Ο Περιοδικός Πίνακας

Ο πατέρας του περιοδικού πίνακα

Το 1869 ο Ρώσος χημικός Dmitri Mendeleev και ο Γερμανός χημικός Lothar Meyer, εργαζόμενοι

ανεξάρτητα, έκαναν παρόμοιες ανακαλύψεις. Βρήκαν δηλαδή ότι τοποθετώντας τα στοιχεία

κατά αυξανόμενο ατομικό βάρος σε οριζόντιες σειρές, τη μια κάτω από την άλλη, τα στοιχεία σε

κάθε στήλη που προέκυπτε είχαν ανάλογες ιδιότητες.

Η ταξινόμηση των στοιχείων σε σειρές και στήλες υπό μορφή πίνακα, η οποία τονίζει

την κανονική επανάληψη των ιδιοτήτων των στοιχείων, ονομάζεται περιοδικός πίνακας.

Mendeleev βρέθηκαν θα μπορούσε να οργανώσει τα 65 στοιχεία που ήταν τότε γνωστά σε ένα

πλέγμα ή τραπέζι, έτσι ώστε κάθε στοιχείο που είχε:

1. Ένα υψηλότερο ατομικό βάρος από αυτό στά αριστερά του.

2. Παρόμοιες χημικές ιδιότητες με άλλα στοιχεία στην ίδια στήλη.

Συνειδητοποίησε ότι το τραπέζι μπροστά του βρισκόταν στο επίκεντρο της χημείας.

Στον πίνακα του επεσήμανε τα κενά - τους χώρους όπου τα στοιχεία θα πρέπει να είναι,

αλλά κανένας δεν είχε ακόμη ανακαλυφθεί.

Στην πραγματικότητα, ακριβώς όπως Adams και Le Verrier θα μπορούσε να ειπωθεί ότι

έχουν ανακαλύψει τον πλανήτη Ποσειδώνα σε χαρτί, Mendeleev μπορούσε να πει κανείς

ότι έχουν ανακαλύψει γερμανίου (την οποία ονόμασε EKA -πυριτίου, γιατί παρατηρείται

ένα χάσμα μεταξύ πυριτίου και κασσίτερο), γάλλιο ( Ε.Κ.Α. -αλουμίνιο) και σκάνδιο ( ΕΚΑ -βόριο)

σε χαρτί, γιατί προέβλεψε την ύπαρξή τους και τις περιουσίες τους πριν από την πραγματική ανακαλύψεις τους.

Παρά το γεγονός ότι Mendeleev είχε κάνει ένα κρίσιμο βήμα, έκανε λίγο περαιτέρω πρόοδο

επειδή το Rutherford-Bohr μοντέλο του ατόμου δεν είχε ακόμη διατυπωθεί.

ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΜΟΡΦΗ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΥ ΠΙΝΑΚΑ

http://www.ptable.com/?lang=el

Το 1913, ο Henry Moseley, ο οποίος εργάστηκε με Rutherford, έδειξε ότι είναι ατομικός

αριθμός (ηλεκτρικό φορτίο), η οποία είναι η πιο θεμελιώδης για τις χημικές ιδιότητες του κάθε στοιχείου.

Mendeleev είχαν πιστέψει χημικές ιδιότητες καθορίζονταν από ατομικό βάρος.

Moseley προέβλεψε σωστά την ύπαρξη νέων στοιχείων βασίζεται σε ατομικούς αριθμούς.

http://www.ptable.com/

Σήμερα είναι τα χημικά στοιχεία ακόμα διατεταγμένα σε αύξουσα σειρά ατομικού αριθμού (Ζ)

αθώς πηγαίνετε από αριστερά προς τα δεξιά πέρα από τον πίνακα. Καλούμε το οριζόντιο περιόδους γραμμών και την κάθετη ομάδες γραμμών.

ΠΕΡΙΟ∆ΟΙ ΚΑΙ ΟΜΑ∆ΕΣ

Ο περιοδικός πίνακας συγκροτείται βασικά από σειρές (ή περιόδους) και τήλες (ή ομάδες).

Μια περίοδος αποτελείται από τα στοιχεία που υπάρχουν σε καθεμιά οριζόντια σειρά του περιοδικού πίνακα.

