Periodensystem: was es ist und wie es organisiert ist

Was ist das Periodensystem der Elemente?

Das Periodensystem oder Periodensystem der Elemente ist a organisierte Aufzeichnung chemischer Elemente nach Ordnungszahl, Eigenschaften und Eigenschaften.

Es besteht aus 118 Elementen, die von der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) bestätigt wurden, von denen

• 94 sind Elemente, die in der Natur vorkommen, und
• 24 Elemente sind synthetisch, das heißt, sie wurden künstlich erzeugt.

Seine Entwicklung ist eng mit der Entdeckung neuer Elemente und dem Studium ihrer gemeinsamen Eigenschaften verbunden. Aspekte wie der Begriff der Atommasse und die Beziehungen zwischen der Atommasse und den periodischen Eigenschaften der Elemente waren grundlegend für die Konfiguration des modernen Periodensystems.

Das Periodensystem ist ein grundlegendes Werkzeug für das Studium der Chemie, da es es ermöglicht, die Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen den chemischen Elementen auf kohärente und einfache Weise zu identifizieren.

Seine Entstehung wird dem russischen Wissenschaftler Dimitri Mendeleev im Jahr 1869 zugeschrieben. Seitdem wurde das Periodensystem von anderen Wissenschaftlern verbessert und aktualisiert, wenn neue Elemente entdeckt und untersucht wurden.

Wie ist das Periodensystem aufgebaut?

Das Periodensystem stellt alle bisher bekannten Elemente dar, die nach ihren Eigenschaften und Beziehungen zwischen ihnen in Gruppen, Perioden, Blöcke und Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle organisiert und angeordnet sind.

Gruppen

Das Periodensystem besteht aus 18 Elementgruppen, die in vertikalen Spalten angeordnet sind und von links nach rechts von 1 bis 18 nummeriert sind, beginnend mit den Alkalimetallen und endend mit den Edelgasen.

Die Elemente, die zu derselben Säule gehören, haben ähnliche chemische Eigenschaften, basierend auf der Struktur der Elektronen in der letzten Schicht des Atoms.

Zum Beispiel enthält die erste Spalte die Elemente, die ein Elektron in der letzten Schale des Atoms haben. In diesem Fall hat Kalium vier Schalen und in der letzten ein Elektron.

Chemische Elemente sind wie folgt in Gruppen organisiert:

• Gruppe 1 (I A): Alkalimetalle.
• Gruppe 2 (II A): Erdalkalimetalle.
• Gruppe 3 (III B): Scandiumfamilie.
• Gruppe 4 (IV B): Titanfamilie.
• Gruppe 5 (V B): Vanadiumfamilie.
• Gruppe 6 (VI B): Chromfamilie.
• Gruppe 7 (VII B): Manganfamilie.
• Gruppe 8 (VIII B): Eisenfamilie.
• Gruppe 9 (VIII B): Kobaltfamilie.
• Gruppe 10 (VIII B): Nickelfamilie.
• Gruppe 11 (I B): Kupferfamilie.
• Gruppe 12 (II B): Zinkfamilie.
• Gruppe 13 (III A): erdig.
• Gruppe 14 (IV A): Carbonide.
• Gruppe 15 (VA): Nitrogenoide.
• Gruppe 16 (VI A): Chalkogene oder Amphogene.
• Gruppe 17 (VII A): Halogene.
• Gruppe 18 (VIII A): Edelgase.

Perioden

Die Perioden sind die sieben horizontalen Reihen, die das Periodensystem hat. In diesen Reihen sind die Elemente gruppiert, deren Zahl der Elektronenschalen mit der Zahl der Periode übereinstimmt.

Wasserstoff und Helium haben beispielsweise in der ersten Reihe eine Elektronenhülle. In der zweiten Periode gibt es acht Elemente mit zwei Elektronenschalen. In der dritten Reihe haben die Elemente drei Elektronenschalen und so weiter.

In der sechsten Periode befinden sich die Elemente mit sechs Elektronenschalen sowie die untere Reihe der Lanthanoide. In Periode sieben befinden sich die Elemente mit sieben Elektronenschalen sowie die letzte Reihe von Aktiniden.

Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle

Drei Kategorien der Elemente, aus denen das Periodensystem besteht, können anhand ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften unterschieden werden: Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle.

• Metalle: sie sind bei Raumtemperatur feste Elemente, abzüglich des Quecksilbers, das in flüssigem Zustand vorliegt. Sie sind formbar und duktil und leiten Wärme und Elektrizität gut. Sie befinden sich auf der linken Seite des Tisches.
• Keine Metalle: Dies sind meist Gase, es gibt aber auch Flüssigkeiten. Diese Elemente sind keine guten Stromleiter. Sie stehen auf der rechten Seite des Tisches.
• Metalloide oder Halbmetalle: sie haben Eigenschaften sowohl von Metallen als auch von Nichtmetallen. Sie können glänzend, opak und nicht sehr duktil sein. Seine elektrische Leitfähigkeit ist niedriger als bei Metallen, aber höher als bei Nichtmetallen. Sie befinden sich auf der rechten Seite der Tabelle, zwischen Metallen und Nichtmetallen.

Blöcke

Das Periodensystem kann auch basierend auf der Elektronenschalenfolge jedes Elements in vier Blöcke unterteilt werden. Der Name jedes Blocks leitet sich vom Orbital ab, in dem sich das letzte Elektron befindet.

• Block s: Gruppen 1 und 2 der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Wasserstoff und Helium.
• Block p: umfasst die Gruppen 13 bis 18 und Metalloide.
• Block d: bestehend aus den Gruppen 3 bis 12 und Übergangsmetallen.
• Block f: hat keine Gruppennummer und entspricht Lanthaniden und Actiniden. Im Allgemeinen werden sie unterhalb des Periodensystems platziert.

