Wat zijn groepen en perioden in het periodiek systeem?

Groepen: de 18 kolommen

Groepen zijn van links naar rechts genummerd van 1 tot 18. Dit is de nummering die wordt aanbevolen door IUPAC, de internationale organisatie die de regels voor chemische naamgeving vaststelt. Veel Amerikaanse leerboeken gebruiken ook een ouder systeem dat alleen de hoofdgroepen nummert, van 1A tot 8A, dus je kunt groep 17 groep 7A genoemd zien worden en groep 18 groep 8A.

Groepen 1, 2 en 13 tot 18 zijn de hoofdgroepen. Groepen 3 tot 12 in het midden van het systeem bevatten de overgangsmetalen.

Waarom elementen in een groep op elkaar lijken

Elementen in dezelfde hoofdgroep hebben dezelfde rangschikking van buitenste elektronen. Lithium ([He] 2s¹), natrium ([Ne] 3s¹) en kalium ([Ar] 4s¹) hebben elk één valentie-elektron, dat ze gemakkelijk afstaan om +1-ionen zoals Na⁺ te vormen. Daarom zijn alle drie zachte, glanzende metalen die met water reageren tot waterstofgas en een hydroxide.

Hetzelfde idee werkt aan de rechterkant van het systeem. Fluor, chloor, broom en jood hebben elk zeven valentie-elektronen (ns² np⁵) en nemen er één bij op om −1-ionen zoals Cl⁻ te vormen. Daardoor verbindt elk van hen zich met natrium in dezelfde verhouding van 1:1: NaF, NaCl, NaBr en NaI.

Namen van de hoofdgroepen

Groep 1 bevat, afgezien van waterstof, de alkalimetalen: lithium, natrium, kalium, rubidium, cesium en francium. Groep 2 bevat de aardalkalimetalen, van beryllium tot radium. Groepen 3 tot 12 zijn de overgangsmetalen, waartoe alledaagse metalen als ijzer, koper, zilver en goud behoren.

Groep 13 is de boorgroep en groep 14 de koolstofgroep. Groep 15 is de stikstofgroep, ook wel pnictogenen genoemd, en groep 16 is de zuurstofgroep, ook wel chalcogenen genoemd. Groep 17 bevat de halogenen, zoals fluor, chloor, broom en jood, en groep 18 bevat de edelgassen, zoals helium, neon, argon, krypton, xenon en radon.

Perioden: de 7 rijen

Perioden zijn van boven naar beneden genummerd van 1 tot 7. Het periodenummer is gelijk aan de buitenste elektronenschil die een atoom gebruikt: elk element in periode 3, van natrium tot argon, heeft zijn valentie-elektronen in de derde schil (3s en 3p).

Perioden hebben verschillende lengtes omdat elke periode een andere reeks subschillen vult. Periode 1 heeft slechts 2 elementen (waterstof en helium), periode 2 en 3 hebben er elk 8, periode 4 en 5 elk 18, en periode 6 en 7 elk 32, als je de lanthaniden en actiniden meetelt die onder het hoofdsysteem staan.

Wat verandert er binnen een periode

Als je van links naar rechts over een periode gaat, heeft elk element één proton en één elektron meer dan het vorige. De extra elektronen komen in dezelfde buitenste schil, terwijl de groeiende positieve lading van de kern ze steviger aantrekt.

Daardoor worden atomen over het algemeen kleiner, nemen de elektronegativiteit en de ionisatie-energie toe, en veranderen de elementen van metalen in niet-metalen. Periode 3 laat dit duidelijk zien: natrium, magnesium en aluminium zijn metalen, silicium is een metalloïde, fosfor, zwavel en chloor zijn niet-metalen, en argon is een edelgas. De elektronegativiteit loopt op van 0,93 voor natrium tot 3,16 voor chloor.

De groep en periode van een element vinden

Je kunt de positie van een element afleiden uit zijn elektronenconfiguratie. Het hoogste schilnummer geeft de periode. Bij elementen van het s-blok is het groepsnummer gelijk aan het aantal buitenste elektronen; bij elementen van het p-blok tel je er 10 bij op. Zwavel is [Ne] 3s² 3p⁴: de hoogste schil is 3, dus het staat in periode 3, en zijn 6 buitenste elektronen plaatsen het in groep 16. Calcium is [Ar] 4s², dus het staat in periode 4, groep 2.

Helium is het element om op te letten. Het heeft maar 2 elektronen (1s²) maar staat in groep 18 omdat, net als bij de andere edelgassen, zijn buitenste schil vol is.