Tabelul periodic al elementelor

Tabelul periodic al elementelor, numit și tabelul periodic al lui Mendeleev, cuprinde într-o formă tabelară toate elementele chimice cunoscute până în prezent, aranjate în funcție de numărul lor atomic adică, după numărul de protoni dintr-un atom și, în funcție de configurația electronică și proprietăți chimice recurente. Acest aranjament conduce la identificarea anumitor „tendințe periodice”, astfel că elementele din aceeași grupă au proprietăți chimice asemănătoare. În general, în aceeași perioadă elementele din partea stângă sunt metale, iar cele din extremitatea dreaptă sunt nemetale.

Rândurile tabelului periodic se numesc perioade, iar coloanele se numesc grupe. Șase dintre grupe au și denumiri speciale, ca de exemplu grupa a 17-a mai poartă numele de grupa halogenilor, iar a 18-a grupă este cea a gazelor nobile. Tabelul periodic poate fi folosit pentru determinarea relațiilor dintre proprietățile elementelor, și de asemenea pentru a prezice proprietățile unor elemente noi, care urmează să fie descoperite sau sintetizate.

Dimitri Mendeleev a publicat în anul 1869 ceea ce avea să fie primul tabel periodic recunoscut la nivel mondial. Acesta și-a realizat tabelul astfel încât să ilustreze tendințele periodice pe care le prezentau proprietățile elementelor cunoscute la acea vreme. Folosindu-se de această teorie, Mendeleev a prezis unele proprietăți ale elementelor încă nedescoperite, care păreau să lipsească din tabel. Majoritatea predicțiilor s-au dovedit a fi adevărate pe măsură ce noi elemente au fost descoperite. De atunci, tabelul periodic al lui Mendeleev a fost dezvoltat și corectat, întrucât noi elemente au fost sintetizate sau descoperite.

Toate elementele, de la numărul atomic 1 (hidrogen) până la 118 (oganesson) au fost descoperite sau sintetizate, cele mai recent adăugate în tabel fiind nihoniul, moscoviul, tennessinul și oganessonul (au fost confirmate de către IUPAC pe 30 decembrie 2015), completând astfel toate cele șapte perioade.^[1]^[2] Primele 94 de elemente există în natură, deși unele au fost observate în cantități infime și au fost sintetizate în laborator cu mult înaintea descoperirii lor.^{[n 1]} Elementele cu numerele atomice cuprinse între 95 și 118 au fost doar sintetizate în laborator sau în reactoarele nucleare.^[3] Sinteza elementelor cu un număr atomic peste 118 este planificată. De asemenea, numeroși radioizotopi sintetici ai unor elemente răspândite în natură au fost produși în laboratoare.

GeneralitățiModificare

Grupă →	1 I A	2 II A	3 III B	4 IV B	5 V B	6 VI B	7 VII B	8 VIII B	9 VIII B	10 VIII B	11 I B	12 II B	13 III A	14 IV A	15 V A	16 VI A	17 VII A	18 VIII A
Perioadă
1	1 H																	2 He
2	3 Li	4 Be											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
3	11 Na	12 Mg											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
4	19 K	20 Ca	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
5	37 Rb	38 Sr	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
6	55 Cs	56 Ba	*	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
7	87 Fr	88 Ra	**	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og

* Lantanide				57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu
Actinide**				89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr

**Serii chimice ale tabelului periodic**
Metale alcaline²	Metale alcalino-pământoase²	Lantanide^1,²	Actinide²	Metale de tranziție²
Metale de post-tranziție	Metaloizi	Nemetale	Halogeni³	Gaze nobile³

¹Lantanidele, scandiul și ytriul se numesc împreună "pamânturi rare."

²Metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, metalele de tranziție și de post-tranziție, actinidele și lantanidele se numesc împreună "metale."

³Halogenii și gazele nobile sunt și ele nemetale.

Starea de agregare la condițiile normale de temperatură și presiune

cele cu numărul atomic scris în roșu sunt gaze;
cele cu numărul atomic scris în albastru sunt lichide;
cele cu numărul atomic scris în negru sunt solide.

Răspândirea elementelor în natură

cele cu chenar continuu au izotopi mai vechi decît Pământul;
cele cu chenar întrerupt provin din dezintegrarea altor elemente și nu au izotopi mai vechi decât Pamântul;
cele cu chenar punctat sunt obținute artificial (elemente sintetice);
cele fără chenar au fost prezise teoretic, dar nu au fost descoperite încă.

Fiecare element chimic are asociat un unic număr atomic (Z), care reprezintă numărul de protoni din nucleu.^{[n 2]} Majoritatea elementelor au un număr diferit de neutroni în atomi diferiți, aceste variante fiind numite izotopi. De exemplu, carbonul are trei izotopi naturali: toți atomii de carbon au șase protoni și majoritatea au șase neutroni, dar 1% au șapte neutroni și un procent foarte mic au opt neutroni. Izotopii nu sunt separați în tabelul periodic: ei sunt mereu grupați, reprezentați împreună, sub același nume. Elementele care nu au niciun izotop stabil, au trecute în tabel masele atomice ale celui mai stabil izotop, iar în acest caz ele sunt scrise între paranteze.^[4]

IstoricModificare

Articol principal: Istoria tabelului periodic.

