Περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων

Ο περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων είναι ένας κατάλογος, σε μορφή πίνακα, όλων των απλών χημικών ουσιών (στοιχεία) ταξινομημένων σύμφωνα με τις ομοιότητες και τις διαφορές τους. Στον πίνακα αυτό, τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε κάθετες στήλες που λέγονται ομάδες και σε οριζόντιες γραμμές που λέγονται περίοδοι εμφανιζόμενα κατά αύξουσα σειρά του ατομικού αριθμού τους. Η θέση και οι ιδιότητες κάθε στοιχείου καθορίσθηκαν από τη διάταξη των ηλεκτρονίων στους φλοιούς (στοιβάδες) των ατόμων τους. Συνεπώς τα στοιχεία στην ίδια στήλη (του πίνακα) έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα στα άτομά τους, και επακόλουθα έχουν όμοιες χημικές ιδιότητες. Ενώ τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια σειρά (περίοδο) διαθέτουν τα ηλεκτρόνιά τους κατανεμημένα στον ίδιο αριθμό στοιβάδων (στη θεμελιώδη κατάσταση), εμφανίζοντας αυτά παρόμοιες φυσικές ιδιότητες.

Περιοδικός Πίνακας Χημικών Στοιχείων

IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

VIIIB

VIIIB

IB

IIB

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

Ομάδα →

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Περίοδος ↓

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

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 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

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

*

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

* *

103 Lr

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

* Λανθανίδες

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 Yb

** Ακτινίδες

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

Σειρές του περιοδικού πίνακα

Αλκαλιμέταλλα	Αλκαλικές γαίες	Λανθανίδες	Ακτινίδες	Στοιχεία μετάπτωσης
Φτωχά μέταλλα	Μεταλλοειδή	Αμέταλλα	Αλογόνα	Ευγενή Αέρια

Χρωματικός κώδικας για τους ατομικούς αριθμούς:

• Στοιχεία αριθμημένα με μπλε είναι υγρά σε ΚΣ;
• αυτά που είναι πράσινα είναι αέρια σε ΚΣ;
• αυτά που είναι μαύρα είναι στερεά σε ΚΣ;
• αυτά που είναι κόκκινα είναι τεχνητά (όλα είναι στερεά σε ΚΣ).
• αυτά που είναι γκρι είναι στοιχεία τα οποία έχουν περιγραφεί θεωρητικά αλλά δεν έχουν παρασκευαστεί στο εργαστήριο (έχουν επίσης αχνό χρώμα κουτιού υποδεικνύοντας την χημική σειρά στην οποία πιθανόν να βρίσκονταν).

Ιστορία

Στα μέσα του 19ου αιώνα οι επιστήμονες, που ασχολούνταν με τη χημεία, είχαν καταγράψει τα ατομικά βάρη όλων των τότε γνωστών χημικών στοιχείων και τις χημικές τους ιδιότητες. Καθώς παρατηρούσαν ότι ορισμένα στοιχεία είχαν παρόμοιες χημικές ιδιότητες, προσπαθούσαν να ανακαλύψουν κάποια σχέση μεταξύ των χημικών ιδιοτήτων των στοιχείων και του ατομικού τους βάρους.

Το 1858 ο ιταλός Στανισλάο Κανιτζάρο (Stanislao Canizzaro) δημοσίευσε τον πρώτο αξιόπιστο πίνακα ατομικών βαρών. Αρκετοί χημικοί χρησιμοποίησαν τις πληροφορίες που παρείχε αυτός ο πίνακας για να διατάξουν τα μέχρι τότε γνωστά χημικά στοιχεία σε αύξουσα σειρά ατομικού βάρους. Αυτό που παρατήρησαν ήταν μια περιοδική επανάληψη παρόμοιων περιστατικών σε τακτά διαστήματα.

Το 1868 ο ρώσος χημικός Μεντελέγιεφ (Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907)), στηριζόμενος σε μία παλαιότερη ιδέα των Τζων Νιούλαντς (John Newlands) και Μέγιερ (Julius Lothar Meyer(1830-1895)), κατέταξε τα γνωστά στοιχεία σε έναν πίνακα που περιελάμβανε οκτώ στήλες με βάση τα ατομικά τους βάρη.

Περίπου την ίδια περίοδο, ο Γερμανός Γιούλιους Μέγιερ (Julius Lothar Meyer) ανακάλυψε ένα παρόμοιο επαναληπτικό μοτίβο για τα χημικά στοιχεία. Ωστόσο, ένας κριτής καθυστέρησε τη δημοσίευση του άρθρου του Μέγιερ, οπότε το άρθρο του Μεντελέγιεφ δημοσιεύτηκε πρώτο.

