Obitelji periodnog sustava

Jedan od načina na koji su kemijski elementi organizirani je kroz obitelji, koje odgovaraju vertikalnim redoslijedima periodnog sustava.

Na 18 stupaca tablice grupiraju elemente prema sličnostima u kemijskim svojstvima.

Organiziranje kemijskih elemenata u obitelji bio je praktičan način strukturiranja različitih pronađenih informacija i njihova prezentacija na jednostavan način.

Kako bi se olakšao smještaj kemijskog elementa, obitelji su označene brojevima od 1 do 18 kako slijedi:

Zahvaljujući doprinosu mnogih znanstvenika i raznim pokušajima slaganja podataka, periodni sustav je evoluirao uspostavljajući redoslijed slaganja elemenata.

Nomenklatura obitelji

• Obitelji u tablici podijeljene su na A (reprezentativne) i B (prijelazne), identificirane slovima i brojevima.
• Vas reprezentativni elementi odgovaraju obitelji 0, 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A i 7A.
• Vas prijelazni elementi odgovaraju obitelji 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B i 8B.
• Određivanjem Međunarodne unije za čistu i primijenjenu kemiju (IUPAC), obitelji su identificirane u skupine od 1 do 18.

Periodni sustav i elektronička distribucija

Do sličnosti između elemenata iste obitelji dolazi zato što je broj valentnih elektrona atoma u osnovnom stanju jednak za članove određene skupine.

Na primjer:

1. skupina	Eletronic distribucija
3čitati	2-1
11Na	2-8-1
19K	2-8-8-1
37Rb	2-8-18-8-1
55Cs	2-8-18-18-8-1
87Fr	2-8-18-32-18-8-1

Atomi skupine 1 imaju svoje elektrone raspoređene na više od jedne energetske razine, ali svi imaju valentni elektron.

Uz to, primjećujemo da izrada elektronska distribucija atoma u osnovnom stanju, nalazimo njegov položaj na periodnom sustavu.

reprezentativni elementi

Reprezentativni elementi pokazuju relativno manje složeno kemijsko ponašanje od prijelaznih elemenata i tvore većinu tvari oko nas.

Neke od reprezentativnih obitelji elemenata dobivaju posebna imena, kao što je prikazano u nastavku:

Skupina	Obitelj	određeno ime	Podrijetlo imena	Elementi	elektronička konfiguracija
1	1A	alkalni metali	od latinskog lužine, što znači "sive biljke".	Li, Na, K, Rb, Cs i Fr	nas^1 (s n1)
2	2A	zemnoalkalijski metali	Izraz "zemaljski" odnosi se na "postojanje na zemlji".	Budi, Mg, Ca, Sr, Ba i Ra	nas^2 (s n1)
13	3A	obitelj bora	Ime prvog elementa obitelji.	B, Al, Ga, In, Tl i Nh.	nas^2np^1
14	4A	obitelj ugljika	Ime prvog elementa obitelji.	C, Si, Ge, Sn, Pb i Fl.	nas^2np^2
15	5A	Obitelj dušika	Ime prvog elementa obitelji.	N, P, As, Sb, Bi i Mc.	nas^2np^3
16	6A	Halkogeni	od grčkog khalks, jer su to elementi koji se nalaze u bakarnim rudama.	O, S, Se, Te, Po i Lv.	nas^2np^4
17	7A	Halogeni	Grčki izraz u značenju tvorci soli.	F, Cl, Br, I, At i Ts.	nas^2np^5
18	0	Plemeniti plinovi	Smatralo se da ne reagira s drugim tvarima.	On, Ne, Ar, Kr, Xe, Re i Og.	1s^2 (On) ili mi^2np^6 (ako je n> 1)

Kroz tablicu možemo vidjeti da:

• Gore predstavljeni elementi klasificirani su kao reprezentativni jer imaju najenergičniji elektron u s ili p podrazini.
• Elektroni su raspoređeni po razinama energije, a n predstavlja najudaljeniju razinu atoma u osnovnom stanju.
• Reprezentativni elementi, prema preporuci IUPAC-a, pripadaju skupinama ili obiteljima 1,2,13,14,15,16,17 i 18.