Primele încercări de sistematizareModificare

Tabelul lui MendeleevModificare

Dezvoltarea tabeluluiModificare

Metode de grupareModificare

GrupeleModificare

Articol principal: Grupă (tabelul periodic al elementelor).

O grupă sau o familie de elemente este o coloană verticală din tabelul periodic. De obicei, în grupe se regăsesc proprietățile similare cele mai evidente ale elementelor, proprietățile în coloană fiind mai asemănătoare decât cele în perioadă sau în blocuri. Teoriile moderne ale mecanicii cuantice referitoare la structurile atomice explică asemănarea elementelor în grupă pe baza faptului că aceste elemente posedă aceeași configurație electronică externă în stratul de valență.^[5] În concluzie, cu creșterea numărului atomic și cu coborârea în grupă se observă a tendință evidentă, periodică a proprietăților elementelor.^[6] Totuși, pentru unele categorii de elemente din tabelul periodic, precum blocurile d și f, se remarcă similitudini la fel de însemnate și pe orizontală, sau chiar mai pronunțată ca cele de pe verticală.^[7]^[8]^[9]

Conform unei convenții internaționale de nomenclatură, grupele sunt numerotate de la 1 la 18, de la stânga la dreapta (de la metale alcaline la gaze nobile).^[10] În trecut, erau utilizate cifrele romane pentru numerotarea grupelor și era menționat după număr „A” dacă grupele erau principale (aparțineau blocurilor s și p de elemente) sau „B” dacă grupele erau secundare (aparțineau blocului d de elemente). Această notație era de multe ori dificilă, în special pentru faptul că grupele 8, 9 și 10 erau tratate ca o singură grupă triplă de elemente, notată VIII. Noua metodă de nomenclatură propusă de IUPAC a intrat în uz în 1988, iar vechiul sistem de notare al grupelor a fost abandonat.^[11]

Unele dintre aceste grupe au primit denumiri colective uzuale, deși unele sunt mai rar folosite. În ciuda acestui fapt, pentru grupele 3-10 nu există denumiri uzuale, și la aceste se face referire numai prin numărul lor sau prin numele primului element din grupa respectivă (de exemplu, „grupa scandiului” pentru grupa a 3-a de elemente). Lipsa denumirilor lor uzuale se datorează numărului mic de proprietăți similare pe verticală.^[10]

Grupele tabelului periodic
IUPAC (actual)	Numele grupei	Principală / Secundară	CAS	IUPAC (vechi)
Grupa 1	Metale alcaline	1. Principală	IA	IA
Grupa 2	Metale alcalino-pământoase	2. Principală	IIA	IIA
Grupa 3	Grupa scandiului	3. Secundară	IIIB	IIIA
Grupa 4	Grupa titanului	4. Secundară	IVB	IVA
Grupa 5	Grupa vanadiului	5. Secundară	VB	VA
Grupa 6	Grupa cromului	6. Secundară	VIB	VIA
Grupa 7	Grupa manganului	7. Secundară	VIIB	VIIA
Grupa 8	Grupa fierului	8. Secundară	VIIIB	VIIIA
Grupa 9	Grupa cobaltului	8. Secundară	VIIIB	VIIIA
Grupa 10	Grupa nichelului	8. Secundară	VIIIB	VIIIA
Grupa 11	Grupa cuprului	1. Secundară	IB	IB
Grupa 12	Grupa zincului	2. Secundară	IIB	IIB
Grupa 13	Grupa borului	3. Principală	IIIA	IIIB
Grupa 14	Grupa carbonului	4. Principală	IVA	IVB
Grupa 15	Pnictogeni	5. Principală	VA	VB
Grupa 16	Calcogeni	6. Principală	VIA	VIB
Grupa 17	Halogeni	7. Principală	VIIA	VIIB
Grupa 18	Gaze nobile	8. Principală	VIIIA	VIIIB

PerioadeleModificare

O perioadă este un rând orizontal din tabelul periodic. Deși grupele sunt cel mai comun mod de a grupa elementele, există regiuni ale sistemului periodic unde similaritățile orizontale sunt mai semnificante decât cele verticale. De ex. metalele tranziționale, și în special lantanidele și actinidele. Numărul perioadei arată și numărul straturilor ocupate cu electroni.

BlocurileModificare

Metale, metaloizi, nemetaleModificare

Proprietăți periodiceModificare

HalogeniiModificare

În grupa a 17-a, cunoscută drept grupa de halogeni, elementelor nu le lipsește decât un electron pentru a avea toate straturile ocupate. Din acestă cauză, în reacțiile chimice ele tind să împrumute un electron (tendința de a împrumuta electroni se numește electronegativitate). Această proprietate este cea mai evidentă la Fluor (cel mai electronegativ element din tot tabelul). Ca rezultat, halogenii formează acizi cu hidrogenul, de ex. acidul fluorhidric, acidul clorhidric, acidul bromhidric, acidul iodhidric, toate în forma HX. Aciditatea lor crește cu numărul perioadei.

