VI. UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW
Odkrycie Mendelejewa (1869 r.):
Istnieje współzależność pomiędzy masą atomową pierwiastka a jego właściwościami. Jeżeli uporządkuje się pierwiastki wg wzrastających mas atomowych to ich właściwości chemiczne i fizyczne zmieniają się w sposób ciągły, a równocześnie powtarzają się okresowo
|
Układ okresowy w formie krótkiej - w 1869 r. znano tylko 63 pierwiastki (układ nie był kompletny).
Ale przewidziano szereg właściwości tych nieodkrytych wówczas pierwiastków.
Nie znano wówczas :
gal → eka - glin
german → eka - krzem
Forma długa układu okresowego
1 18
2,1 H 1 |
2 |
|
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
- He 2 |
||||||||||||||||||||||
1,0 Li 3 |
1,5 Be 4 |
|
2,0 B 5 |
2,5 C 6 |
3,0 N 7 |
3,5 O 8 |
4,0 F 9 |
- Ne 10 |
||||||||||||||||||||||
0,9 Na 11 |
1,2 Mg 12 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1,5 Al. 13 |
1,8 Si 14 |
2,1 P 15 |
2,5 S 16 |
3,0 Cl 17 |
- Ar 18 |
|||||||||||||
0,9 K 19 |
1,0 Ca 20 |
1.3 Sc 21 |
1,5 Ti 22 |
1,7 V 23 |
1,9 Cr 24 |
1,7 Mn 25 |
1,9 Fe 26 |
2,0 Co 27 |
2,0 Ni 28 |
1,9 Cu 29 |
1,6 Zn 30 |
1,6 Ga 31 |
1,8 Ge 32 |
2,0 As 33 |
2,4 Se 34 |
2,8 Br 35 |
- Kr 36 |
|||||||||||||
0,8 Rb 37 |
1,0 Sr 38 |
1,3 Y 39 |
1,4 Zr 40 |
1,6 Nb 41 |
2,0 Mo 42 |
1,9 Tc 43 |
2,2 Ru 44 |
2,2 Rh 45 |
2,2 Pd 46 |
1,9 Ag 47 |
1,7 Cd 48 |
1,7 In 49 |
1,8 Sn 50 |
1,9 Sb 51 |
2,1 Te 52 |
2,5 I 53 |
- Xe 54 |
|||||||||||||
0,7 Cs 55 |
0,9 Ba 56 |
1,1 La* 57 |
1,3 Hf 72 |
1,5 Ta 73 |
2,0 W 74 |
1,9 Re 75 |
2,2 Os 76 |
2,2 Ir 77 |
2,2 Pt 78 |
2,4 Au 79 |
1,9 Hg 80 |
1,8 Tl 81 |
1,8 Pb 82 |
1,9 Bi 83 |
2,0 Po 84 |
2,2 At 85 |
- Rn 86 |
|||||||||||||
0,7 Fr 87 |
0,9 Ra 88 |
1,1 Ac** 89 |
Rf 104 |
Db 105 |
Sg 106 |
Bh 107 |
Hs 108 |
Mt 109 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
*Lantanowce |
1,1 Ce 58 |
1,1 Pr 59 |
1,2 Nd 60 |
1,2 Pm 61 |
1,2 Sm 62 |
1,0 Eu 63 |
1,1 Gd 64 |
1,2 Tb 65 |
1,2 Dy 66 |
1,2 Ho 67 |
1,2 Er 68 |
1,2 Tm 69 |
1,2 Yb 70 |
1,2 Lu 71 |
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
**Aktynowce |
1,3 Th 90 |
1,5 Pa 91 |
1,7 U 92 |
Np 93 |
Pu 94 |
Am 95 |
Cm 96 |
Bk 97 |
Cf 98 |
Es 99 |
Fm 100 |
Md 101 |
No 102 |
Lr 103 |
|
Okres 1-szy
Wodór 1 Hel 2 |
H He |
1s1 1s2 |
1s = 2 pierwiastki
Okres 2-gi
|
3 4 5 6 7 8 9 10 |
Li Be B C N O F Ne |
[He]2s1 [He]2s2 [He]2s22p1 [He]2s22p2 [He]2s22p3 [He]2s22p4 [He]2s22p5 [He]2s22p6 |
2s + 2p = 8 pierwiastków
Okres 3-ci
