Lekcja 7 - Układ okresowy

Układ okresowy

Układ okresowy pierwiastków opublikował w 1869 roku D.I. Mendelejew. Ułożył je zgodnie ze wzrastającą liczbą atomową (Z). Dodatkowo pierwiastki mające podobne wartościowości powtarzają się. Powstała tablica złożona z rzędów czyli okresów oraz kolumn stanowiących grupy.

Właściwości pierwiastków, uporządkowanych zgodnie ze wzrastającą liczbą atomową (Z), powtarzają się okresowo.

Okresy ponumerowano od 1 do 7, które wskazują liczbę powłok elektronowych. 
Grupy główne ponumerowane są od 1,2 oraz od 13 do 18. Grupy poboczne to od 3 do 12 (pomiędzy grupami głównymi). Nazwy grup wywodzą się najczęściej od nazwy pierwszego pierwiastka w grupa, np.: 
- azotowce - N, P, As, Sbi, Bi.
- berylowce - Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

Każdy okres rozpoczyna się od bardzo aktywnego metalu, a kończy niemetalem, które nazywamy gazami szlachetnymi (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).

Przeanalizujmy przykład tlenu.
Symbol - O,
Numer grupy - 16,
Numer okresu - 2,
Liczba atomowa - 8,
Liczba p⁺ - 8,
Liczba e^- - 8,
Liczba elektronów na kolejnych powłokach - 2,6,
Liczba powłok elektronowych - 2,
Liczba elektronów walencyjnych - 6,

Dla lepszej orientacji zobaczmy jakie wartości odczytamy z układu dla pierwiastka neon
Symbol - Ne,
Numer grupy - 18,
Numer okresu - 2,
Liczba atomowa - 10,
Liczba p⁺ - 10,
Liczba e^- - 10,
Liczba elektronów na kolejnych powłokach - 2,8,
Liczba powłok elektronowych - 2,
Liczba elektronów walencyjnych - 8,

Z układu okresowego możemy odczytać wiele informacji o danym pierwiastku. Zachodzi także zależność między liczbą elektronów walencyjnych a numerowi grupy. Jest ona równa numerowi grupy lub numerowi grupy pomniejszonej o 10 (tylko w przypadku pierwiastków z grupy od 13 do 18).

Liczba powłok elektronowych jest równa numerowi okresu.

Liczba atomowa jest równa liczbie protonów oraz elektronów.

Podsumowanie tematu
1. Kto opracował układ okresowy i w którym roku go opublikował?
2. Jakie dane na temat pierwiastków możemy wyczytać z układ okresowego?
3. Według powyższego ćwiczenia rozpisz pierwiastek fosforu oraz chloru.

Lekcja 6 - Promieniotwórczość

Lekcja 8 - Wiązania chemiczne

Lekcja 8 - Wiązania chemiczne

Wiązania chemiczne

Wiązanie kowalencyjne (atomowe)
Wiązanie jonowe


Wiązania chemiczne to inaczej przyciąganie atomów za pomocą elektronów walencyjnych. 

Wiązanie kowalencyjne (atomowe) - jest to wiązanie między tymi samymi atomami, polega na utworzeniu wspólnej pary elektronowej dla obu atomów. Występują dwa wiązania kowalencyjne: 
- niespolaryzowane zachodzące w cząsteczce O₂, H₂, czyli wspólna para elektronów nie jest przesunięta w stronę żadnego atomu. 
- spolaryzowane występuje w cząsteczce np. w cząsteczce NH₃,>CO₂ gdyż para elektronów przesunięta jest w stronę jednego z atomów (o większej ilości elektronów walencyjnych). 

Powyżej przedstawiłem kilka wzorów. 
Pierwszy to sumaryczny. Składa się z symbolu pierwiastka oraz liczby atomów w cząsteczce.
Wzór elektronowy w sposób graficzny przedstawia nam jak rozmieszczone są elektrony walencyjne (nie zawsze muszą być tak dokładnie, jednak w ten sposób łatwiej jest zapisać wiązanie).
Kolejnym wzorem jest wzór elektronowy przedstawiający jak atomy łączą się poprzez próbę "przygarnięcia" elektronów.
Ostatnim wzorem jest wzór sumaryczny. Jedna kreska oznacza parę elektronową (dwa elektrony). 

Pokaże kolejny przykład ale bez szczególnego omawiania:

Wiązanie jonowe - jest wiązanie polegające na "oddaniu" elektronów. Występuje między jonami. Jon to atom obdarzony ładunkiem: dodatnim (kation) lub ujemnym (anion). 

W powyższym przykładzie zaszła lekka zmiana. Atomy nie próbowały przyłączyć sobie elektrony do uzyskania oktetu lecz "próbowały" stworzyć jeden. Na (sód) oddał swój elektron Cl (chlorowi) i w momencie kiedy na powłoce chloru znalazło się 8 elektronów równocześnie taka sama sytuacja miała miejsce na powłoce sodu.

Drugą różnicą między wiązaniem jonowym a wiązaniem kowalencyjnym jest zmiana ładunku atomów. Jeżeli atomy mają tyle samo elektronów co protonów czyli są obojętne co się stanie jeśli sód utracił elektron (ładunek ujemny)? Stał się kationem sodu czyli jonem dodatnim. Gdy sód "oddał" chlorowi dodatkowy ładunek ujemny jaki będzie wtedy chlor? Oczywiście, że ujemny gdyż otrzymał dodatkowy ładunek ujemny, czyli jest anionem chlorkowym tzw. jonem ujemnym. 

Właśnie na przyciąganiu się jonów polega wiązanie jonowe.

Wiązanie kowalencyjne (atomowe) - polega na łączeniu się atomów za pomocą wspólnych par elektronowych.
Wiązanie jonowe - wiązanie, polegające na łączeniu się kationów i anionów powstałych z atomów.
Wartościowości - zapisywane cyfrą rzymską, jest to liczba wiązań jakie tworzy atom ze sobą (wiązanie kowalencyjne) liczba nadmiaru lub niedoboru elektronów w jonie (wiązanie jonowe). 
Jon - atom obdarzony ładunkiem dodatnim lub ujemnym.
Kation - jon dodatni.
Anion - jon ujemny.


Wartościowości pierwiastków dostępne pod tym linkiem

Podsumowanie tematu
1. Wymień rodzaje wiązań i podaj różnice między nimi.
2. Jak dzielą się wiązania kowalencyjne?
3. Kation to jon obdarzony ładunkiem?
4. Wartościowości zapisuje się cyfrą arabską czy rzymską?

Lekcja 7 - Układ okresowy

Lekcja 9 - Ustalanie wzorów - wartościowości