O vodik klasificiran je odvojeno od ostalih elemenata. Čak i s 1s elektroničkom konfiguracijom¹, on nije dio skupine 1 zbog prezentiranja jedinstvenog ponašanja.

prijelazni elementi

Prijelazni elementi odgovaraju skupinama od 3 do 12. Ovo su ime dobili jer imaju međusobne karakteristike između skupina 1 i 2 i reprezentativnih nemetalnih elemenata.

Vas prijelazni metali su definirani od strane IUPAC-a kao:

Prijelazni element ima nepotpuni d podnivo ili može stvoriti katione s nepotpunim d podrazinom.

Kada je najenergičniji elektron atoma u osnovnom stanju u nepotpunom podrazini, to se karakterizira kao vanjski prijelaz.

Lantanidi i aktinidi su unutarnji prijelazni elementi jer imaju barem jedan nepotpuni podrazina.

Kad elementi imaju elektrone koji ispunjavaju d ili f orbitale, oni pokazuju slična svojstva i mogu se klasificirati u elemente vanjski ili unutarnji prijelaz.

Kao što možemo vidjeti na slici, obitelj 8B odgovara 3 stupca, to su skupine 8, 9 i 10, koje su ovako grupirane jer imaju slične karakteristike.

Glavne karakteristike obitelji

Tablica u nastavku prikazuje glavna svojstva grupa u periodnom sustavu:

Skupina	Značajke	složene tvari češći	pojave
1	Čvrst i sjajan u ambijentalnim uvjetima. Vrlo reaktivni, mekani i dobri vodiči električne energije.	Soli, hidroksidi i oksidi Primjer: NaCl, KOH i Li2O	Reagirati s halogenima i oblikovati soli.
2	Manje reaktivan i tvrđi od skupine 1. Čvrste supstance srebra dobre vodljivosti.	Soli, hidroksidi i oksidi Npr.: Slučaj4, Mg (OH)2 i BaO	Stvaranje soli i oksida.
3 do 12	Oni tvore komplekse. Oni su metalne krutine, tvrde i lomljive, s izuzetkom žive koja je tekućina.	Soli, oksidi i kompleksi. Primjer: AgNO3, TiO i [Cr (OH)3(H2O)3]	U mineralima u obliku oksida.
13	Čvrste tvari u ambijentalnim uvjetima, srebro, osim bora.	Oksidi Primjer: B2O3	U mineralima u obliku oksida.
14	Čvrsta u ambijentalnim uvjetima.	Atomi C i Si mogu se rasporediti u lance i stvarati veliku raznolikost tvari.	U živim organizmima i u obliku silikata ili oksida.
15	Čvrste tvari, osim dušika koji je plinovit u okolnim uvjetima.	Oksidi i kiseline Primjer: NE2 i H3PRAH4	Atmosfera, živi organizmi i minerali.
16	Čvrste tvari, osim kisika, koji je plinovit u okolnim uvjetima.	Sulfidi i oksidi Primjer: ZnS i SiO2	Atmosfera, živi organizmi i minerali.
17	Oni tvore dvoatomske molekule i vrlo su reaktivni. Loši su vodiči električne energije i topline. Agresivni su prema živim bićima i okolini.	Kiseline i soli. Primjer: HCl i KBr	Prisutni su u tvarima organske i mineralne.
18	Vrlo su stabilni i nalaze se u obliku plinova.	Teško tvore složene tvari.	Plinovi u atmosferi.

Kemijska i fizička svojstva razlikuju jednu obitelj od druge. Kao što smo vidjeli, kemijska svojstva povezana su s elektroni valencije, i preko njih atom stupa u interakciju s drugim, odgovoran za kemijsko ponašanje i kemijske veze formirana.

