משפחות הטבלה המחזורית: מהן?

אל ה משפחות הטבלה המחזורית הם הרצפים האנכיים של השולחן ולאסוף יסודות כימיים עם תכונות כימיות דומות. קווי דמיון כאלה נובעים מנוכחותם של כמויות שוות של אלקטרוני ערכיות עבור היסודות המקובצים באותה משפחה. משפחות מאכלסות את המרכיבים הייצוגיים בקבוצות 1 ו-2, מ-13 עד 18 ואת מרכיבי המעבר בקבוצות 1 עד 12.

קראו גם:יסודות טרנסאורניים - היסודות הכימיים מעשה ידי אדם שמגיעים אחרי האורניום בטבלה המחזורית

נושאי מאמר זה

• 1 - סיכום משפחות הטבלה המחזורית
• 2 - ארגון משפחות הטבלה המחזורית
• 3 - נומנקלטורה של משפחות הטבלה המחזורית
  • ← אלמנטים מייצגים של הטבלה המחזורית
  • ← רכיבי מעבר בטבלה המחזורית 
• 4 - יסודות כימיים של משפחות הטבלה המחזורית
• 5 - מאפיינים עיקריים של משפחות הטבלה המחזורית
  • → קבוצה 1 או משפחה של מתכות אלקליות
  • → קבוצה 2 או משפחה של מתכות אדמה אלקליין
  • ← קבוצות 3 עד 12 או משפחה של מתכות מעבר
  • → קבוצה 13 או משפחת בורון
  • → קבוצה 14 או משפחת פחמן
  • → קבוצה 15 או משפחת חנקן
  • → קבוצה 16 או משפחת חמצן (כלקוגנים)
  • → קבוצה 17 או משפחה של הלוגנים
  • → קבוצה 18 או משפחת גז אציל
• 6 - הטבלה המחזורית והפצה אלקטרונית
  • ← הפצה אלקטרונית של אלמנטים מייצגים
  • ← הפצה אלקטרונית של רכיבי מעבר
• 7 - פתרו תרגילים על משפחות הטבלה המחזורית

סיכום משפחות הטבלה המחזורית

• המשפחות מתאימות לקווים האנכיים של ה טבלה מחזורית.

• ידועות גם כקבוצות, משפחות בטבלה המחזורית ממוספרים מ-1 עד 18.

• ליסודות כימיים באותה משפחה יש תכונות כימיות דומות.

• ההיכרות של קבוצת יסודות מוסברת על ידי מספר שווה של אלקטרוני ערכיות.

• המרכיבים הייצוגיים מחולקים לקבוצות 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 ו-18. לכל אחת מהמשפחות הללו יש שמות ספציפיים.

• מרכיבי המעבר יוצרים משפחה אחת המחולקת לקבוצות 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ו-12.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום ;)

ארגון משפחות הטבלה המחזורית

משפחות בטבלה המחזורית הם הרצפים האנכיים של הטבלה, כלומר העמודות. ידועות גם כקבוצות, המשפחות של הטבלה המחזורית ממוספרים מ-1 עד 18, משמאל לימין.

יסודות כימיים התופסים את אותו טור נחשבים לאותה משפחה., בשל הדמיון בין התכונות הכימיות שלהם, הנובע מכך שיש להם אותו מספר של אלקטרונים בְּ- מעטפת ערכיות. לדוגמה, לכל היסודות הכימיים של משפחה 18 יש שמונה אלקטרונים במעטפת הערכיות (קליפה מלאה) ולעתים רחוקות הם משתתפים ב קשרים כימים.

משפחות או קבוצות של הטבלה המחזורית ממוספרים מ-1 עד 18.

על פי השיטה המודרנית של האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (Iupac), כל קבוצה או משפחה מזוהה במספר מ-1 עד 18, החל משמאל לימין בטבלה המחזורית.

חשוב להדגיש שמערכת ה-IUPAC הישנה אימצה מערכת אלפאנומרית, כאשר האותיות A ו-B מתייחסות לרכיבי הייצוג והמעבר, בהתאמה. נכון לעכשיו, סוג זה של מינוח אינו בשימוש עוד.

המינוח של משפחות הטבלה המחזורית

נומנקלטורה של משפחות הטבלה המחזורית.

ניתן לסווג יסודות כימיים לשתי משפחות גדולות: יסודות מייצגים ויסודות מעבר.

← אלמנטים מייצגים של הטבלה המחזורית

המרכיבים הייצוגיים מחולקים לקבוצות 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 ו-18. לכל אחת מהקבוצות הללו יש שם ספציפי, שבאמצעותו ניתן גם להכיר אותה. תראה:

• קבוצה 1: משפחה של מתכות בְּסִיסִי.

• קבוצה 2: משפחה של מתכות אלקליות.

• קבוצה 13: משפחת מתכת בורון או אדמה.

• קבוצה 14: משפחת פחמן.

• קבוצה 15: משפחת חנקן או פניקוגנים.

• קבוצה 16: משפחת חמצן או כולקוגן.

• קבוצה 17: משפחה של הלוגנים.

