Das Periodensystem ist eine Anzeige der chemischen Elemente in tabellarischer Form. Die Reihenfolge der chemischen Elemente basiert auf mehreren Faktoren wie der Ordnungszahl, der Elektronenkonfiguration und den chemischen Eigenschaften.
Das Periodensystem besteht aus allen international anerkannten chemischen Elementen und ist in 4 Blöcke unterteilt, einschließlich der Blöcke -s, -p, -d und -f. Jede Zeile in der Tabelle wird als Punkt bezeichnet, während die Spalte als Gruppe bezeichnet wird. Im Allgemeinen ist in einer Periode (Reihe) die linke metallisch und die rechte nicht metallisch.
Im Standardperiodensystem sind die Elemente nach ihrer zunehmenden Ordnungszahl (der Anzahl der Protonen im Atomkern) angeordnet. Eine neue Reihe (Periode) beginnt, wenn die neue Elektronenhülle ihr erstes Elektron hat. Die Säule (Gruppe) wird basierend auf der Elektronenkonfiguration bestimmt; Die Elemente mit der gleichen Anzahl von Elektronen in einer bestimmten Unterschale befinden sich in derselben Spalte. Zum Beispiel befinden sich Sauerstoff und Selen in derselben Säule, weil beide vier Elektronen in ihrer äußeren p-Unterschale haben.
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Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften werden im Periodensystem normalerweise in die gleichen Gruppen eingeteilt, obwohl im f-Block und einige im d-Block Elemente im gleichen Zeitraum tendenziell ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen. Daher ist es relativ einfach, die chemischen Eigenschaften eines Elements abzuschätzen, wenn Sie die Eigenschaften der umgebenden Elemente kennen.
Bis 2016 wurden mindestens 118 Elemente im Periodensystem bestätigt. Dazu gehören die Elemente 1 (Wasserstoff) bis 118 (Oganesson), wobei kürzlich Ergänzungen wie Nihonium, Moscovium, Tennessin und Oganesson hinzugefügt wurden, die von der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) bestätigt wurden.
Unter allen Elementen existieren 94 natürlich; Die restlichen 24, von Americium über Copernicium und Flerovium bis hin zu Livermorium, sind nur vorhanden, wenn sie im Labor synthetisiert werden. Von den 94 natürlichen Elementen sind 84 Urelemente (alte Elemente). Die anderen 10 erscheinen, wenn die ursprünglichen Elemente zerfallen.
Kein Element, das schwerer als Einsteinium (Element 99) ist, kommt in großen Mengen und in reiner Form vor. Sogar Astat (Element 85); Francium (Element 87) ist nur in Form einer mikroskopisch kleinen Lichtemission (300.000 Atome) nachweisbar.
Gruppierungen chemischer Elemente
Verschiedene Kategorien können allgemein auf Elemente angewendet werden, einschließlich der Berücksichtigung ihrer allgemeinen physikalischen und chemischen Eigenschaften, des Materiezustands in der Fülle der Bedingungen, ihrer Schmelz- und Siedepunkte, ihrer Dichte, ihrer Kristallstruktur als Feststoff und ihrer Herkunft.
Allgemeine Charakteristiken
Aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften werden die vorhandenen Elemente in drei Kategorien unterteilt, nämlich Metalle, Metalloide und Nichtmetalle.
Metall Im Allgemeinen können glänzende Feststoffe mit hoher Leitfähigkeit mit anderen Metallen Legierungen bilden und mit Nichtmetallen (außer Edelgasen) salzartige ionische Verbindungen bilden. Die meisten von den Nichtmetall in Form eines farblosen oder farblosen Gases; Nichtmetalle, die mit anderen Nichtmetallen Verbindungen bilden, sind kovalent gebunden. Dazwischen liegen Metalle und Nichtmetalle Metalloid, welches Eigenschaften zwischen Metall und Nichtmetall oder einer Mischung von beiden hat.
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Eine detailliertere Klassifizierung wird häufig durch die Darstellung der Farben im Periodensystem angezeigt. Dieses System beschränkt die Begriffe "Metall" und "Nichtmetall" auf nur eine bestimmte Anzahl von Metallen und Nichtmetallen aus einer großen Anzahl von Metallen und Nichtmetallen.
Metalle und Nichtmetalle können weiter in Unterkategorien eingeteilt werden, die die Abstufung der Eigenschaften von Metall zu Nichtmetall für die Elemente im gleichen Zeitraum zeigen.
Metalle werden in reaktive Alkalimetalle, weniger reaktive Erdalkalimetalle, Lanthaniden und Actiniden, Übergangsmetalle und Nachübergangsmetalle mit den schwächsten physikalischen und chemischen Eigenschaften unterteilt.
Nichtmetalle werden in mehratomige Nichtmetalle unterteilt, Nichtmetalle, die Metalloiden ähnlicher sind; zweiatomige Nichtmetalle, wesentliche Nichtmetalle; und einatomige Edelgase, die nichtmetallisch und nahezu vollständig inert sind.
