Групи та періоди періодичної таблиці

Розділ 2 · Як читати періодичну таблицю Урок 6 із 20 · 1 хв читання

Що таке групи та періоди в періодичній таблиці?

Групи — це 18 вертикальних стовпців періодичної таблиці, а періоди — 7 горизонтальних рядків. Елементи однієї групи зазвичай мають однакову кількість валентних електронів, тож мають схожі хімічні властивості. Елементи одного періоду мають однакову кількість електронних оболонок, і їхні властивості поступово змінюються зліва направо.

Групи: 18 стовпців

Групи пронумеровано від 1 до 18 зліва направо. Це нумерація, рекомендована IUPAC — міжнародною організацією, що встановлює правила хімічної номенклатури. Багато американських підручників також використовують старішу систему, яка нумерує лише головні групи від 1A до 8A, тож ви можете побачити, що 17-у групу називають групою 7A, а 18-у — групою 8A.

Групи 1, 2 і з 13 до 18 — головні групи. Групи з 3 до 12 у середині таблиці містять перехідні метали.

Чому елементи групи поводяться схоже

Елементи однієї головної групи мають однакове розташування зовнішніх електронів. Літій ([He] 2s¹), натрій ([Ne] 3s¹) і калій ([Ar] 4s¹) мають по одному валентному електрону, який легко віддають, утворюючи йони +1, як-от Na⁺. Тому всі три — м’які блискучі метали, що реагують з водою, утворюючи газ водень і гідроксид.

Така сама ідея працює праворуч у таблиці. Фтор, хлор, бром і йод мають по сім валентних електронів (ns² np⁵) і приєднують ще один, утворюючи йони −1, як-от Cl⁻. Тому кожен із них сполучається з натрієм у тому самому співвідношенні 1:1: NaF, NaCl, NaBr і NaI.

Група 1

Назви головних груп

1-ша група, окрім водню, містить лужні метали: літій, натрій, калій, рубідій, цезій і францій. 2-га група містить лужноземельні метали, від берилію до радію. Групи з 3 до 12 — перехідні метали, серед яких повсякденні метали, як-от залізо, мідь, срібло й золото.

13-та група — група бору, а 14-та — група вуглецю. 15-та група — група азоту, яку також називають пніктогенами, а 16-та — група кисню, яку також називають халькогенами. 17-та група містить галогени, як-от фтор, хлор, бром і йод, а 18-та — благородні гази, як-от гелій, неон, аргон, криптон, ксенон і радон.

Періоди: 7 рядків

Періоди пронумеровано від 1 до 7 згори донизу. Номер періоду дорівнює номеру найвіддаленішої електронної оболонки, яку використовує атом: усі елементи 3-го періоду, від натрію до аргону, мають валентні електрони на третій оболонці (3s і 3p).

Періоди мають різну довжину, бо кожен заповнює різний набір підоболонок. Період 1 має лише 2 елементи (водень і гелій), періоди 2 і 3 — по 8, періоди 4 і 5 — по 18, а періоди 6 і 7 — по 32, враховуючи лантаноїди й актиноїди, надруковані під основною таблицею.

Період 3

Що змінюється вздовж періоду

Під час руху зліва направо вздовж періоду кожен елемент має на один протон і один електрон більше, ніж попередній. Додаткові електрони потрапляють на ту саму зовнішню оболонку, тоді як зростаючий позитивний заряд ядра притягує їх міцніше.

У результаті атоми зазвичай стають меншими, електронегативність та енергія йонізації зростають, а елементи змінюються від металів до неметалів. 3-й період показує це чітко: натрій, магній і алюміній — метали, кремній — напівметал, фосфор, сірка й хлор — неметали, а аргон — благородний газ. Електронегативність зростає від 0,93 для натрію до 3,16 для хлору.

Як знайти групу та період елемента

Положення елемента можна визначити за його електронною конфігурацією. Найбільший номер оболонки дає період. Для елементів s-блоку номер групи дорівнює кількості зовнішніх електронів; для елементів p-блоку додайте 10. Сірка — [Ne] 3s² 3p⁴: її найвища оболонка — 3, тож вона в 3-му періоді, а її 6 зовнішніх електронів ставлять її в 16-ту групу. Кальцій — [Ar] 4s², тож він у 4-му періоді, 2-й групі.

Гелій — виняток, на який слід звернути увагу. Він має лише 2 електрони (1s²), але розташований у 18-й групі, бо, як і в інших благородних газів, його зовнішня оболонка заповнена.