• קבוצה 18: משפחה של גזים אצילים.

← רכיבי מעבר בטבלה המחזורית 

אתה מרכיבי מעברליצור משפחה אחת המחולקת לקבוצות 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ו-12. סדרת lanthanide ו-actinide הם גם חלק מיסודות המעבר.

מרכיבי המעבר כולם מתכתיים ובעלי תכונות כימיות דומות, אפילו בעל אלקטרונים שונים במעטפת הערכיות, ולכן, יהוו משפחה אחת וגדולה של מתכות מעבר.

יסודות כימיים ממשפחות הטבלה המחזורית

כל משפחה או קבוצה מורכבת מקבוצה של יסודות כימיים. ראה את תיאור היסודות הכימיים המרכיבים כל משפחה:

• קבוצה 1:לִיתִיוּם, נתרן, אֶשׁלָגָן, רובידיום, צסיום, פרנסיום.

• קבוצה 2:בריליום, מגנזיום, סִידָן, סטרונציום, בריום, רָדִיוֹ.

• קבוצה 3:סקנדיום, איטריום, סדרת lanthanide וסדרת אקטינידים.

• קבוצה 4: טִיטָן, זירקוניהO, חפניום זה רותרפורדיום.

• קבוצה 5:ונדיום, ניוביום, טנטלום זה דובניום.

• קבוצה 6:כרום, מוליבדן, ווֹלפרָם זה סיבורגיום.

• קבוצה 7:מַנגָן, טכניום, רניום זה בוהריו.

• קבוצה 8: בַּרזֶל, רותניום, אוסמיום זה חסיום.

• קבוצה 9:קובלט, רודיום, אירידיום ומיטנריום.

• קבוצה 10:ניקל, פלדיום, פְּלָטִינָה ודרמסטאדיו.

• קבוצה 11: נְחוֹשֶׁת, כסף, זהב ורוטניום.

• קבוצה 12:אָבָץ, קדמיום, כַּספִּית וקופרניקוס.

• קבוצה 13: בּוֹר, אֲלוּמִינְיוּם, גליום, אינדיום ותליום.

• קבוצה 14: פַּחמָן, סִילִיקוֹן, גרמניום, פַּח, עוֹפֶרֶת ופלרוביום.

• קבוצה 15:חַנקָן, זַרחָן, אַרסָן, אַנטִימוֹן זה בִּיסמוּט.

• קבוצה 16:חַמצָן, גוֹפרִית, סֵלֶנִיוּם, טלוריום, פולוניום וליברמוריום.

• קבוצה 17: פלוּאוֹר, כְּלוֹר, ברום, יוֹד ואסטטין.

• קבוצה 18:הֶלִיוּם, נֵאוֹן, אַרגוֹן, קריפטון, קסנון זה ראדון.

חָשׁוּב: היסוד הכימי מֵימָן הוא מקרה מסוים, מכיוון שלמרות היותו ממוקם ליד קבוצה 1, הוא אינו חלק ממשפחת המתכות האלקליות, מכיוון שאינו חולק תכונות כימיות דומות.

יודע יותר: מהם היסודות הרדיואקטיביים בטבלה המחזורית?

מאפיינים עיקריים של משפחות הטבלה המחזורית

• הם מוצקים מתכתיים, מבריקים וחלקים.

• יש להם מוליכות תרמית גבוהה וגבוהה מוליכות חשמלית.

• יש טמפרטורות התכה נמוכה יחסית.

• הם מאוד מגיבים עם מים.

• נטייה ליצירת קטיונים חד ערכיים (מטען +1).

• הם מוצקים מתכתיים, מבריקים וקשים יותר בהשוואה למתכות אלקליות.

• הם מתחמצנים בקלות.

• יש להם מוליכות תרמית גבוהה ומוליכות חשמלית גבוהה.

• יש להם טמפרטורות התכה מעט גבוהות יותר בהשוואה למתכות אלקליות.

• הם מגיבים עם מים.

• נטייה ליצירת קטיונים דו ערכיים (מטען +2).

• הם המשפחה הגדולה ביותר בטבלה המחזורית.

• מוצקים מתכתיים קשים ומבריק.

• יש להם מוליכות תרמית גבוהה ומוליכות חשמלית גבוהה.

• צָפוּף.

• טמפרטורות התכה גבוהות.

• עשוי להציג שונה מצבי חמצון.

→ קבוצה 13 או משפחת בורון

• יש להם תכונות ביניים בין התכונות של מתכות ו לא מתכות.

• הם מוצקים בתנאי הסביבה.

• נטייה ליצירת קטיונים משולשים (מטען +3).

→ קבוצה 14 או משפחת פחמן

• יש להם תכונות ביניים בין תכונות של מתכות ללא מתכות.

• הם מוצקים בתנאי הסביבה.

• נטייה ליצור ארבע קשרים.

• הם מוצקים בתנאי הסביבה.

• פחמן וסיליקון יכולים ליצור קשרי שרשרת.

→ קבוצה 15 או משפחת חנקן

• יש להם תכונות ביניים בין תכונות של מתכות ללא מתכות.

