Budowa układu okresowego pierwiastków

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, 15azotowce, 17-flurowce (halogeny), 18-helowce.