiastki,

3. Prawo okresowości

 Właściwości pierwiastków chemicznych uporządkowanych wg wzrastających liczb atomowych (Z) powtarzają się okresowo.

4. Współczesny u.o.p. chem.

  Jest zmodyfikowaną tablicą Mendelejewa, uzupełnioną o grupę helowców (mało aktywnych gazów szlachetnych) oraz pierwiastki nowo odkryte i sztucznie wytworzone, W osobnych dwóch okresach umieszczono pierwiastki od 58 Ce –

lantanowce

i od 90 Th do 103 Lw

aktynowce

do 71 Lu –

4a. Podstawa konstrukcji u.o.p.chem.

  Pierwiastki zgrupowane są w poziomych wg wzrastającej liczby atomowej (Z) zwanych okresami 7-miu szeregach , oznaczonych cyframi arabskimi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, (nr okresu = liczba powłok elektr.

W u.o.p. chem. pierwiastki uszeregowano w 18-tu kolumnach pionowych – grupach , oznaczonych cyframi arabskimi od konfigurację zewnętrznej powłoki n.

1 do 18, pierwiastki w grupach maja identyczną

Cd

 Każdy z okresów kończy się gazem szlachetnym posiadającym na zewnętrznej powłoce n ( z wyjątkiem helu ) oktet elektronowy ( 8 elektronów ) obsadzających dwie podpowłoki – orbitale s i p ( ns 2 p 6 ) reguła oktetu (prawidłowość układu okresowego pierwiastków chemicznych)

Cd

 Podstawę współczesnego układu pierwiastków chemicznych stanowi ich konfiguracja elektronowa wyznaczająca podział na bloki energetyczne s, p, d, f .

4b. Bloki energetyczne – blok

s

  Blok s obejmuje pierwiastki grupy 1 oraz hel (grupa 18), i 2 Pierwiastki bloku s w zewnętrznej powłoce elektronowej (n) mają jedną podpowłokę (orbital) s zapełnioną jednym (s 1 ) lub dwoma (s 2 ) elektronami

4c. Bloki energetyczne – blok

p

  Blok p obejmuje pierwiastki od grupy 13 do grupy 18 ( bez helu ) Zewnętrzna powłoka elektronowa n atomów tych pierwiastków składa się z 2 ch podpowłok (orbitali): s odpowiednio w grupach ( 13 – s 2 i p p 1 , 14 , 15 – p 3 , 16 – p 4 , 17 – p 5 , 18 p 6 ). p 2 ,

4c. Bloki energetyczne – blok

d

   Blok d obejmuje grupy od 3 do 12 , Pierwiastki tego bloku w zewnętrznej powłoce n mają jedną podpowłokę (orbital) s zajętą przez 1(miedziwce + Cr i Mo – s 1 ) lub 2 elektrony ( s 2 ), Kolejne elektrony obsadzają podpowłokę (orbital) d w powłoce przedostatniej ( n-1 ) od d 1 do d 10 .

4e. Bloki energetyczne – blok

f

  Blok f tworzą lantanowce i aktynowce , W atomach tych pierwiastków, przy zapełnionych powłokach zewnętrznych, kolejne elektrony zapełniają powłokę przedprzedostatnią ( n-2 ) w podpowłoce (orbitalu) f i tworzą konfigurację od f 1 do f 14 .

Cd

   Grupy 1 i 2 oraz od 13 do 18, czyli tworzące blok s i p, nazywa się grupami głównymi układu okresowego, Pierwiastki grupy od 3 do 12 blok d, określa się jako pierwiastki grup przejściowych.

Nazwy grup wywodzi się od nazwy pierwiastka rozpoczynającego grupę z wyjątkiem grupy 1; 1-litowce, 2- berylowce, 12-cynkowce, 15 azotowce, 17-flurowce (halogeny), 18-helowce.