Στον πίνακα που πρότεινε ο Μεντελέγιεφ, κάθε στήλη περιείχε στοιχεία με παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Ο πρωτοποριακός αυτός πίνακας περιείχε κενά σε ορισμένες θέσεις. Ο Μεντελέγιεφ εξήγησε ότι στα κενά αυτά θα έπρεπε να υπάρχουν κάποια στοιχεία, τα οποία δεν είχαν μέχρι τότε ανακαλυφθεί. Για τα στοιχεία αυτά προέβλεψε, μάλιστα, και το ατομικό τους βάρος. Για παράδειγμα, μεταξύ του ασβεστίου Ca (Ar=40) και του Τιτανίου Ti (Ar=48) ο Μεντελέγιεφ προέβλεψε ότι έπρεπε να υπάρχει ένα στοιχείο με ατομικό βάρος περίπου 44. Η ανακάλυψη του Σκάνδιου Sc με Ar=45 το 1879 από τον Νίλσον επιβεβαίωσε τις προβλέψεις του πίνακα του Μεντελέγιεφ.

Έτσι με τον πίνακα αυτόν ο Μεντελέγιεφ προχώρησε στη διατύπωση του Περιοδικού Νόμου των χημικών στοιχείων σύμφωνα με τον οποίο οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατομικού τους βάρους. Παρόλα αυτά ο πίνακας του Μεντελέγιεφ περιείχε μερικές αποκλίσεις από τον νόμο αυτό καθώς το στοιχείο Ιώδιο Ι (Ar=127) τοποθετήθηκε μετά το στοιχείο Τελούριο Te (Ar=127,6) έτσι ώστε τα στοιχεία αυτά να ανήκουν στις ομάδες με τις ίδιες χημικές ιδιότητες. Οι αποκλίσεις αυτές εξηγήθηκαν αργότερα το 1913 από τον Μόσλεϊ που επαναδιατύπωσε τον Περιοδικό Νόμο. Σύμφωνα με τον νόμο του Μόσλεϊ, που ισχύει μέχρι σήμερα, οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατομικού τους αριθμού.

Στις μέρες τα χημικά στοιχεία που γνωρίζουμε είναι αρκετά περισσότερα από αυτά που έλαβε υπόψη του ο Μεντελέγιεφ. Κατά συνέπεια, ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας διαφέρει από αυτόν που πρότεινε ο ρώσος χημικός, όσον αφορά στον αριθμό περιόδων και ομάδων. Παρόλ' αυτά, το επαναληπτικό μοτίβο που αναγνώρισε ο Μεντελέγιεφ εξακολουθεί να είναι αναγνωρίσιμο.

Ταξινόμηση

Ομάδες

Οι στήλες του περιοδικού συστήματος ονομάζονται ομάδες και περιέχουν στοιχεία με παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Τα στοιχεία κάθε ομάδας έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα και στο γεγονός αυτό οφείλονται οι κοινές χημικές τους ιδιότητες. Οι φυσικές ιδιότητες των στοιχείων κάθε ομάδας μεταβάλλονται ανάλογα με τον ατομικό τους αριθμό.

Πέρα από τον αύξοντα αριθμό που περιγράφει κάθε ομάδα, είναι γνωστή και η απαρίθμηση τους με λατινικούς αριθμούς συνοδευόμενους από το γράμμα Α ή Β. Έτσι έχουμε τις εφτά κύριες ομάδες του περιοδικού πίνακα, με το γράμμα Α (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA και VIIA), και τις εφτά δευτερεύουσες, με το γράμμα Β (IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB και VIIB). Υπάρχει μία μόνο ομάδα με τον λατινικό αριθμό οκτώ, VIII, ενώ στα ευγενή αέρια με αυτήν την απαρίθμηση των ομάδων, αποδίδεται ο αριθμός 0 (μηδέν). Επίσης συνηθίζεται τα ευγενή αέρια να απαριθμούνται ως VIIIA και η τρίστηλη όγδοη ομάδα (ομάδες 8, 9 και 10) να αποτελεί την VIIIB. Η αντιστοίχιση των δύο τρόπων απαρίθμησης φαίνεται παρακάτω:

• 1 → IA
• 2 → IIA
• 3 → IIIB
• 4 → IVB
• 5 → VB
• 6 → VIB
• 7 → VIIB
• 8 → VIII ή VIIIB
• 9 → VIII ή VIIIB
• 10 → VIII ή VIIIB
• 11 → IB
• 12 → IIB
• 13 → IIIA
• 14 → IVA
• 15 → VA
• 16 → VIA
• 17 → VIIA
• 18 → 0 ή VIIIA

Περίοδοι

Οι οριζόντιες σειρές του περιοδικού πίνακα ονομάζονται περίοδοι. Τα στοιχεία της ίδιας περιόδου έχουν την ίδια εξωτερική στοιβάδα.