Μια ομάδα αποτελείται από τα στοιχεία που υπάρχουν σε καθεμιά στήλη του περιοδικού πίνακα.

αρίθμηση των ομάδων του Περιοδικού Πίνακα

τελευταίο το κρυπτό (Kr). H πέμπτη περίοδος έχει επίσης 18 στοιχεία. Η έκτη περίοδοςακολουθείται από μια τέταρτη περίοδο 18 στοιχείων, με πρώτο το κάλιο (Κ) και Η πρώτη περίοδος στοιχείων είναι μικρή, αφού περιλαμβάνει μόνο το υδρογόνο (H) και το ήλιο (He). Η δεύτερη περίοδος έχει οκτώ στοιχεία, με πρώτο το λίθιο (Li) και τελευταίο το νέο (Ne). Μετά υπάρχει μια ακόμα περίοδος με οκτώ στοιχεία, η οποία περιλαμβάνει στην πραγματικότητα 32 στοιχεία, αλλά για να χωρέσει στη σελίδα, ένα μέρος της εμφανίζεται στο κάτω μέρος του πίνακα. ∆ιαφορετικά ο πίνακας θα έπρεπε να επεκταθεί με τα επιπλέον στοιχεία τοποθετημένα μετά το λανθάνιο (La, ατομικός αριθμός 57). Η έβδομη περίοδος, αν και ασυμπλήρωτη, έχει επίσης κάποια από τα στοιχεία στο κάτω μέρος του πίνακα.

Οι ομάδες είναι συνήθως αριθμημένες. Για την αρίθμηση των ομάδων στην Αμερική Ευρώπη ακολουθήθηκε ανάλογος συμβολισμός των ομάδων, μόνο που στη θέση του Α χρησιμοποιούνται ρωμαϊκοί αριθμοί, συνοδευόμενοι από τα γράμματα Α και Β. Στην χρησιμοποιήθηκε το Β και αντίθετα. Για αποφυγή σύγχυσης η ∆ιεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) πρότεινε οι ομάδες να αριθμούνται συμβατικά από 1 έως 18. Εμείς θα χρησιμοποιούμε τον αμερικανικό συμβολισμό. Οι ομάδες Α ονομάζονται κύριες (ή αντιπροσωπευτικές) ομάδες στοιχείων, ενώ οι Β ονομάζονται ομάδες μεταβατικών στοιχείων. Οι δύο περίοδοι στο κάτω μέρος του πίνακα περιλαμβάνουν τα λεγόμενα εσωτερικά μεταβατικά στοιχεία (η πρώτη σειρά αναφέρεται ως λανθανίδια και η δεύτερη ως ακτινίδια).

παράδειγμα, τα στοιχεία στην Ομάδα ΙΑ, γνωστά ως αλκαλιμέταλλα είναι μαλακά Όπως έχει ήδη αναφερθεί, τα στοιχεία κάθε ομάδας έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Για μέταλλα και αντιδρούν εύκολα με νερό. Το υδρογόνο, που είναι αέριο, αποτελεί εξαίρεση και θα έπρεπε να βρίσκεται μόνο του σε ομάδα. Το νάτριο, όπως και το κάλιο είναι αλκαλιμέταλλα. Τα στοιχεία της ομάδας VIIΑ, γνωστά ως αλογόνα, είναι επίσης δραστικά στοιχεία.

στοιχείο και τελειώνει με ένα ευγενές αέριο. Όσο προχωρούμε από τα αριστερά στα Κάθε περίοδος, ανεξάρτητα από το μήκος της, αρχίζει με ένα πολύ ηλεκτροθετικό δεξιά κάθε νέο στοιχείο έχει στον πυρήνα του ένα πρωτόνιο περισσότερο. Ο πυρήνας γίνεται δηλαδή όλο και πιο θετικός. Γι αυτό αυξάνεται η δύναμη που ασκείται από τον πυρήνα πάνω στα ηλεκτρόνια του νέφους με αποτέλεσμα αυτά να πλησιάζουν πιο πολύ τον πυρήνα. Ο όγκος του ατόμου δηλαδή γίνεται όλο και πιο μικρός.

