Periodická sústava prvkov

Periodická sústava prvkov:
(podstata a význam periodického zákona, kritéria klasifikácie prvkov na základe ich postavenia v periodickej tabuľke, charakterisika kovových a nekovových prvkov, analýza závislosti vlastností prvkov a ich zlúčenín od ich elektrónovej štruktúry)

Dmitrij Ivanovič Mendelejev sa začal zaoberať otázkou triedenia prvkov, dospel k záveru, že všetky prvky možno usporiadať do jedinej sústavy. Pričom za základ klasifikácie treba vziať relatívnu atómovú hmotnosť, ktorá nezávisí od ostatných vlastností prvku. Keď usporiadal prvky podľa stúpajúcich relatívnych atómových hmotností zistil, že sa po určitých intervaloch – periódach opakujú prvky s podobnými vlastnosťami. Svoje pozorovania zhrnul v periodickom zákone (1869), podľa ktorého: vlastnosti prvkov sú periodickou funkciou ich protónových čísel. Dnes sa periodický zákon formuluje takto: Vlastnosti atómov a chemických prvkov sa periodicky menia v závislosti od vzrastajúceho protónového čísla. Pre väčšinu prvkov je poradie podľa protónových čísel aj podľa stúpajúcich relatívnych atómových hmotností rovnaké. O triedenie prvkov sa pokúšali viacerí chemici. Podobnú tabuľku ako Mendelejev publikoval o niečo neskôr nemecký chemik J.L.Meyer. Mendelejev v svojej tabuľke nechal prázdne miesta pre neobjavené prvky. Periodická tabuľka prvkov:
1. Prvky sú usporiadané podľa stúpajúceho protónového čísla do 7 vodorovných radov – period (od 1-7)
Číslo periódy je totožné s maximálnym hlavným kvantovým číslom, s číslom valenčnej vrstvy, na ktorej sa nachádzajú valenčné elektróny atómov prvkov tvoriacich danú periódu. Prvá perióda začína prvkom H, ktorý má elektrónovú štruktúru valenčnej vrstvy 1s1 a končí vzácnym plynom He, ktorý má elektrónovú štruktúru valenčnej vrstvy 1s2. Každá perióda, od druhej až po siedmu, začína prvkom, ktorý má elektrónovú štruktúru valenčnej vrstvy ns1 a končí vzácnym plynom s oktetovou štruktúrou valenčnej vrstvy ns2np6 (n = 2, 3, …7).
2. Dĺžka periód a tvar tabuľky sú upravené tak, aby podobné prvky sa umiestili pod seba do 16 zvislých skupín, označujú sa rímskymi číslicami I až VIII a okrem toho ešte písmenami A alebo B (I.A až VIII.A => hlavná podskupina, I.B až VIII.B => vedľajšia podskupina)
3. V tabuľke sú vyčlenené dva zváštne riadky: 14 prvkov zo 6.periódy =>lantanoidy (58Ce-71Lu),
14 prvkov zo 7.periódy =>aktinoidy (90Th-103Lr). Lantanoidy a aktinoidy sa zvyčajne uvádzajú na
dolnom okraji tabuľky.
4.

Niektoré skupiny prvkov majú zaužívané názvy, napr.:
Skupina Označenie prvkov Názov prvkov
I.hlavná Prvky s1- Li, Na, K, Rb, Cs, Fr alkalické kovy
II.hlavná Prvky s2 - Ca, Sr, Ba, Ra kovy alkalických zemín
VI.hlavná Prvky p4 - O, S, Se, Te, Po chalkogény
VII.hlavná Prvky p5 - F, Cl, Br, I, At halogény
VIII.vedľajšia Ru, Rh, Pd triáda ľahkých platinových kovov
Os, Ir, Pt triáda ťažkých platinových kovov
VIII.hlavná He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn vzácne plyny
Jednotlivé skupiny prvkov sa označujú aj podľa prvého prvku, napr.: prvky skupiny medi.