Fosfor Siarka Chlor Argon |
11 12 13 14 15 16 17 18 |
Na Mg Al Si P S Cl Ar |
[Ne]3s1 [Ne]3s2 [Ne]3s23p1 [Ne]3s23p2 [Ne]3s23p3 [Ne]3s23p4 [Ne]3s23p5 [Ne]3s23p6 |
3s + 3p = 8 pierwiastków
[Ar]
Okres 4-ty
Wapń Skand Tytan Wanad Chrom* Mangan Żelazo Kobalt Nikiel Miedź* Cynk Gal German Arsen Selen Brom Krypton
|
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
|
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr |
[Ar]4s2 [Ar]3d14s2 [Ar]3d24s2 [Ar]3d34s2 [Ar]3d54s1
[Ar]3d64s2 [Ar]3d74s2 [Ar]3d84s2 [Ar]3d104s1 [Ar]3d104s2 [Ar]3d104s24p1 [Ar]3d104s24p2
[Ar]3d104s24p4 [Ar]3d104s24p5 [Ar]3d104s24p6
|
3d + 4s + 4p = 18 pierwiastków
* Nieregularności
Okres 5-ty
Stront Itr Cyrkon Niob* Molibden* Technet Ruten* Rod* Pallad* Srebro* Kadm Ind Cyna Antymon Tellur Jod Ksenon |
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
|
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe |
[Kr]5s2 [Kr]4d15s2 [Kr]4d25s2 [Kr]4d45s1
[Kr]4d55s2 [Kr]4d75s1 [Kr]4d85s1 [Kr]4d10 [Kr]4d105s1 [Kr]4d105s2 [Kr]4d105s25p1 [Kr]4d105s25p2
[Kr]4d105s25p4 [Kr]4d105s25p5 [Kr]4d105s25p6
|
4d + 5s + 5p = 18 pierwiastków
* Nieregularności
Okres 6-ty
Bar Lantan |
55 56 57 |
Cs Ba La |
[Xe]6s1 [Xe]6s2 [Xe]5d16s2 |
Cer Prazeodym* Neodym* Promet* Samar* Europ* Gadolin Terb* Dysproz* Holm* Erb* Tul* Iterb* Lutet |
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 |
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu |
[Xe]4f15d16s2 [Xe]4f36s2 [Xe]4f46s2 [Xe]4f56s2
[Xe]4f76s2 [Xe]4f75d16s2 [Xe]4f96s2 [Xe]4f106s2 [Xe]4f116s2 [Xe]4f126s2 [Xe]4f136s2 [Xe]4f146s2 [Xe]4f145d16s2 |
cd. okresu
Tantal Wolfram Ren Osm Iryd Platyna* Złoto* Rtęć Tal Ołów Bizmut Polon Astat Radon |
6-go: 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 |
Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn |
[Xe]4f145d26s2 [Xe]4f145d36s2 [Xe]4f145d46s2 [Xe]4f145d56s2 [Xe]4f145d66s2 [Xe]4f145d76s2 [Xe]4f145d96s1 [Xe]4f145d106s1 [Xe]4f145d106s2 [Xe]4f145d106s26p1 [Xe]4f145d106s26p2 [Xe]4f145d106s26p3 [Xe]4f145d106s26p4 [Xe]4f145d106s26p5 [Xe]4f145d106s26p6 |
4f + 5d + 6s + 6p = 32 pierwiastki
* Nieregularności
|
Okres 7-my - do Z = 103
Frans
Aktyn |
87 88 89 |
Fr Ra Ac |
[Rn]7s1 [Rn]7s2 [Rn]6d17s2 |
Tor* Protaktyn Uran
|
90 91 92
|
Th Pa U
|
[Rn]6d27s2 [Rn]5f26d17s2 [Rn]5f36d17s2 |
5f + 6d + 7s = 26 pierwiastków (maksymalnie 32 pierwiastki)
* Nieregularności
aktynowce |
Przykłady:
1) Podaj strukturę elektronową pierwiastka o Z = 17.
