Wie werden Elemente im Periodensystem gruppiert?


Im späten 19. Jahrhundert veröffentlichte der russische Chemiker Dmitri Mendeleev seinen ersten Versuch einerchemische Elemente nach ihrem Atomgewicht gruppieren. Damals waren nur etwa 60 Elemente bekannt.

Mendelejew erkannte jedoch, dass bei der Anordnung von Elementen nach Gewicht bestimmte Arten von Elementen in regelmäßigen Abständen oder Perioden auftraten.

Heute, 150 Jahre später, erkennen Chemiker offiziell 118 Elemente (nach der Hinzufügung von vier Neulingen im Jahr 2016) und verwenden sie immer noch Periodensystem von Mendelejew-Elementen, um sie zu organisieren.

Die Tabelle beginnt mit dem einfachsten Atom, Wasserstoff, und organisiert den Rest der Elemente nach der Ordnungszahl, dh der Anzahl der Protonen, die jedes enthält. Mit wenigen Ausnahmen entspricht die Reihenfolge der Elemente der zunehmenden Masse jedes Atoms.

Index

  • Tabelle
  • Alkalimetalle
  • Erdalkalimetalle
  • Lanthanoide
  • Aktiniden
  • Übergangsmetalle
  • Übergangsmetalle
  • Nichtmetalle
  • Nichtmetalle
  • Halogene
  • Edelgase

Tabelle

Die Tabelle hat sieben Zeilen und 18 Spalten. Jede Zeile steht für einen Zeitraum. Die Periodenzahl eines Elements gibt an, wie viele seiner Energieniveaus Elektronen enthalten. Natrium zum Beispiel befindet sich in der dritten Periode.

Das bedeutet, dass ein Natriumatom normalerweise Elektronen in den ersten drei Energieniveaus hat. Wenn man sich um den Tisch bewegt, sind die Perioden länger, weil mehr Elektronen benötigt werden, um die größeren, komplexeren äußeren Ebenen zu füllen.

Tabellenspalten stellen Gruppen oder Familien von Elementen dar. Die Elemente einer Gruppe sehen im Allgemeinen ähnlich aus und verhalten sich ähnlich, da sie die gleiche Anzahl von Elektronen in ihrer äußersten Schale haben. Es ist „das Gesicht“, das sie der Welt zeigen.

Die Elemente der Gruppe 18 auf der rechten Seite der Tabelle haben beispielsweise vollständig gefüllte Außenschalen und nehmen selten an chemischen Reaktionen teil.

Elemente werden normalerweise als Metalle oder Nichtmetalle klassifiziert, aber die Trennlinie zwischen den beiden ist verwischt. Metallische Elemente sind im Allgemeinen gute Strom- und Wärmeleiter.

Untergruppen innerhalb von Metallen basieren auf den ähnlichen Eigenschaften und chemischen Eigenschaften dieser Sammlungen. Unsere Beschreibung des Periodensystems verwendet nach Angaben des Los Alamos National Laboratory allgemein akzeptierte Gruppierungen von Elementen.

Alkalimetalle

Alkalimetalle machen den Großteil der Gruppe 1 aus, die erste Spalte in der Tabelle. Diese Metalle sind hell und weich genug, um sie mit einem Messer zu schneiden Lithium (li) und enden mit dem francium (Fr.).

Außerdem sind sie extrem reaktiv und gehen bei Kontakt mit Wasser in Flammen auf oder explodieren sogar. So lagern Chemiker sie in Ölen oder Edelgasen ein.

Ö Wasserstoff, mit seinem einzelnen Elektron, auch in Gruppe 1 lebt, aber das Gas gilt als Nichtmetall.

Erdalkalimetalle

Die Erdalkalimetalle bilden die 2. Gruppe des Periodensystems, aus der Beryllium (Be) zu Funk (Ra). Jedes dieser Elemente hat auf seinem äußersten Energieniveau zwei Elektronen. Dies macht Erdalkalien so reaktiv, dass sie selten allein in der Natur vorkommen.

