Budowa układu okresowego pierwiastków

1. Budowa układu okresowego pierwiastków

2. 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.

3. Cd • W tym czasie potrafiono określić niektóre właściwości tych pierwiastków i wyznaczyć ich masy atomowe, • Próbę usystematyzowania znanych pierwiastków podejmowali: JohanWolfgang Dobereinera (1780-1849), Julius Lothar Meyer (1830-1895), John Alexander Newlands (1837-1898), DimitrMendelejew (1834-1907).

4. 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.

5. 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.

6. 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,

7. 3. Prawo okresowości • Właściwości pierwiastków chemicznych uporządkowanych wg wzrastających liczb atomowych (Z) powtarzają się okresowo.

8. 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 58Ce do 71Lu – lantanowcei od 90Th do 103Lw – aktynowce

9. 4a. Podstawa konstrukcji u.o.p.chem. • Pierwiastki zgrupowane są w 7-miu szeregach poziomych wg wzrastającej liczby atomowej (Z) zwanych okresami, 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 1 do 18, pierwiastki w grupach maja identyczną konfigurację zewnętrznej powłoki n.

10. 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 (ns2p6) - reguła oktetu (prawidłowość układu okresowego pierwiastków chemicznych)

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

12. 4b. Bloki energetyczne – blok s • Blok s obejmuje pierwiastki grupy 1 i 2 oraz hel (grupa 18), • Pierwiastki bloku s w zewnętrznej powłoce elektronowej (n) mają jedną podpowłokę (orbital) s zapełnioną jednym (s1) lub dwoma (s2) elektronami

13. 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 - s2 i p, odpowiednio w grupach (13 – p1, 14 - p2, 15 – p3, 16 – p4, 17 – p5, 18 - p6).

14. 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 + Cri Mo – s1) lub 2 elektrony (s2), • Kolejne elektrony obsadzają podpowłokę (orbital) d w powłoce przedostatniej (n-1) od d1 do d10.

15. 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 f1 do f14.

16. 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.