Czym są grupy i okresy w układzie okresowym?

Grupy: 18 kolumn

Grupy są ponumerowane od 1 do 18, od lewej do prawej. Jest to numeracja zalecana przez IUPAC, międzynarodową organizację ustalającą zasady nazewnictwa w chemii. Wiele amerykańskich podręczników używa też starszego systemu, który numeruje tylko grupy główne, od 1A do 8A, więc możesz spotkać grupę 17 nazywaną grupą 7A, a grupę 18 grupą 8A.

Grupy 1, 2 oraz od 13 do 18 to grupy główne. Grupy od 3 do 12 w środku układu zawierają metale przejściowe.

Dlaczego pierwiastki w grupie zachowują się podobnie

Pierwiastki z tej samej grupy głównej mają taki sam układ elektronów zewnętrznych. Lit ([He] 2s¹), sód ([Ne] 3s¹) i potas ([Ar] 4s¹) mają po jednym elektronie walencyjnym, który łatwo oddają, tworząc jony +1, takie jak Na⁺. Dlatego wszystkie trzy są miękkimi, błyszczącymi metalami, które reagują z wodą, dając gazowy wodór i wodorotlenek.

Ta sama zasada działa po prawej stronie układu. Fluor, chlor, brom i jod mają po siedem elektronów walencyjnych (ns² np⁵) i przyjmują jeszcze jeden, tworząc jony −1, takie jak Cl⁻. W rezultacie każdy z nich łączy się z sodem w tym samym stosunku 1:1: NaF, NaCl, NaBr i NaI.

Nazwy grup głównych

Grupa 1, z wyjątkiem wodoru, to metale alkaliczne: lit, sód, potas, rubid, cez i frans. Grupa 2 to metale ziem alkalicznych, od berylu do radu. Grupy od 3 do 12 to metale przejściowe, do których należą codzienne metale, takie jak żelazo, miedź, srebro i złoto.

Grupa 13 to borowce, a grupa 14 to węglowce. Grupa 15 to azotowce, zwane też pniktogenami, a grupa 16 to tlenowce, zwane też chalkogenami. Grupa 17 to fluorowce, takie jak fluor, chlor, brom i jod, a grupa 18 to gazy szlachetne, takie jak hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon.

Okresy: 7 wierszy

Okresy są ponumerowane od 1 do 7, od góry do dołu. Numer okresu jest równy numerowi najbardziej zewnętrznej powłoki elektronowej atomu: każdy pierwiastek z okresu 3, od sodu do argonu, ma elektrony walencyjne na trzeciej powłoce (3s i 3p).

Okresy mają różną długość, ponieważ każdy z nich wypełnia inny zestaw podpowłok. Okres 1 ma tylko 2 pierwiastki (wodór i hel), okresy 2 i 3 mają po 8, okresy 4 i 5 po 18, a okresy 6 i 7 po 32, wliczając lantanowce i aktynowce wydrukowane pod główną tablicą.

Co zmienia się wzdłuż okresu

Idąc od lewej do prawej wzdłuż okresu, każdy pierwiastek ma o jeden proton i o jeden elektron więcej niż poprzedni. Dodatkowe elektrony trafiają na tę samą powłokę zewnętrzną, a rosnący ładunek dodatni jądra przyciąga je coraz mocniej.

W rezultacie atomy na ogół się zmniejszają, rosną elektroujemność i energia jonizacji, a pierwiastki zmieniają się z metali w niemetale. Wyraźnie pokazuje to okres 3: sód, magnez i glin są metalami, krzem jest półmetalem, fosfor, siarka i chlor są niemetalami, a argon jest gazem szlachetnym. Elektroujemność rośnie od 0,93 dla sodu do 3,16 dla chloru.

Jak znaleźć grupę i okres pierwiastka

Położenie pierwiastka możesz ustalić na podstawie jego konfiguracji elektronowej. Najwyższy numer powłoki daje okres. Dla pierwiastków bloku s numer grupy jest równy liczbie elektronów zewnętrznych; dla pierwiastków bloku p dodaj 10. Siarka to [Ne] 3s² 3p⁴: jej najwyższa powłoka ma numer 3, więc leży w okresie 3, a 6 elektronów zewnętrznych umieszcza ją w grupie 16. Wapń to [Ar] 4s², więc leży w okresie 4, w grupie 2.

Na hel trzeba uważać. Ma tylko 2 elektrony (1s²), ale leży w grupie 18, ponieważ tak jak inne gazy szlachetne ma całkowicie zapełnioną powłokę zewnętrzną.