Periodická tabulka prvků

Historie periodické tabulky prvků

• První pokus o dělení prvků – německý chemik Johann Döbereiner – 19.st. – pravidlo triád – v triádě prvků (například Li, Na, K) má střední prvek průměrné vlastnosti krajních prvků.
• 2. polovina 19. st. – anglický chemik John Newlands – pravidlo oktáv – první uspořádání prvků podle jejich atomové hmotnosti (využíval analogii podobnosti prvků s podobností tónů v hudbě).
• Dmitrij Ivanovič Mendělejev v roku 1869 publikoval v časopise Ruské chemické společnosti svou Periodickou tabulku.
  • Seřadil prvky podle jejich relativní atomové hmotnosti (tehdy bylo známo 63 prvků). Z prvků s podobnými vlastnostmi vytvořil skupiny, čím se rozpadl seznam na víče řad a sloupců a tím vytvořil periodickou soustavu prvků.
  • Původní definice Periodického zákona: Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich atomového hmotnosti.
  • Mendělejev nechal v tabulce volná místa pro prvky, která budou ještě objevená a s vysokou přesností předpověděl také jejich chemické vlastnosti.
  • Postupným objevováním dalších poznatků se dokázalo, že Periodický zákon je jeden ze základních přírodních zákonů.
  • Dnes se na základě poznání vnitřní struktury atomů periodický zákon formuluje takto: Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich protonových čísel.

Periodická tabulka prvků

• Krátká a dlouhá forma (nejpoužívanější, obsahuje také lanthanoidy a aktinoidy), z netradičních modifikací představuje hlavní příklad tabulka prvků podle jejich výskytu na Zemi.
• Prvky v periodické tabulce jsou uspořádané do 7-mi horizontálních řad – period, které jsou označované arabskými číslicemi a do 18-ich vertikálních skupin označovaných římskými číslicemi. Skupiny se dále dělí na hlavní podskupiny (I.A…VIII.A) a vedlejší skupiny (I.B…VIII.B).
• Číslo periody je totožné s maximálním hlavním kvantovým číslem, tj. s číslem valenční vrstvy elektronů.
• První perioda začíná vodíkem H, který má elektronovou konfiguraci 1s¹ a končí heliem, které má elektronovou konfiguraci 1s²
• Prvek každé další periody začíná elektronovou konfigurací ns¹
• Podle zaplnění určitých typů orbitalů valenčními elektrony můžeme prvky dělit na:
  • nepřechodné prvky :
    • s-prvky – valenční elektrony jsou v orbitalech ns
    • p-prvky – valenční elektrony jsou v orbitalech ns np
  • přechodné prvky:
    • d-prvky – valenční elektrony jsou v orbitalech ns (n – 1)d
  • vnitřně přechodné prvky
    • f-prvky – lanthanoidy a aktinoidy – valenčními elektrony si doplňují orbitaly (n – 2)f
• počet valenčních elektronů je totožný s číslem skupiny, ve které se prvek nachází (výjimka – některé prvky VIII.B skupiny)
• Z postavení prvku v tabulce tedy můžeme určit:
  • elektronovou konfiguraci atomu
  • fyzikální a chemické vlastnosti prvku (mají periodický charakter)
  • možné předpovědět mnohé vlastnosti a případné sloučeniny

Periodicita fyzikálních a chemických vlastností atomů prvků

První ionizační energie atomů prvků

• energie potřebná na odtrhnutí jednoho elektronu z každého atomu v 1 molu plynných atomů v základním stavu
• hodnota ionizační energie charakterizuje schopnost atomu odevzdat elektrony
• hlavní faktory ovlivňující 1. ionizační energii:
  • velikost kladného náboje jádra atomu – zvětšení jádra atomu (se zvětšujícím se protonovým číslem) způsobí také zvětšení 1. ionizační energie – laicky: čím větší jádro, tím větší ionizační energie
  • vzdálenost elektronu od jádra – čím je valenční vrstva elektronů dále od jádra, tím menší ionizační energii je třeba dodat na odtržení elektronu
  • krycí efekt elektronů – týká se atomů, které obsahují vnitřní elektronové vrstvy. Vnitřní elektrony „tlumí“ efekt přitažlivého jádra. Čím větší krycí efekt, tím je potřeba menší ionizační energie na odtrhnutí elektronu
• z toho vyplývá: první ionizační energie atomů prvků v periodách narůstá zleva doprava a klesá ve skupinách směrem dolů
• přičemž společné působení efektu vzdálenosti a krytí zeslabuje efekt narůstání kladného náboje jádra

Atomové poloměry prvků

• atomové poloměry prvků v periodě klesají zleva doprava a ve skupinách stoupají směrem dolů

Elektronegativita

• Elektronegativita je schopnost prvku přitahovat k sobě vazebné elektrony (míra schopnosti přitahovat svoje vazebné elektrony)
• v periodě stoupá zleva doprava a ve skupině klesá směrem dolů
• elektronegativní prvky: snaha dosáhnout elektronové konfigurace nejbližšího vzácného plynu – tzv. oktetové pravidlo
• elektropozitivní prvky: snaha dosáhnout konfigurace předcházejícího vzácného plynu

Kovy, nekovy a polokovy

• kovy – elektropozitivní prvky, hlavně s-prvky a p-prvky s malým počtem elektronů ve valenční vrstvě, d a f-prvky. Lehce vytvářejí kationty, v pevném skupenství vytvářejí kovovou mřížku
• nekovy – elektronegativní prvky, především p-prvky s větším počtem elektronů ve valenční vrstvě (například: halogeny, chalkogeny, vodík, uhlík, dusík,..). Lehce vytvářejí anionty.
• polokovy – mají některé vlastnosti kovů a některé nekovů.
• kovové vlastnosti prvků narůstají ve skupinách směrem dolů a v periodách zprava doleva

Odkazy

Související články

• Atom
• Atomové jádro

Použitá literatura

• SILNÝ, Peter a Beata BRESTENSKÁ. Prehľad chémie 1. 1. vydání. Bratislava : Slovenské pedagogické nakladateľstvo, 2000. sv. 1. s. 246. ISBN 80-08-00376-6.