Metall
- 78% aller bekannten Elemente sind Metalle
- Auf der linken Seite des Periodensystems platziert
- Normalerweise fest bei Raumtemperatur
- Gewöhnlich haben sie hohe Schmelz- und Siedepunkte
- Guter Wärme- und Stromleiter
- Kann gehämmert und gedehnt werden
Nichtmetall
- Befindet sich oben rechts im Periodensystem
- Insgesamt gibt es 22 Nichtmetalle
- Normalerweise ein Feststoff oder ein Gas bei Raumtemperatur
- Niedrige Schmelz- und Siedepunkte
- Schlechter Wärme- und Stromleiter
Metalloid
- Zeigt metallische und nichtmetallische Eigenschaften
Beispiele: Silizium, Germanium, Arsen und Antimon
Der Stand der Materie
Eine andere grundlegende Sache, die üblicherweise zur Unterscheidung chemischer Elemente verwendet wird, ist der Zustand der Materie (Phase), die fest, flüssig oder gasförmig ist, bei Standardtemperatur und -druck (STP).
Die meisten Elemente sind bei herkömmlichen Temperaturen und Atmosphärendruck fest, während einige Gase sind. Nur Brom und Quecksilber sind bei 0 ° C (32 ° F) und normalem atmosphärischem Druck flüssig. Cäsium und Gallium sind bei dieser Temperatur fest, schmelzen jedoch bei Temperaturen von 28,4 ° C (83,1 ° F) bzw. 29,8 ° C (85,6 ° F).
Schmelz- und Siedepunkte
Schmelz- und Siedepunkte, üblicherweise ausgedrückt in Grad Celsius beim Druck einer Atmosphäre, werden im Allgemeinen verwendet, um den Charakter verschiedener Elemente zu definieren. Diese Eigenschaften für die meisten Elemente sind bekannt, jedoch ist für einige der in sehr geringen Mengen verfügbaren radioaktiven Elemente nicht bekannt. Helium bleibt in seinem flüssigen Zustand auch bei absolutem Nullpunkt bei atmosphärischem Druck, so dass er nur einen Siedepunkt und keinen Schmelzpunkt in der herkömmlichen Darstellung hat.
Dichte
Die Dichte bei einer bestimmten Standardtemperatur und einem bestimmten Standarddruck (STP) wird häufig zur Bestimmung des Charakters der Elemente verwendet. Die Dichte wird häufig in Gramm pro Kubikzentimeter (g / cm3) ausgedrückt.
Bei einigen Gasen, die bei der gemessenen Temperatur gasförmig sind, wird ihre Dichte normalerweise für ihren gasförmigen Zustand ausgedrückt. Wenn sie verflüssigt oder verfestigt sind, haben die gasförmigen Elemente die gleiche Dichte wie die anderen Elemente.
Wenn ein Element Allotrope unterschiedlicher Dichte aufweist, wird normalerweise eines der repräsentativen Allotrope in der Abschlussdarstellung ausgewählt, während die Dichte für jedes Allotrop im Detailabschnitt angegeben werden kann. Zum Beispiel haben die drei bekannten Allotrope von Kohlenstoff (amorpher Kohlenstoff, Graphit und Diamant) eine Dichte von jeweils 1,8–2,1; 2,267; und 3,515 g / cm³.
Kristallstruktur
Die bisher als feste Proben untersuchten Elemente weisen acht Arten von Kristallstrukturen auf: kubisch, kubisch im Körperzentrum, kubisch im Gesicht, hexagonal, monoklin, orthorhombisch, rhomboedrisch und tetragonal.
Für einige synthetische Transuranelemente stehen nur sehr wenige Proben zur Bestimmung der Kristallstruktur zur Verfügung.
Seine Ursprünge liegen auf der Erde
Aufgrund ihrer Herkunft ist bekannt, dass die ersten 94 Elemente auf natürliche Weise vorkommen, während die anderen 24 durch künstliche Kernreaktionen künstlich als synthetische Produkte gewonnen werden.
Von den 94 natürlich vorkommenden Elementen gelten 83 als primordial und sind entweder stabil oder schwach radioaktiv. Der Rest, nämlich 11, wird als kurzlebiges Element bezeichnet, da die Halbwertszeiten zu kurz sind, um am Anfang des Sonnensystems zu stehen.
Von den 11 transienten Elementen sind 5 Elemente wie Polonium, Radon, Radium, Actinium und Protactinium die Zerfallsprodukte von Thorium und Uran. Die anderen 6 tödlichen Elemente, nämlich Technetium, Promethium, Astatin, Francium, Neptunium und Plutonium, werden aus einem seltenen Kernreaktionsprozess hergestellt, an dem Uran oder schwere Elemente beteiligt sind.