Sie sind jedoch nicht so reaktiv wie Alkalimetalle. Ihre chemischen Reaktionen laufen im Allgemeinen langsamer ab und erzeugen weniger Wärme im Vergleich zu Alkalimetallen.

Lanthanoide

Die dritte Gruppe ist zu lang, um in die dritte Spalte zu passen, daher schwebt sie am Ende der Tabelle. Dies sind die Lanthanoide, Elemente von 57 bis 71 - Lanthan (La) zu Lutetium (Lu). Die Elemente dieser Gruppe haben eine silbrig-weiße Farbe und laufen bei Kontakt mit Luft an.

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Aktiniden

Aktiniden umfassen die 89 Elemente, Aktinium (Ac), bis 103, Laurencium (Lr). Von diesen Elementen sind nur die Thorium (Th) und Uran (U) kommen natürlicherweise auf der Erde in beträchtlichen Mengen vor. Alle sind radioaktiv.

Actiniden und Lanthanoide bilden zusammen eine Gruppe namens interne Übergangsmetalle.

Übergangsmetalle

Zurück zum Hauptteil der Tabelle, der Rest der Gruppen 3 bis 12 repräsentiert den Rest der Übergangsmetalle. Zäh, aber formbar, glänzend und mit guter Leitfähigkeit, an diese Elemente denkt man normalerweise, wenn man das Wort Metall hört.

Viele der bekanntesten Metalle – darunter Gold, Silber-, Eisen und Platin - hier leben.

Übergangsmetalle

Post-Übergangsmetalle sind die Aluminium (Al), Gallium (Ga), indisch (Im), Thallium (Tl), Zinn (Sn), Blei (Pb) und Wismut (Bi) und decken Gruppe 13 bis Gruppe 17 ab.

Diese Elemente haben einige der klassischen Eigenschaften von Übergangsmetallen, sind aber tendenziell weicher und haben eine geringere Leitfähigkeit als andere Übergangsmetalle.

Nichtmetalle

Die Halbmetalle sind die Bor (B), Silizium (Ja), Germanium (Ge), Arsen (As), Antimon (Sb), Tellur (Te) und Polonium (Staub). Sie bilden die Leiter, die den allmählichen Übergang von Metallen zu Nichtmetallen darstellt.

Diese Elemente verhalten sich manchmal eher wie Halbleiter (B, Si, Ge) als wie Leiter. Metalloide werden auch "Halbmetalle" oder "arme Metalle" genannt.

Nichtmetalle

Alles andere auf der rechten Seite der Leiter – plus der in Gruppe 1 gestrandete Wasserstoff (H) – sind Nichtmetalle. Diese schließen ein Kohlenstoff (Ç), Stickstoff- (N), Phosphor (P), Sauerstoff (O), Schwefel (S) und Selen (Wenn).

Halogene

Die vier Hauptelemente der Gruppe 17, von Fluor (Ventilator Astatin (At) repräsentieren eine von zwei Untergruppen von Nichtmetallen. Halogene sind chemisch reaktiv und neigen dazu, Alkalimetallpaare zu bilden, um verschiedene Arten von Salzen zu erzeugen.

Das Kochsalz in Ihrer Küche zum Beispiel ist eine Verbindung zwischen dem Alkalimetall Natrium und Chlor, einem Halogen.

Edelgase

Farblose, geruchlose und fast vollständig nicht reaktive Inert- oder Edelgase runden die Tabelle der Gruppe 18 ab. Viele Chemiker hoffen, dass Oganesson, eines der vier neu benannten Elemente, diese Eigenschaften teilen wird.

Da dieses Element jedoch eine Halbwertszeit von Millisekunden hat, konnte es niemand direkt testen.

Aufgrund der zyklischen Natur, die durch die Periodizität entsteht, die der Tabelle ihren Namen gibt, ziehen es einige Chemiker vor, sich Mendelejews Tabelle als Kreis vorzustellen.

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