μόνιμη απομάκρυνση ηλεκτρονίου από τον εξωτερικό φλοιό. Τα στοιχεία που Παράλληλα αυξάνεται η ενέργεια ιονισμού, δηλαδή η ενέργεια που απαιτείται για τη βρίσκονται στο τέλος της περιόδου δηλαδή τα στοιχεία που έχουν 6 ως 7 ηλεκτρόνια στον εξωτερικό τους φλοιό, έχουν τόσο πολύ φορτισμένο πυρήνα, ώστε μπορούν να δέχονται μόνιμα στην εξωτερική τους στοιβάδα και άλλα ηλεκτρόνια. Έχουν δηλαδή πολύ μεγάλη ηλεκτροσυγγένεια και χαρακτηρίζονται ως ηλεκτροαρνητικά.

Τα στοιχεία κάθε κύριας ομάδας έχουν στην εξωτερική τους στοιβάδα τον ίδιο αριθμό

ηλεκτρονίων.

Γι΄ αυτό το σθένος τους είναι το ίδιο.

κατηγορίες στοιχείων στο περιοδικό πίνακα

Ο ηλεκτροθετικός χαρακτήρας των μελών της ομάδας αυξάνεται από πάνω προς τα

κάτω. Πιο ηλεκτροθετικά είναι τα στοιχεία που βρίσκονται στον πυθμένα της ομάδας. Η

ενέργεια ιονισμού γίνεται όλο και πιο μικρή όσο κατεβαίνουμε μέσα στην ομάδα. Σε

κάθε νέο στοιχείο της ομάδας από πάνω προς τα κάτω αυξάνεται ο ατομικός αριθμός. Ο

πυρήνας γίνεται πιο θετικός. Η ηλεκτροστατική δύναμη έλξης που ασκεί πάνω στα

εξωτερικά ηλεκτρόνια γίνεται όλο και πιο μικρή γιατί αυξάνεται η απόσταση τους από

τον πυρήνα.

Γνωρίζουμε επίσης σήμερα ότι η χημεία ενός στοιχείου καθορίζεται από τον τρόπο που είναι τοποθετημένα τα ηλεκτρόνια του - διαμόρφωσης ηλεκτρονίων του.

Τα ευγενή αέρια βρίσκονται στην ομάδα 18, στην άκρη δεξιά της κάθε περιόδου. Η απροθυμία των ευγενών αερίων για να υποβληθούν σε χημικές αντιδράσεις δείχνουν ότι τα άτομα των αερίων αυτών προτιμούν έντονα τις δικές τους συνθέσεις ηλεκτρονίων - που χαρακτηρίζει ένα πλήρες εξωτερικό κέλυφος των ηλεκτρονίων - σε κάθε άλλο.

Σε αντίθεση με τα ευγενή αέρια, τα στοιχεία με την υψηλότερη αντιδραστικότητα είναι εκείνες που έχουν μεγαλύτερη ανάγκη να κερδίσει ή να χάσει ηλεκτρόνια, προκειμένου να επιτευχθεί ένα πλήρες εξωτερικό κέλυφος των ηλεκτρονίων.

Στοιχεία που κάθονται στην ίδια ομάδα (π.χ. των αλκαλίων στην Ομάδα 1) έχουν όλες τον ίδιο αριθμό εξωτερικά ηλεκτρόνια, που οδηγεί σε παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

τα σταθερά ιόντα των ατόμων

Ομοίως, η αλογόνα στην ομάδα 17 έχουν επίσης παρόμοιες ιδιότητες με το ένα το άλλο. Όταν αλογόνα αντιδρούν, αποκτούν ένα ηλεκτρόνιο για να διαμορφώσει αρνητικά φορτισμένα ιόντα. Κάθε ιόν έχει την ίδια διάταξη ηλεκτρονίων με το ευγενές αέριο κατά την ίδια περίοδο. Τα ιόντα είναι επομένως πιο χημικώς σταθερά από ό, τι τα στοιχεία από τα οποία σχηματίζονται.

Υπάρχει μια εξέλιξη από τα μέταλλα για να μη μεταλλικών στοιχείων σε κάθε περίοδο.

