Съдържание
The периодична таблица на елементите е графика (таблица), в която са подредени всички известни на човека химически елементи, подредени според атомния им номер (протони), електронната конфигурация и специфичните химични свойства.
Това е основен концептуален инструмент за изследване на материята, чиято първата версия е публикувана през 1869г от руския химик Дмитрий Менделеев и което се актуализира през годините, тъй като са открити нови химични елементи и моделите, залегнали в основата на техните свойства, са по-добре разбрани.
Текущата периодична таблица е структурирана в седем реда (хоризонтални), наречени периоди и в 18 (вертикални) колони, наречени групи или семейства. Химичните елементи са подредени според техните свойства отляво надясно и отгоре надолу, в низходящ ред на атомните им числа.
Вижте също: Примери за химични елементи от периодичната таблица
Групи от периодичната таблица
Номерирани от 1 до 18 отляво надясно, текущите имена на групи се определят от номенклатурата IUPAC одобрен през 1988 г. за унифициране на съществуващите различни форми на имена. Елементите на всяка група имат сходни електронни конфигурации и еднаква валентност (електрони в последната орбита), така че те имат сходни химични свойства.
Съгласно IUPAC има следните групи елементи:
- Група 1 (IA). Всички алкални метали, с изключение на водорода, който макар и номинално в групата, е газ. Елементите са част от семейството: литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs), франций (Fr). Те имат много ниска плътност, те са добри предаватели на топлина и електричество и никога не се намират свободно в природата, а по-скоро в съединения с други елементи.
- Група 2 (IIA). Така наречените алкалоземни метали са по-твърди от алкалните, ярки и добри електрически проводници, макар и по-малко реактивни и много добри редуктори (окислители). Семейството се състои от: берилий (Be), магнезий (Mg), калций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).
- Група 3 (IIIB). Те представляват скандиевото семейство, въпреки че в много от групите в сегмент „d“ на таблицата (групи 3 до 12, включително актиний и редки земи) няма окончателен консенсус относно идеалното устройство. Това семейство се състои от скандий (Sc), итрий (Y), лантан или лутеций (La) и актиний (Ac), те са твърди, лъскави и силно реактивни, подобни по свойства на алуминия.
Към тази група принадлежат и така наречените „редки земи“ или вътрешни преходни елементи: лантаниди (или лантаниди) и актиниди (или актиноиди), които се намират в долния блок на таблицата. Лантанидите са: лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометиум (Pm), самарий (Sm), европий (Eu), гадолиний (Gd), тербий (Tb), дипрозиум (Dy), холмий (Ho), ербий (Er), тулий (Tm), итербий (Yb), лутеций (Lu). Актинидите са: торий (Th), проактиний (Pa), уран (U), нептуний (Np), плутоний (Pu), америций (Am), курий (Cm), беркелий (Bk), калифорний (Cf), айнщайн (Es), фермий (Fm), менделевиум (Md), нобелий (No) и Lawrencio (Lr). От нептуний нататък те са нестабилни изотопи, създадени от човека.
- Група 4 (IVB). Така нареченото титаново семейство се състои от елементите титан (Ti), цирконий (Zr), хафний (Hf) и рутерфордий (Rf), последният синтетичен и радиоактивен, поради което понякога не се взема предвид. Те са силно реактивни метали, така че в определени презентации те могат незабавно да се зачервят и да се възпалят само като влязат в контакт с кислорода във въздуха.
- Група 5 (VB). Фамилията ванадий (V), логично оглавявана от този елемент и придружена от ниобий (Nb), тантал (Ta) и дубний (Db), като последният се произвежда изключително в лаборатории. Те са твърди при стайна температура, сребристи на цвят и провеждат топлина и електричество.
- Група 6 (VIB). Семейството на хрома (Cr), съставено от молибден (Mo), волфрам (W) и морски боргиум (Sg), са твърди вещества с висока точка на топене и кипене, проводници на топлина и електричество, много устойчиви на корозия и доста реагенти.
- Група 7 (VIIB). В това семейство са манган (Mn), технеций (Tc) и рений (Re), както и елементът с атомно число 107, борий (Bh). Последният е синтезиран за първи път през 1981 г., той е силно нестабилен, така че неговият полуживот е само 0,44 секунди. Като цяло ренийът и технецийът също са изключително редки елементи, като последните нямат стабилни форми, докато манганът е много често срещан в природата.
- Група 8 (VIIIB). Семейството желязо (Fe) включва рутений (Ru), осмий (Os) и хазий (Hs). Последният е известен като Unniloctio и е синтезиран през 1984 г. за първи път; той е включен сред спорни точки от 104 до 108, чиято номенклатура е поставена под въпрос. Те са доста реактивни елементи, добри проводници на топлина и електричество, а в случая на желязо - магнитни.
