Kemiskolan - gratis kurs och test på nätet

Det periodiska systemet

I det periodiska system som Mendelejev ställde upp under senare delen av 1800-talet och som i princip fortfarande gäller ordnas ämnena i perioder (rader) efter ökande atomnummer. Mendelejev ordnade först efter ökande atommassa men numera är det atomnummer som gäller. Skillnaden berör bara ett fåtal element. Varje period avslutas med en ädelgas och nästa period som börjar på en ny rad börjar med en alkalimetall. Mendelejev upptäckte att med denna uppställning kom ämnen med liknande egenskaper att hamna rakt över varandra i samma grupp (kolumn). Det blev emellertid stora luckor i uppställningen som fick sin förklaring först då den moderna atomteorin utvecklats.

Det periodiska systemet är förmodligen en av de största uppfinningar en människa gjort. Genom att ta reda på ett elements placering i det periodiska systemet kan man dra långtgående slutsatser om det grundämne som elementet ingår i och egenskaper hos kemiska föreningar mellan detta och andra element.

Vi ska bara helt kort nämna något av det viktigaste om det periodiska systemet som återges här. Om Du klickar på bilden visas den större.

Väte och elementen i övre högra hörnet kallas ickemetaller (grön bakgrund) som via halvmetallerna (gul bakgrund) gränsar till metallerna (ofärgad bakgrund) vilka utgör det största antalet element. Väte är en ickemetall men placeras i grupp 1 eftersom den har 1 valenselektron. Elementen med atomnummer 57-70 kallas lantanoiderna efter lantan med atomnummer 57 som inleder och elementen med atomnummer 89-102 kallas aktionoiderna efter aktinium med atomnummer 89 som inleder. Man brukar som här återge dem utbrutna ur det periodiska systemet för att det inte ska bli så brett. Under varje element är här givet dess relativa atommassa som är mätetalet i atommassan då den anges med enheten u.

Grupperna numreras från vänster till höger och har följande namn:

1. alkalimetallerna

2. alkaliska jordartsmetallerna

3-12. övergångselementen

13. borgruppen

14. kolgruppen

15. kvävegruppen

16. syregruppen eller kalkogenenrna

17. halogenerna eller saltbildarna

18. ädelgaserna

Med undantag för övergångselementen gäller att atomen har lika många valenselektroner som entalssiffran i gruppens nummer. Alkalimetallerna avger gärna sin elektron och bildar envärt positivt laddade joner (laddning 1+). De alkaliska jordartmetallerna avger två elektroner och blir tvåvärt positiva (laddning 2+). Halogenerna som har 7 valenselektroner tar gärna upp en elektron och bildar envärt negativa joner. Kalkogenerna bildar gärna tvåvärt negativa joner. De kemiska egenskaperna blir därför likartade för ämnen inom samma grupp så som Mendelejev upptäckt. Detta stämmer ganska bra för grupperna 1-2 och 13-18. För övergångselementen är det inte så god överensstämmelse eftersom de har en komplicerad elektronstruktur där valenselektronerna kan gå in i det tomma inre skalet. Vi har tidigare sett att ett nytt skal börjar fyllas när vi fått oktett även om det underliggande skalet inte är helt fyllt som för t ex kalcium som vi diskuterat.

Förutom att grundämnena i samma grupp har liknande kemiska egenskaper gäller också att de fysikaliska egenskaperna ofta ändras på ett regelbundet sätt inom gruppen. Som exempel kan nämnas att alla halogener bildar tvåatomiga molekyler så som F₂, Cl₂ o s v, att de gärna bildar envärt negativa joner i kemiska jonföreningar och att smältpunkterna och kokpunkterna för halogenerna ökar neråt i gruppen.

Man har också lagt märke till att metallkaraktären minskar mot höger längs en period och ökar neråt längs en grupp.

Atomens storlek ökar neråt längs en grupp eftersom det kommer till flera skal och minskar åt höger i en period eftersom det kommer till fler protoner men skalens antal ändras inte så därför dras skalen ihop mot atomkärnan.

Denna sida finns på Kemiskolan på Chemistry for Free (www.chem4free.info)