Podľa zapĺňania určitých typov vonkajších orbitalov valenčnými elektrónmi sa prvky delia na :
Neprechodné prvky => s – prvky ( valenčné elektróny sú v orbitaloch ns )
p – prvky ( valenčné elektróny sú v orbitaloch ns np )
Prechodné prvky => d – prvky ( valenčné elektróny sú v orbitaloch ns a (n-1)d )
Vnútorne prechodné prvky => f – prvky (lantanoidy a aktinoidy) ( valenčnými elektrónmi si
dobudovávajú vnútorné orbitaly (n-2)f )
Počet valenčných elektrónov atómu prvku je totožný s číslom skupiny, v ktorej je prvok umiestnený. Výnimku tvoria niektoré prvky VIII.B skupiny.
ns1 - prvky I.skupiny
ns2 - prvky II.skupiny
ns2np1 - prvky III.skupiny
ns2np2 - prvky VIII. skupiny

Z postavenia prvku v periodickej tabuľke možno určiť elektrónovú konfiguráciu atómu a naopak.
Valenčné elektróny majú podstatný vplyv na fyzikálne a chemické vlastnosti prvkov.
Na základe postavenia daného prvku v periodickej tabuľke a jeho elektrónovej konfigurácie možno vysvetliť, ale aj predpovedať mnohé vlastnosti prvkov a ich zlúčenín.
Z elektrónovej konfigurácie atómu prvkov stojacich v skupine vyplýva, že s narastajúcim protónovým číslom (zľava doprava): - narastá aj kladný náboj jadra atómu, ktorý spôsobuje, že sú elektróny viac priťahované k jadru a atómový polomer klesá.
Atómové polomery prvkov v periódach zľava doprava klesajú.
Atómové polomery prvkov v skupinách smerom nadol stúpajú.
Hodnoty ionizačnej energie s rastúcim počtom valenčných elektrónov rastú.
Z hodnôt ionizačnej energie a elektrónovej afinity sa určuje elektronegativita prvkov.
Elektronegativita prvkov v perióde zľava doprava plynule narastá.
Zo štruktúry atómov možno odvodiť aj reaktivitu prvkov. Prvky, ktorých atómy majú malý počet valenčných elektrónov, tieto elektróny veľmi ľahko odovzdávajú svojim reakčným partnerom a správajú sa ako silné redukovadlá. Prvky, ktorých atómy majú takmer celkom obsadené p orbitaly, ľahko pri reakcii chýbajúce elektróny prijímajú a správajú sa ako silné oxidovadlá.

V perióde zľava doprava klesá redukčná schopnosť a rasrtie oxidačná schopnosť prvkov.
V zlúčeninách prvkov v periode smerom doprava stúpa kovalentný charakter väzieb (klesá ich polarita).

Vlastnosti kovov a nekovov.
Kovy Nekovy
sú lesklésú kujné a ťažnémajú veľkú hustotuv zlúčeninách tvoria katiónypôsobia ako redukovadloich oxidy sú zásadotvornév zlúčeninách tvoria aj komplexné katióny sú nelesklénie sú kujné a ťažnémajú malú hustotuv zlúčeninách tvoria aniónypôsobia ako oxidovadloich oxidy sú kyselinotvornév zlúčeninách tvoria aj komplexné anióny

Kov sa definuje ako prvok, ktorý má väčšinu týchto vlastností: charakteristický lesk, veľkú ťažnosť a kujnosť, vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť, vysoký elektropozitívny charakter (ľahko tvorí katióny).
Poznáme aj určitý počet polokovov, ktoré majú niektoré kovové a niektoré nekovové vlastnosti.
Kovové vlastnosti prvkov v skupinách smerom nadol narastajú.
V periódach narastajú nekovové vlastnosti smerom zľava doprava. B nekovy
Al Si
Ge As
Sb Te
kovy Po At
polokovy.