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

2,1 H 1

Okres 1-szy

Wodór 1 Hel 2

H He

1s^1 1s^2 = [He]

1s = 2 pierwiastki

Okres 2-gi

Lit Beryl Bor Węgiel Azot Tlen Fluor Neon

3 4 5 6 7 8 9 10

Li Be B C N O F Ne

[He]2s^1 [He]2s^2 [He]2s^22p^1 [He]2s^22p^2 [He]2s^22p^3 [He]2s^22p^4 [He]2s^22p^5 [He]2s^22p^6= [Ne]

2s + 2p = 8 pierwiastków

Okres 3-ci

Sód Magnez Glin Krzem Fosfor Siarka Chlor Argon

11 12 13 14 15 16 17 18

Na Mg Al Si P S Cl Ar

[Ne]3s^1 [Ne]3s^2 [Ne]3s^23p^1 [Ne]3s^23p^2 [Ne]3s^23p^3 [Ne]3s^23p^4 [Ne]3s^23p^5 [Ne]3s^23p^6= [Ar]

3s + 3p = 8 pierwiastków

Okres 4-ty

Potas 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]4s^1 [Ar]4s^2 [Ar]3d^14s^2 [Ar]3d^24s^2 [Ar]3d^34s^2 [Ar]3d^54s^1 [Ar]3d^54s^2 [Ar]3d^64s^2 [Ar]3d^74s^2 [Ar]3d^84s^2 [Ar]3d^104s^1 [Ar]3d^104s^2 [Ar]3d^104s^24p^1 [Ar]3d^104s^24p^2 [Ar]3d^104s^24p^3 [Ar]3d^104s^24p^4 [Ar]3d^104s^24p^5 [Ar]3d^104s^24p^6= [Kr]

3d + 4s + 4p = 18 pierwiastków

• Nieregularności

Okres 5-ty

Rubid 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]5s^1 [Kr]5s^2 [Kr]4d^15s^2 [Kr]4d^25s^2 [Kr]4d^45s^1 [Kr]4d^55s^1 [Kr]4d^55s^2 [Kr]4d^75s^1 [Kr]4d^85s^1 [Kr]4d^10 [Kr]4d^105s^1 [Kr]4d^105s^2 [Kr]4d^105s^25p^1 [Kr]4d^105s^25p^2 [Kr]4d^105s^25p^3 [Kr]4d^105s^25p^4 [Kr]4d^105s^25p^5 [Kr]4d^105s^25p^6 = [Xe]

4d + 5s + 5p = 18 pierwiastków

* Nieregularności

Okres 6-ty

Cez Bar Lantan	55 56 57	Cs Ba La	[Xe]6s^1 [Xe]6s^2 [Xe]5d^16s^2
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]4f^15d^16s^2 [Xe]4f^36s^2 [Xe]4f^46s^2 [Xe]4f^56s^2 [Xe]4f^66s^2 [Xe]4f^76s^2 [Xe]4f^75d^16s^2 [Xe]4f^96s^2 [Xe]4f^106s^2 [Xe]4f^116s^2 [Xe]4f^126s^2 [Xe]4f^136s^2 [Xe]4f^146s^2 [Xe]4f^145d^16s^2
cd. okresu Hafn 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]4f^145d^26s^2 [Xe]4f^145d^36s^2 [Xe]4f^145d^46s^2 [Xe]4f^145d^56s^2 [Xe]4f^145d^66s^2 [Xe]4f^145d^76s^2 [Xe]4f^145d^96s^1 [Xe]4f^145d^106s^1 [Xe]4f^145d^106s^2 [Xe]4f^145d^106s^26p^1 [Xe]4f^145d^106s^26p^2 [Xe]4f^145d^106s^26p^3 [Xe]4f^145d^106s^26p^4 [Xe]4f^145d^106s^26p^5 [Xe]4f^145d^106s^26p^6= [Rn]

4f + 5d + 6s + 6p = 32 pierwiastki

* Nieregularności

lantanowce

Okres 7-my

Frans Rad Aktyn	87 88 89	Fr Ra Ac	[Rn]7s^1 [Rn]7s^2 [Rn]6d^17s^2
Tor^* Protaktyn Uran dalsze: aż do 118	90 91 92	Th Pa U	[Rn]6d^27s^2 [Rn]5f^26d^17s^2 [Rn]5f^36d^17s^2

5f + 6d + 7s = 26 pierwiastków (maksymalnie

32 pierwiastki)

* Nieregularności

aktynowce

Przykłady struktur elektronowych pierwiastków

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.

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 Fermi

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

Inne formy układu okresowego

a) Forma krótka układu okresowego

b) Forma bardzo długa układu okresowego

1

18

1

1 H

2

13

14

15

16

17

2 He

2

3 Li

4 Be

Liczba atomowa

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

3

1 H

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13 Al.

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Fe

26 Fe

27 Co

28 In

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Tm

71 Lu

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Uun

111 Uuu

112 Uub

114 Unq

116 Uuh

118 Uuo

32 kolumny = 18 grup + po 14 pierwiastków f - elektronowych

c) Rzadsze formy: piramidalna i kołowa

Koniec rozdziału VI

Władysław Walkowiak - Chemia Ogólna, kurs WPC 1002w

2 / 16

Rozdział VI Układ okresowy pierwiastków

Władysław Walkowiak - Chemia Ogólna, kurs WPC 1002w

14 / 16

Rozdział VI 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

---