Jaki to pierwiastek?
Rozwiązanie :
1-szy okres 2 pierw. 1s2
2-gi okres 8 pierw. 2s2p6
3-ci okres 8 pierw. 3s2p6
18 pierw. = 18 elektronów
Jest to więc pierwiastek z 3-go okresu:
Cl: 1s2 2s2p6 3s2p5 VII-ma grupa główna - chlor
2) Jaka jest struktura elektronowa anionu Cl--?
1s2 2s2p6 3s2p6 (struktura argonu)
3) Podaj strukturę elektronową wapnia i kationu Ca2+
Wapń jest pierwiastkiem s-elektronowym - okres 4-ty, grupa 2-ga:
Ca : 1s2 2s2p6 3s2p6 4s2
Ca2+: 1s2 2s2p6 3s2p6 4s0 (0 (zero) oznacza brak elektronów na orbitalu 4s)
4) Zadanie do samodzielnego rozwiązania:
Podaj strukturę elektronową pierwiastka o Z = 83.
Jaki to pierwiastek ?
Podaj strukturę elektronową tego pierwiastka na +5, +3 i -3 st.
utlenienia.
Uwaga: Studenci w ramach tego kursu muszą znać wszystkie pierwiastki grup głównych - ich nazwy, symbole, położenie w układzie okresowym i ich pełną strukturę elektronową.
Dawny i obecny podział pierwiastków w układzie okresowym na grupy
Rodzaj grup |
Blok |
Nr grupy |
Grupy |
Grupy główne |
s |
1 1 2 |
Wodór Litowce Berylowce |
|
p |
13 14 15 16 17 18 |
Borowce Węglowce Azotowce Tlenowce Fluorowce Helowce+ |
Grupy oboczne |
d |
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
Skandowce Tytanowce Wanadowce Chromowce Manganowce Żelazowce Kobaltowce Niklowce Miedziowce Cynkowce |
|
f |
|
Lantanowce Aktynowce |
+: Hel należy do bloku s
Nazwy i symbole pierwiastków
a) Większość - angielska nazwa
tlen → oxygen → O
wodór → hydrogen → H
siarka → sulfur → S
b) 10 pierwiastków ma symbole związane z ich nazwami łacińskimi
Na przykład:
srebro → silver (ang) → argentum (łac) → Ag
żelazo → iron (ang) → ferrum (łac) → Fe
potas → potassium (ang) → kalium (łac) → K
c) Kilkanaście pierwiastków ma nazwy związane
z nazwami geograficznymi lub nazwiskami uczonych:
Nazwy geograficzne |
Nazwiska uczonych |
Ameryk Frans Gal German Polon Kaliforn |
Einstein Mendelew Nobel Ferm |
d) Symbole pierwiastków → jedno lub dwuliterowe (Z < 110)
Przykład:
2 litery: Cu, Co, Ni
1 litera: K, S, O
Pierwsza litera → zawsze duża
Druga litera → zawsze mała
Koniec rozdziału VI-go
Władysław Walkowiak - Chemia Ogólna, kurs WPC 1002w
2 z Roz.3
Rozdział III. Układ okresowy pierwiastków
Władysław Walkowiak - Chemia Ogólna, kurs WPC 1002w
10 z Roz. 3
Rozdział III. Układ okresowy pierwiastków
p
1
2
3
4
5
6
7
d
s
p
s
d
p
Elektroujemność (wg Paulinga)
Symbol chemiczny
Liczba atomowa
s
d
p
s
d
f