Fizička svojstva elemenata u istoj skupini mogu se razlikovati ovisno o atomskom broju i masi.

Vježbe

Sad kad znate malo više o obiteljima Periodnog sustava, testirajte svoje znanje i pogledajte što ste naučili.

1) Razmotrite sljedeći izvadak iz Periodnog sustava.

a) Navedi dva elementa koja imaju dva valentna elektrona.
b) Označite element koji burno reagira s vodom stvarajući metalni hidroksid.
c) Označiti nereaktivni element.
d) Navedite dva elementa koja se kombiniraju s alkalnim metalima da bi stvorili soli.

Pogledajte Odgovor

Odgovor:

a) B i J
Dva valentna elektrona odgovaraju skupini 2 koja ima ns elektronsku konfiguraciju² a u vježbi ih predstavljaju B i J.

b) A, B, I ili J.
A i I predstavljaju elemente obitelji 1; B i J su iz obitelji 2. Kao što smo vidjeli u tablici svojstava, elementi 1. i 2. skupine vrlo su reaktivni i mogu stvarati hidrokside, kao u datim primjerima: KOH i Mg (OH)₂.

c) G
Plemeniti plinovi su vrlo stabilni i stoga nisu vrlo reaktivni. Slovo G umetnuto je u tablicu kao element ove obitelji.

d) F i K
Halogeni reagiraju s alkalnim metalima stvarajući soli. Najčešći primjer za to je kuhinjska sol, NaCl.

2) Sljedeća slika prikazuje tri kemijska elementa, s lijeva na desno, litij, natrij i kalij.

Odaberite opciju koja ispravno dovršava svaku od sljedećih izjava.

1.1) "Možemo reći da litij, natrij i kalij ...

(A)... pripadaju istom razdoblju. "
(B)... ima isti atomski broj. "
(C)... pripadaju istoj skupini. "
(D)... ima isti maseni broj. "

1.2) "Elementi litij, natrij i kalij ...
(A)... ima vrlo slična kemijska svojstva. "
(B)... ima vrlo različita kemijska svojstva. "
(C)... su nemetali. "
(D)... reagirati s vodom da bi se stvorile kisele otopine. "

Pogledajte Odgovor

Odgovori:

1.1) (C) pripadaju istoj skupini.

1.2) (A) ima vrlo slična kemijska svojstva.

Te podatke možemo dobiti konzultacijama s periodnim sustavom ili elektroničkom distribucijom elemenata litij, natrij i kalij. Vidjet ćemo da trojica imaju elektron u valentnoj ljusci, a budući da su dio iste skupine, kemijska svojstva su vrlo slična.

3) Razmotrite sljedeću tablicu, u kojoj su prikazani atomski brojevi i elektronička raspodjela nekih kemijskih elemenata.

Element	kemijski simbol	atomski broj	Eletronic distribucija
Litij	čitati	3	2,1
Berilijum	biti	4	2,2
Fluor	F	9	2,7
neon	Huh	10	2,8
klor	Kl	17	2,8,7
argon	Zrak	18	2,8,8
Kalij	K	19	2,8,8,1
Kalcij	Ovdje	20	2,8,8,2

Navedite skupinu svakog elementa.

Pogledajte Odgovor

Odgovor:

Litij i kalij: skupina 1. (Imaju elektron u valentnoj ljusci).
Berilij i kalcij: skupina 2. (U valentnoj ljusci imaju dva elektrona).
Fluor i klor: skupina 17. (U valentnoj ljusci imaju sedam elektrona).
Neon i argon: skupina 18. (U valentnoj ljusci imaju osam elektrona).

Razumijevanje periodnog sustava za 10 minuta

Pitanja za prijamni ispit provjerite komentiranom razlučivošću u Vježbe na periodnom sustavu i neobjavljena pitanja na tu temu u Vježbe o organiziranju periodnog sustava.