Ο Περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων είναι ένας κατάλογος σε μορφή πίνακα όλων των απλών χημικών ουσιών (στοιχεία) ταξινομημένα σύμφωνα με τις ομοιότητες και τις διαφορές τους. Στον πίνακα αυτό, τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε κάθετες στήλες που λέγονται ομάδες και σε οριζόντιες γραμμές που λέγονται περίοδοι εμφανιζόμενα κατά αύξουσα σειρά του ατομικού αριθμού τους. Η θέση και οι ιδιότητες κάθε στοιχείου καθορίσθηκαν από τη διάταξη των ηλεκτρονίων στους φλοιούς (στοιβάδες) των ατόμων τους. Συνεπώς τα στοιχεία στην ίδια στήλη (του πίνακα) έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα στα άτομά τους, και επακόλουθα έχουν όμοιες χημικές ιδιότητες. Ενώ τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια σειρά (περίοδο) διαθέτουν τα ηλεκτρόνιά τους κατανεμημένα στον ίδιο αριθμό στοιβάδων (στη θεμελιώδη κατάσταση), εμφανίζοντας αυτά παρόμοιες φυσικές ιδιότητες.

Μπλοκ

Εξαιτίας της σημαντικότητας του εξωτερικού κελύφους, οι διαφορετικές περιοχές του περιοδικού πίνακα αναφέρονται μερικές φορές ως μπλοκ του περιοδικού πίνακα, και ονομαζόμενα σύμφωνα με το υποκέλυφος στο οποίο βρίσκεται το «τελευταίο» ηλεκτρόνιο. Το μπλοκ s αποτελείται από τις δύο πρώτες ομάδες (αλκάλια και αλκαλικές γαίες) καθώς και από το υδρογόνο και το ήλιο. Το μπλοκ p αποτελείται από τις τελευταίες έξι ομάδες (ομάδες 13 ως 18) και περιέχει, μεταξύ άλλων, όλα τα ημιμέταλλα. Το μπλοκ d αποτελείται από τις ομάδες 3 ως 12 και περιέχει όλα τα μέταλλα μετάπτωσης. Το μπλοκ f, συνήθως μετατοπισμένο κάτω από τον υπόλοιπο περιοδικό πίνακα, αποτελείται από τις σπάνιες γαίες.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• WebElements Periodic table
• Δυναμικός Περιοδικός Πίνακας
• Periodic Table on the Web

Σημειώσεις

Πρώτος ο Johann Wolfgang Dobereiner to 1829 είχε κατατάξει τα στοιχεία σε ομάδες από τρία στοιχεία, τις οποίες ονόμασε τριάδες. Τα στοιχεία μιας τριάδας, εμφανίζουν όμοιες ιδιότητες και η ατομική μάζα του μεσαίου στοιχείου είναι περίπου ίση με τον αριθμητικό μέσο των δύο άλλων, υποστήριξε ο'Dobereiner. Η ταξινόμηση αυτή ονομάστηκε νόμος των τριάδων. Το 1864, έγινε η δεύτερη προσπάθεια ταξινόμησης των στοιχείων, από τον John A.R. Newlands, ο οποίος διετύπωσε νέο σύστημα ταξινόμησης των στοιχείων. Κατέταξε τα τότε γνωστά στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενης ατομικής μάζας και παρατήρησε πως το όγδοο στοιχείο(δεδομένου ότι τα ευγενή αέρια δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί) δείχνει ομοιότητες προς το πρώτο, το ένατο προς το δεύτερο κλπ. Η ταξινόμηση αυτή ονομάστηκε νόμος των οκτάδων. Ωστόσο, ούτε αυτή η ταξινόμηση επικράτησε γιατί εμφάνιζε πολλές ατέλειες, ιδίως για τα στοιχεία μετά το Ασβέστιο.

Δείτε Επίσης

• Επέκταση του περιοδικού πίνακα μετά την έβδομη περίοδο