Periodensystem-Trends

Periodische Trends beziehen sich auf die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften, die Elemente haben und die ihre Organisation im Periodensystem ermöglichen. Diese Trends beziehen sich auf die Veränderungen, die in der atomaren Struktur jedes Elements gemäß der Periode oder Gruppe, zu der es gehört, auftreten.

Zu den periodischen Trends gehören:

• Atomfunk: Es ist der Abstand zwischen dem Atomkern und seinem äußersten Orbital, der es uns ermöglicht, die Größe des Atoms zu berechnen. Er nimmt in den Perioden von rechts nach links, sowie in den Gruppen von oben nach unten zu.
• Elektronische Affinität: Es wird als die Energie beschrieben, die ein Atom freisetzt, wenn ein Elektron hinzugefügt wird oder umgekehrt. Sie nimmt in den Perioden von links nach rechts zu und in den Gruppen nach oben.
• Valenzelektronen: bezieht sich auf die Elektronen, die sich in der äußersten Schale des Atoms befinden. Sie nehmen mit der Anordnung der Elemente von links nach rechts zu und ergeben sich aus der Gruppe des Periodensystems, zu der das Element gehört.
• Ionisationsenergie: Energie, die benötigt wird, um ein Elektron vom Atom zu trennen. In einer Periode nimmt diese Energie nach rechts zu und in einer Gruppe nach oben.
• Elektronegativität: Fähigkeit eines Atoms, Elektronen an sich zu ziehen. Er nimmt im Laufe der Zeit von links nach rechts zu.
• Keine Metalle: die Eigenschaften von Nichtmetallen nehmen zu, wenn sich die Elemente oben rechts in der Tabelle befinden.
• Metalle: Die Eigenschaften von Metallen sind besser, da sich die Elemente im unteren linken Teil der Tabelle befinden.

Grunddaten der chemischen Elemente

Das Periodensystem enthält normalerweise grundlegende Daten zu jedem der darin vorhandenen Elemente, die es ermöglichen, eine zusammenhängende Organisation basierend auf seinen Eigenschaften wie Symbol, Name, Ordnungszahl und Atommasse zu erstellen, um seine Verwendung zu bestimmen.

• Atommasse: bezieht sich auf die Masse des Atoms, bestehend aus Protonen und Neutronen.
• Ionisationsenergie: ist die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron vom Atom zu trennen.
• Chemisches Symbol: Abkürzungen, um das chemische Element zu identifizieren.
• Name: Der Name des chemischen Elements kann aus dem Lateinischen, Englischen, Französischen, Deutschen oder Russischen abgeleitet werden.
• Elektronische Konfiguration: die Art und Weise, wie Elektronen in einem Atom strukturiert oder organisiert sind.
• Ordnungszahl: bezieht sich auf die Gesamtzahl der Protonen, die ein Atom hat.
• Elektronegativität: Es ist die Fähigkeit eines Atoms, Elektronen an sich zu ziehen.
• Oxidationsstufen: Indikator für den Oxidationsgrad eines Atoms, das Teil eines zusammengesetzten chemischen Elements ist.

Wozu dient das Periodensystem?

Das Periodensystem ist aufgrund seiner verschiedenen Funktionen sehr nützlich für naturwissenschaftliche Studien.

• Es ermöglicht, die Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen den verschiedenen Elementen zu identifizieren. Es enthält beispielsweise wertvolle Informationen wie die Atommasse jedes Elements.
• Es ermöglicht die Analyse des chemischen Verhaltens der Elemente. Zum Beispiel bei der Unterscheidung der Elektronegativität und der elektronischen Konfiguration des Elements.
• Es dient als grundlegendes Werkzeug für das Studium der Chemie, einschließlich der Biologie und anderer Wissenschaftszweige, da es die Hauptmerkmale chemischer Elemente identifiziert.
• Es macht es leicht, die Elemente anhand ihrer Ordnungszahl zu unterscheiden. Denn die Elemente bestehen aus Atomen, die ihren Namen erhalten und sich durch die Anzahl der enthaltenen Protonen, Elektronen und Neutronen unterscheiden.
• Es kann verwendet werden, um die chemischen Eigenschaften neuer Elemente, die in die Tabelle aufgenommen werden sollen, unter Berücksichtigung der Eigenschaften der bereits definierten Elemente vorherzusagen.

Geschichte des Periodensystems

Die Entstehung des Periodensystems wird dem russischen Wissenschaftler Dmitri Mendelejew zugeschrieben, der 1869 die 63 der Wissenschaft bisher bekannten Elemente in einer Tabelle zusammenfasste.

Mendelejew ordnete die Elemente in aufsteigender Reihenfolge nach ihren Atommassen, wobei er darauf achtete, diejenigen mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften in dieselbe Spalte zu stellen. Er ließ sogar leere Räume, in denen er die Existenz anderer Elemente vorwegnahm, die zu diesem Zeitpunkt noch nicht entdeckt wurden und die in die Tabelle aufgenommen werden sollten.

Bald darauf ordnete der deutsche Chemiker Julius Lothar Meyer die Elemente nach den physikalischen Eigenschaften von Atomen. Seine heutige Struktur verdankt er schließlich dem Schweizer Wissenschaftler Alfred Werner.

Die letzten großen Veränderungen im Periodensystem sind die Arbeiten des Chemie-Nobelpreisträgers Glenn Seaborg, der unter anderem die Aktinidenreihe unter die Lanthanoidenreihe ordnete.

• Chemisches Element.
• Chemisches Symbol.
• Atom