- Група 9 (VIIIB). Това семейство е от кобалт (Co), родий (Rh), иридий (Ir) и мейтнериум (Mt). Както и в предишната група, първата е феромагнитна и представителна за свойствата на семейството, а втората е синтетична, така че не съществува в природата. Всъщност най-стабилният му изотоп трае около 10 години.
- Група 10 (VIIIB). Заедно с групи 8 и 9, това семейство съставлява в предишните версии на Периодичната система една група от елементи. Последните версии са ги разделили, а тази се води от никел (Ni), който е придружен от Паладий (Pd), Платина (Pt) и Дармстадий (Ds). Те са често срещани метали в природата в елементарна форма, въпреки че никелът, като най-реактивен, може да се намери в сплав (особено в някои метеорити). Техните каталитични свойства правят тези метали важно снабдяване за космическата индустрия.
- Група 11 (IB). Така нареченото семейство мед (Cu) е изградено от благородните метали злато (Au) и сребро (Pb). Те са известни още като „монетни метали“. Те са доста нереактивни, трудни за корозия, меки и изключително полезни за човека.
- Група 12 (IIB). Тази група съдържа така нареченото семейство цинк (Zn), като кадмий (Cd), живак (Hg) и коперник (Cn), наричани по-рано унбий. Те са меки метали (всъщност живакът е единственият течен метал при стайна температура), диамагнитни и двувалентни, с най-ниските точки на топене от всички преходни метали. Смешното е, че цинкът е много необходим за химията на живота, докато кадмият и живакът са силно опияняващи. Copernicium от своя страна е синтетичен елемент, създаден през 1996 г.
- Група 13 (IIIA). Тези елементи са известни като земни елементи, тъй като те са в изобилие в земята, особено в алуминия. Групата се ръководи от бор (Br), който е металоид, а след това алуминий (Al), галий (Ga), индий (In) и талий (Ta), все по-метални при спускане в колоната . И въпреки че бориумът има висока твърдост и неметални свойства, останалите са меки и пластични метали, широко използвани от човека.
- Група 14 (ДДС). Карбонидните елементи, логично оглавявани от въглерод (C), силиций (Si), германий (Ge), калай (Sn) и олово (Pb), всички добре познати и широко разпространени елементи, особено първият, незаменим за цялата химия на живот. Докато човек се придвижва надолу по семейството, елементите придобиват метални свойства, до степен, че въглеродът е неметален, силиций и германий са полуметални, а последните два са явно метални.
- Група 15 (VA). Това е групата на нитрогеноидалните елементи, начело на които името им показва азот (N), след това фосфор (P), арсен (As), антимон (Sb), бисмут (Bi) и мусковио (Mc), a синтетичен елемент. Те са известни също като паногени или нитрогеноиди, те са много реактивни при високи температури и много са незаменими за органичната химия.
- Група 16 (VIA). Наричани халкогени или ампигени, те са от семейството на кислорода (O), последвани от сяра (S), селен (Se), телур (Te) и полоний (Po). Те се характеризират с това, че имат шест валентни електрона, въпреки че техните свойства варират от неметални до метални, тъй като атомният им брой се увеличава. При стайна температура кислородът е газ, силно реактивен поради малкия си размер, докато останалите са твърди и по-рядко срещани в природата.
- Група 17 (VIIA). Семейството халогени, име, което произлиза от тенденцията му да образува соли (халогениди). Това се дължи на факта, че те обикновено съставляват двуатомни молекули със значителна окислителна сила, което ги кара да образуват мононегативни йони. Поради това те се използват широко в химическата промишленост и при производството на лабораторни материали. Тези елементи са флуор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I), астат (At) и тенес (Ts), като последният също е метал от група f.
- Група 18 (VIIIA). Известни като благородни газове или инертни газове, те са елементи с много ниска реактивност, които обикновено се срещат като едноатомни газове, без мирис, безцветни, без вкус, образуващи много малко и изключителни съединения, поради пълната им електронна обвивка. Тези елементи са хелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe), радон (Rn) и оганесон (Og). Последните две са конкретни: радонът е радиоактивен и няма стабилни изотопи, така че оцелява само 3,8 дни; докато oganeson е със синтетичен произход и най-тежкият елемент, създаден до момента.
Блокове на периодичната таблица
Друг начин за разбиране на периодичната таблица е чрез нейните блокове, които са четири:
- Блок s. Състои се от първите две групи, т.е. алкални и алкалоземни метали, в допълнение към водорода и хелия.
- Блок стр. Той включва последните шест групи, т.е. от 13 до 18 в периодичната таблица, както и всички металоиди.
- Блок г. Включва групи от 3 до 12 и всички преходни метали.
- Блок е. Включва редки земи: лактаниди и актиниди. Той няма свои собствени групови номера, въпреки че се предполага, че тези елементи ще принадлежат на 3.
- Блок ж. Хипотетичен блок, в който ще отидат елементите, които могат да бъдат синтезирани в бъдеще.
