Die s-, p-, d- und f-Blöcke des Periodensystems

Warum das Periodensystem Blöcke hat

Elektronen besetzen Unterschalen von vier Arten. Eine s-Unterschale fasst 2 Elektronen, eine p-Unterschale 6, eine d-Unterschale 10 und eine f-Unterschale 14. Die Breite jedes Blocks folgt diesen Zahlen: Der s-Block ist 2 Spalten breit, der p-Block 6 und der d-Block 10, und grundsätzlich ist der f-Block 14 breit (siehe die Grenzfälle unten). Der Block eines Elements verrät dir, welche Art von Unterschale in der Auffüllreihenfolge sein letztes Elektron aufnimmt.

Die vier Blöcke

Der s-Block umfasst die Gruppen 1 und 2 plus Helium. Abgesehen von den Nichtmetallen Wasserstoff und Helium enthält er reaktive Metalle, die ihr eines oder ihre zwei s-Elektronen abgeben und +1- und +2-Ionen bilden. Der p-Block umfasst die Gruppen 13 bis 18, außer Helium. Er ist der vielfältigste Block, mit Metallen, allen Halbmetallen und jedem Nichtmetall außer Wasserstoff und Helium.

Der d-Block umfasst die Gruppen 3 bis 12, die Übergangsmetalle. Ihre d-Elektronen ermöglichen es ihnen, mehrere Ionen, farbige Verbindungen und nützliche Katalysatoren zu bilden. Der f-Block enthält die Lanthanoide und Actinoide, in denen die 4f- und 5f-Unterschalen gefüllt werden. Die Lanthanoide sind einander chemisch sehr ähnlich, und alle Actinoide sind radioaktiv.

Konfigurationen aus den Blöcken ablesen

Weil die Blöcke der Auffüllreihenfolge folgen, ergibt die Stellung eines Elements seine Konfiguration. In Periode n füllt der s-Block die ns-Unterschale, der p-Block die np-Unterschale, der d-Block die (n − 1)d-Unterschale und der f-Block die (n − 2)f-Unterschale. Titan ist das zweite Element des d-Blocks in Periode 4, daher endet seine Konfiguration auf 3d²: [Ar] 3d² 4s². Brom ist das fünfte Element des p-Blocks in Periode 4, daher endet es auf 4p⁵: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵.

Grenzfälle

Helium steht über den Edelgasen in Gruppe 18, weil es sich wie sie verhält, aber seine Konfiguration ist 1s², es ist also ein Element des s-Blocks und hier entsprechend eingefärbt. Auch Wasserstoff, 1s¹, gehört zum s-Block.

Die Ränder des f-Blocks sind umstritten. Lanthan, [Xe] 5d¹ 6s², und Actinium, [Rn] 6d¹ 7s², haben keine f-Elektronen, während Lutetium und Lawrencium bereits eine volle f-Unterschale haben. Diese Tabelle ordnet alle 15 Lanthanoide und alle 15 Actinoide den Zeilen des f-Blocks zu, sodass jede Zeile 15 statt 14 Zellen hat. Klicke in der Legende auf einen Block, um ihn im Periodensystem hervorzuheben.