Το μπλοκ των στοιχείων σε ομάδες 3 έως 12 περιέχει τα μέταλλα μετάπτωσης. Αυτά είναι παρόμοια μεταξύ τους με πολλούς τρόπους: παράγουν χρωματιστό ενώσεις, έχουν μεταβλητό σθένος και συχνά χρησιμοποιούνται ως καταλύτες.

μεταβολή του μεγέθους των ατόμων (ατομική ακτίνα)

μεταβολή της ενέργειας που απαιτείται για την απόσπαση 1 ηλεκτρονίου απο τα άτομα Li , Na , K (στοιχεία της Ια ομάδας του ΠΠ)

Στη συνέχεια ερχόμαστε στην λανθανίδες (στοιχεία 58 έως 71) και ακτινιδών (στοιχεία 90 έως 103). Οι λανθανίδες συχνά ονομάζεται σπάνιων γαιών, αν και στην πραγματικότητα αυτά τα στοιχεία δεν είναι σπάνια. Η ακτινιδών περιλαμβάνουν τα περισσότερα από τα γνωστά στοιχεία που λαμβάνουν μέρος σε ή παράγονται από πυρηνικές αντιδράσεις. Δεν στοιχείο με ατομικό αριθμό μεγαλύτερο από το 92 εμφανίζεται φυσικά σε μεγάλες ποσότητες.Ελάχιστες ποσότητες πλουτωνίου και ποσειδώνιο υπάρχουν στη φύση ως προϊόντα διάσπασης του ουρανίου. Τα στοιχεία αυτά, και υψηλότερα στοιχεία, επίσης, που παράγεται τεχνητά σε πυρηνικούς αντιδραστήρες ή επιταχυντές σωματιδίων.

Στο internet για τον περιοδικό πίνακα

video για κάθε στοιχείο του Περιοδικού Πίνακα

http://e-yliko.sch.gr/physyliko/physyliko.htm κόμβος στο sch.gr

http://www.chem.uoa.gr/applets/AppletPerTable/Appl_PerTable1.html από Πανεπιστήμιο Αθηνών

http://www.webelements.com/

http://www.chemcollective.org/applets/pertable.php

http://www.chemsoc.org/viselements/pages/periodic_table.html

http://chemmac1.usc.edu/java/ptable/ptable.html

http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/styles.html

http://theodoregray.com/PeriodicTable/

προσομοιώσεις

• 1. ΠΕΡΙΟΔΙΚΌΣ ΠΊΝΑΚΑΣ

  2. Interactive Periodic Table

  3. ΜΕΤΑΒΟΛΉ ΑΤΟΜΙΚΉΣ ΚΑΙ ΙΟΝΙΚΉΣ ΑΚΤΊΝΑΣ ΑΠΌ HTTP://WWW.MHHE.COM/

  4. ΠΕΡΙΟΔΙΚΌΣ ΠΊΝΑΚΑΣ ΚΑΙ ΙΔΙΌΤΗΤΕΣ ΣΤΟΙΧΕΊΩΝ ΕΠΙΛΈΓΟΝΤΑΣ ΈΝΑ ΣΤΟΙΧΕΊΟ ΣΕ ΝΈΑ ΚΑΡΤΈΛΑ ΒΛΕΠΟΥΜΕ ΤΙΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕ Σ ΤΟΥ ΣΤΟΙΧΕΊΟΥ ΑΠΌ HTTP://WWW.RSC.ORG/CHEMSOC

  5. ΜΈΓΕΘΟΣ ΑΤΌΜΩΝ ΚΑΙ ΙΌΝΤΩΝ

  6. ΗΛΕΚΤΡΑΡΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ

ο περιοδικος πίνακας απο το ψηφιακό σχολείο

Η ακτίνα των ατόμων και ιόντων

Το μέγεθος των ατόμων έχει μεγάλη επίδραση στις φυσικές και χημικές ιδιότητες τω στοιχείων και επιρρεάζει τις χημικές και φυσικές ιδιότητες στοιχείων και ενώσεων. Παρ΄ όλο που οι εξωτερικές στοιβάδες των ατόμων δεν έχουν σαφή όρια, τα άτομα συμπεριφέρονται σε ενώσεις με κρυσταλλικό πλέγμα σαν σφαίρες. Έτσι είναι δυνατό με διάθλαση των ακτίνων Χ να προσδιορίσουμε με μεγάλη ακρίβεια την ακτίνα των ατόμων.

