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 58Ce do 71Lu – lantanowce i od 90Th do 103Lw – aktynowce

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.

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)

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 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

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).

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

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.

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.