U videima i tekstovima na posvećenim Dmitriju Mendeljejevu i hemijskim elementima, vidjeli smo da su svi elementi, te osnovne, čiste tvari, koje se ne mogu razložiti na jednostavnije tvari, poredani u tabeli koju zovemo Periodni sistem elemenata.
Sve nevolje u školi s hemijom počinju od toga što učenicima ostane nejasno kako se ova tablica čita. Sve je lakše kada to shvatimo. A Periodni sistem je vrlo, vrlo logičan.
Dmitrij Mendeljejev je napravio je napravio nekoliko verzija te tablice, da bi 1869. prezentirao svoj rad Ruskom hemijskom društvu i ta tablica je bila ponešto jednostavnija od današnjeg Periodnog. 1870. nezavisno od Mendeljejeva, njemački hemičar Julius Lothar Meyer publicira svoju tabelu elemenata. Također, treba znati da su postojale neke verzije tablice i prije: sam Meyer pravi prvu tabelu od 28 elemenata 1864.
Engleski hemičar John Newlands u periodu 1863. – 1866. izdaje nekoliko radova gdje pokazuju kako mase elemenata rastu, a 1867. danski naučnik Gustav Hinrichs objavljuje spiralnu tabelu elemenata. Prije sviju njih, 1862. godine, francuski geolog Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois, prva osoba koja je primijetila periodičnost svojstava elemenata, publicira prvu verziju tabele.
Periodni sistem elemenata se sastoji od vodoravnih i uspravnih nizova.
Vodoravne nazivamo periode i njih ima 7, a uspravne zovemo grupe ili skupine, njih ima 18.
Danas Periodni broji 118 elemenata. Periodni sistem se često prikazuju sa dva reda elemenata odvojenim od Periodnog. To je zbog toga što su ove periode jako dugačke i onda je nepraktično za štampu i digitalne verzije da ti elementi budu unutar Periodnog. Evo kako bi Periodni izgledao sa tim elementima unutar tabele:
Te elemente u dugačkim nizovima nazivamo lantanidi i aktinidi.
Imena grupa
Grupe, uspravni, tj. vertikalni nizovi u Periodnom imaju i svoja imena – bar one osnovne grupe.
Prva grupa nosi naziv alkalni metali i čine je, sa izuzetkom vodika, koji je gas, jako reaktivni metali litij, natrij, kalij, rubidij, cezij i francij.
Druga grupa su zemnoalkalni metali berilij, magnezij, kalcij, stroncij, barij i radij.
13. grupu zovemo još i borova grupa, prema elementu zvanom bor, koji je prvi u toj grupi.
14. grupa je ugljikova, jer je ugljik prvi element.
15. grupu zovemo dušikova, a 16. halkogena. Najvažniji halkogeni element je kisik.
17. grupa nosi još i naziv halogena a svi ti elementi su halogeni elementi.
18. grupa nosi naziv plemeniti ili inertni gasovi ili plinovi jer su ovi elementi slabo reaktivni I teško stupaju u hemijske reakcije. Ta 18. grupa se još zove i nulta grupa.
Elementi na lijevoj strani PSE su metali, osim vodika, a oni desno su nemetali. Srednji dio Periodnog su također metali, ali njih zbog nekih svojstava nazivamo prelazni metali.
Elementi koji imaju neka svojstva metala, recimo, mogu provoditi struju, ali i neka svojstva nemetala, zovu se polumetali ili metaloidi.
Silicij je jedan od najvažnijih metaloida, s obzirom da je važan za izradu kompjutera i drugih uređaja. Zato se područje u Kaliforniji sa najviše IT kompanija, poput Apple, Intel, eBay, Oracle, Google, Facebook i dr. zove i “Silicijska dolina” Silicon valley.
Iz ovoga vidimo da u Periodnom i u prirodi ima više metala od nemetala.
U Periodnom sistemu elementi su poredani prema atomskom broju, broju protona u jezgri, po rastućoj atomskoj masi. Inače, atomska masa ovisi od broja protona i neutrona u jezgri, nukleusu atoma, pošto je masa elektrona jako mala i ne doprinosi puno masi atomi.
Kako atomska masa ovisi o broju protona, a broj protona je stalan i karakterističan za sve atome istog elementa jer broj neutrona može varirati, tako su zapravo elementi u Periodnom poredani po atomskim brojevima. Atomski broj vodika je 1, što znači da svaki atom vodika ima 1 proton, atomski broj helija je 2, litija 3, berilija 4, bora 5 i tako dalje.
Svaki element u Periodnom sistemu elementa ima svoju „kućicu” o u njoj se nalaze neki podaci o svojstvima tog elementa – tu piše simbol elementa, nekada piše i naziv elementa, atomski broj te relativna atomska masa elementa.
Oznaka za atomski broj je Z i on predstavlja broj protona u jezgri atoma. Postoji i N, broj neutrona u jezgri, međutim, atomi nekog elementa ne moraju imati jednak broj protona i neutrona u jezgri. Čak atomi istog elementa ne moraju imati isti broj neutrona (to su izotopi).
Zbir atomskog broja i broja neutrona predstavlja relativnu atomsku masu atoma tj. maseni broj. Z+N=A.
A je oznaka za maseni broj.
I dok je atomski broj uvijek neki cijeli broj, te se taj broj povećava kada posmatramo nizove u Periodnom sistemu, relativna atomska masa elementa ne mora i često nije cijeli broj jer predstavlja neku srednju vrijednost atomske mase varijanti atoma istog elementa sa različitim brojem neutrona.
Iz mjesta nekog elementa u Periodnom sistemu možemo puno toga zaključiti o elementu. Možemo mu predvidjeti svojstva, ali nam podaci iz Periodnog Sistema mogu pomoći i da rješavamo hemijske jednadžbe i zadatke. Recimo, prema položaju elementa u Periodnom – u kojoj se periodi i u kojoj grupi nalazi, možemo odrediti koliko elektronskih omotača ima te kako će reagovati.
Elektronske ljuske ili omotači
Elektronski omotači, ljuske ili energetski nivoi atoma su način na koji su elektroni raspoređeni oko nukleusa. Kada kažemo „ljuska” ili omotač, to mislimo figurativno jer svi elektroni zapravo osciliraju oko nukleusa u elektronskom oblaku.
No kako je je teško nacrtati elektronski oblak, to elektrone crtamo u Borovom modelu atoma i raspoređujemo ih u te ljuske”. Prisjetite se videa o modelima atoma. Periode nam govore koliko elektronskih ljuski atom ima. Ako se neki element nalazi u 3. Periodi, to znači da će svaki atom tog elementa imati 3 ljuske, energetska omotača. Ako se nalazi u 4. periodi, ima 4 ljuske, u 5. periodi-pet ljuski I tako dalje.
Grupe Periodnog sistema nam govore koliko elektrona atom nekog elementa ima u posljednjem omotaču.
Elementi prve grupe imaju uvijek samo jedan elektron u posljednjem omotaču, elementi 2 imaju 2, elementi 16. grupe (koja se nekad zvala i 6a grupa) imaju 6 elektrona, elementi 17. grupe (nekada se zvala i 7a grupa) imaju 7 elektrona. Plemeniti – inertni plinovi imaju po 8 elektrona u posljednjem omotaču, osim helija, koji ima 2 elektrona.