Η ατομική ακτίνα των στοιχείων μιας ομάδας αυξάνει από πάνω προς τα κάτω, αφού αυξάνει και ο αριθμός των στοιβάδων

Εντός μιας περιόδου η ατομική ακτίνα ελλατώνεται από αριστερά προς τα δεξιά, επειδή η έλξη των ηλεκτρονίων από τον πυρήνα αυξάνει με τον ίδιο τρόπο.

Γνωρίζουμε ήδη ότι το άτομο κάθε στοιχείου είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, επειδή ο τα αρνητικά φορτία των ηλεκτρονίων εξουδετερώνονται από τα θετικά φορτία των πρωτονίων. Όταν όμως ένα άτομο δώσει ή πάρει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, τότε μεταβάλλεται ανάλογα και το ηλεκτρικό φορτίο, το δε σωματίδιο που προκύπτει ονομάζεται ιόν. Τα ιόντα είναι φανερό πως θα είναι θετικά ή αρνητικά. Το λίθιο π.χ. που έχει ένα ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στοιβάδα το δείνει και δημιουργείται το θετικό ιόν του λιθίου. Αν υποθέσουμε ότι αυτό το ηλεκτρόνιο το πάρει το στοιχείο φθόριο που έχει επτά ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα, τότε θα σχηματισθεί το αρνητικό ιόν του φθορίου. Τα ιόντα συμβολίζονται γράφοντας πάνω δεξιά από το σύμβολο του ατόμου το ηλεκτρικό φορτίο. Έτσι το θετικό ιόν του λιθίου συμβολίζεται με Li⁺, ενώ το αρνητικό ιόν του φθορίου με F^-. Η ιοντική ακτίνα των στοιχείων μιας ομάδας αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω, των στοιχείων μιας περιόδου μειώνεται από αριστερά προς τα δεξιά. Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει την ακτίνα των ατόμων και των αντίστοιχων ιόντων σε Å της τρίτης περιόδου.

Νa Mg Al Si P S Cl

1,86 1,60 1,43 1,17 1,10 1,04 99,4

Na⁺ Mg²⁺ Al³⁺ Si⁴⁺ P⁵⁺ S^2- Cl^-

1,13 0,71 0,53 0.40 0,31 1,70 1,67

Βλέπουμε ότι η ακτίνα των θετικών ιόντων είναι μικρότερη από την ατομική ακτίνα των αντίστοιχων στοιχείων, ενώ των αρνητικών ιόντων μεγαλύτερη.

Με τα ιόντα συνδέεται άμεσα η ενέργεια ιονισμού. Ως ενέργεια ιονισμού χαρακτηρίζουμε εκείνη την ενέργεια που απαιτείται για να αποδεσμευθεί τελείως από το ουδέτερο άτομο το ηλεκτρόνιο με τη μικρότερη ενέργεια. Η ενέργεια ιονισμού των στοιχείων μιας ομάδας μειώνεται από πάνω προς τα κάτω, των στοιχείων μιας περιόδου αυξάνεται από δεξιά προς τα αριστερά.

ATOMIKH AKTINA

ENEΡΓEIA IONTIΣMOY

μεταβολή ενέργειας ιονισμού στον ΠΠ

• • μεταβολή Αριθμού Οξείδωσης στον ΠΠ

  • μεταβολή ηλεκτραρνητικότητας στον ΠΠ

• περιοδικές ιδιότητες

• μεταβολή χαρακτήρα στα οξείδια μιας ομάδας του ΠΠ

• Περιοδικός πίνακας και αριθμοί οξείδωσης

  • Periodic Table videos επιλέγοντας ένα στοιχείο ανοίγει video με τις ιδιότητες του στοιχείου

Ηλεκτραρνητικοτητα

8 λεπτά που αναδεικνύει κάθε ένα από τα χημικά στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Για περισσότερα, δείτε http://periodictable.com και μην χάσετε το βιβλίο The Elements στο http://periodictable.com/theelements.

ιδιότητες ευγενών αερίων video στα Αγγλικά