Știind grupa și perioada unui element, îi putem stabili configurația electronică și numărul atomic. De exemplu să luăm elementul situat în perioada a 3-a, grupa VII A (a 17-a). Știm că elementul are 3 straturi ocupate cu electroni și că pe ultimul strat are 7 electroni, deci configurația va fi: K:2e^- L:8e^- M:7e^-. Având configurația electronică , putem afla numărul atomic adunând toți electronii, deci numărul atomic va fi 17. Având numărul atomic putem afla numele elementului, în acest exemplu: Clor. Din configurația electronică putem afla ce ioni formează elementul. Acceptând un electron, elementul formează 1 ion negativ, deci este un halogen. Pe baza ionului format îi putem stabili valența (1) și electrovalența(-1).

Elementele din grupa VIII A, cea de-a 18-a, mai sunt numite și "gaze inerte".

Tipuri de tabeleModificare

Tabelul periodic extins conține adițional și blocul g.

NoteModificare

^ Elementele descoperite inițial prin sinteză, iar apoi întâlnite în natură, sunt technețiul (Z=43), promețiul (61), astatinul (85), neptuniul (93) și plutoniul (94).
^ Denumirea de „element zero” (neutroniu) face referire la o substanță compusă numai din neutroni.

ReferințeModificare

^ „Chemistry: Four elements added to periodic table”. BBC News. 4 ianuarie 2016.
^ St. Fleur, Nicholas (1 decembrie 2016). „Four New Names Officially Added to the Periodic Table of Elements”. New York Times.
^ Emsley, J. (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (ed. New). New York, NY: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
^ Greenwood & Earnshaw, pp. 24–27
^ Scerri 2007, p. 24
^ Messler, R. W. (2010). The essence of materials for engineers. Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers. p. 32. ISBN 0-7637-7833-8.
^ Bagnall, K. W. (1967). „Recent advances in actinide and lanthanide chemistry”. În Fields, P. R.; Moeller, T. Advances in chemistry, Lanthanide/Actinide chemistry. Advances in Chemistry. 71. American Chemical Society. pp. 1–12. doi:10.1021/ba-1967-0071. ISBN 0-8412-0072-6.
^ Day, M. C., Jr.; Selbin, J. (1969). Theoretical inorganic chemistry (ed. 2nd). New York: Nostrand-Rienhold Book Corporation. p. 103. ISBN 0-7637-7833-8.
^ Holman, J.; Hill, G. C. (2000). Chemistry in context (ed. 5th). Walton-on-Thames: Nelson Thornes. p. 40. ISBN 0-17-448276-0.
^ ^a ^b Leigh, G. J. (1990). Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. Blackwell Science. ISBN 0-632-02494-1.
^ Fluck, E. (1988). „New Notations in the Periodic Table” (PDF). Pure Appl. Chem. IUPAC. 60 (3): 431–436. doi:10.1351/pac198860030431. Accesat în 24 martie 2012.

Vezi șiModificare

Legături externeModificare

Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de tabelul periodic al elementelor

[3] Elementele descoperite inițial prin sinteză, iar apoi întâlnite în natură, sunt technețiul (Z=43), promețiul (61), astatinul (85), neptuniul (93) și plutoniul (94).

[5] Denumirea de „element zero” (neutroniu) face referire la o substanță compusă numai din neutroni.

[1] „Chemistry: Four elements added to periodic table”. BBC News. 4 ianuarie 2016.

[2] St. Fleur, Nicholas (1 decembrie 2016). „Four New Names Officially Added to the Periodic Table of Elements”. New York Times.

[emsley-4] Emsley, J. (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (ed. New). New York, NY: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.

[Greenwood-6] Greenwood & Earnshaw, pp. 24–27

[7] Scerri 2007, p. 24

[8] Messler, R. W. (2010). The essence of materials for engineers. Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers. p. 32. ISBN 0-7637-7833-8.

[9] Bagnall, K. W. (1967). „Recent advances in actinide and lanthanide chemistry”. În Fields, P. R.; Moeller, T. Advances in chemistry, Lanthanide/Actinide chemistry. Advances in Chemistry. 71. American Chemical Society. pp. 1–12. doi:10.1021/ba-1967-0071. ISBN 0-8412-0072-6.

[10] Day, M. C., Jr.; Selbin, J. (1969). Theoretical inorganic chemistry (ed. 2nd). New York: Nostrand-Rienhold Book Corporation. p. 103. ISBN 0-7637-7833-8.

[11] Holman, J.; Hill, G. C. (2000). Chemistry in context (ed. 5th). Walton-on-Thames: Nelson Thornes. p. 40. ISBN 0-17-448276-0.

[IUPAC-12] Leigh, G. J. (1990). Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. Blackwell Science. ISBN 0-632-02494-1.

[13] Fluck, E. (1988). „New Notations in the Periodic Table” (PDF). Pure Appl. Chem. IUPAC. 60 (3): 431–436. doi:10.1351/pac198860030431. Accesat în 24 martie 2012.

[1]

[2]

[n 1]

[3]

[n 2]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]