• מוצקים בתנאי סביבה, למעט חנקן, שהוא גז.

• חנקן וזרחן הם בסיסיים באורגניזמים חיים.

• ארסן הוא רעיל מאוד.

→ קבוצה 16 או משפחת חמצן (כלקוגנים)

• יש להם מאפיינים שונים, המשתנים מאלמנט לא מתכתי ליסוד מתכתי ככל שאתה הולך למטה במשפחה.

• מוצקים בתנאי סביבה, למעט חמצן, שהוא גז.

• נטייה ליצירת אניונים דו ערכיים (מטען -2).

→ קבוצה 17 או משפחה של הלוגנים

• הם לא מתכות.

• די תגובתי.

• מוליכים תרמיים וחשמליים גרועים.

• בתנאי הסביבה, פלואור וכלור קיימים כמו גזים, ברום נוזל ויוד מוצק.

• נטייה ליצירת אניונים חד ערכיים (מטען -1).

→ קבוצה 18 או משפחת גז אציל

• הם לא מתכות.

• מעט מאוד תגובתי, כך שניתן לקרוא להם גזים אינרטיים.

• הם קיימים בצורה של גזים.

• אין להם נטייה להיווצר יונים.

הטבלה המחזורית והפצה אלקטרונית

ליסודות כימיים השייכים לאותה משפחה או קבוצה יש תכונות כימיות דומות כי יש להם מספר שווה של אלקטרונים במעטפת הערכיות.

מספר האלקטרונים במעטפת הערכיות רלוונטי, שכן הוא קובע את הנטייה להיווצרות קטיונים או אניונים, סוג הקשר הכימי שייווצר, האנרגיה המעורבת בתגובות כימיות, בין היתר מאפיינים. כדי למצוא את מספר האלקטרונים הערכיים, יש צורך לדעת את מספר אטומי של האלמנט ולבצע את שלך הפצה אלקטרונית.

← הפצה אלקטרונית של אלמנטים מייצגים

המרכיבים הייצוגיים יש להם את האלקטרונים הכי אנרגטיים שלהם בתת-רמות ס זה פ של השכבה האלקטרונית (n). הטבלה הבאה מאגדת את התצורות האלקטרוניות הקשורות לכל משפחה של אלמנטים מייצגים. התנאי נ משתנה בין 1 ל-7 ומייצגת את רמת האנרגיה הנכבשת על ידי אלקטרוני הערכיות, שווה ערך לתקופה (הקו האופקי) של הטבלה המחזורית שבה נמצא היסוד.

הפצה אלקטרונית של אלמנטים מייצגים
משפחה או קבוצה	הפצה אלקטרונית	דוגמא
1	לָנוּ^1	Li (Z=3): 1 שניות^2 2 שניות^1
2	לָנוּ^2	להיות (Z=4): 1 שניות^2 2 שניות^2
13	לָנוּ^2 np^1	ב (Z=5): 1 שניות^2 2 שניות^22 עמ'^1
14	לָנוּ^2 np^2	C (Z=6): 1 שניות^2 2 שניות^22 עמ'^2
15	לָנוּ^2np^3	N (Z=7): 1 שניות^2 2 שניות^22 עמ'^3
16	לָנוּ^2np^4	O (Z=8): 1 שניות^2 2 שניות^22 עמ'^4
17	לָנוּ^2np^5	F (Z=9): 1 שניות^2 2 שניות^22 עמ'^5
18	לָנוּ^2np^6	Ne (Z=10): 1 שניות^2 2 שניות^22 עמ'^6

← הפצה אלקטרונית של רכיבי מעבר

מרכיבי המעבר מחולקים בין קבוצות 3 ו-12 ו יש את רמות המשנה ד זה ו תפוסה על ידי אלקטרוני ערכיות:

• מרכיבי מעבר חיצוניים: לשמור על אלקטרוני ערכיות ברמת המשנה ד, שמירה על תצורת האלקטרונים שווה ל לָנוּ² (n-1)ד^{(1 עד 8)}. לדוגמה, היסוד ניקל (Z = 28) שייך לקבוצה 10, ותצורתו היא 1s² 2 שניות² 2 עמ'⁶ 3 שניות² 3 עמ'⁶ 4 שניות² 3d⁸.

• אלמנטי מעבר פנימיים: הם חלק מקבוצה 3, אך הם "פנימיים" לטבלה המחזורית, כשהם מורחבים מתחתיה, בתקופות 6 (לנתנידים) ו-7 (אקטינידים). ליסודות אלה יש אלקטרוני ערכיות התופסים את תת-המעטפת ו ותצורה אלקטרונית כללית של לָנוּ² (n-2)ו^{(1 עד 13)}. לדוגמה, היסוד לנתנום (Z = 57) הוא היסוד הראשון בסדרת הלנתנידים, ותצורת האלקטרונים שלו היא 1s² 2 שניות² 2 עמ'⁶ 3 שניות² 3 עמ'⁶ 4 שניות² 3d¹⁰ 4 עמ'⁶ 5 שניות² 4ד¹⁰ 5 עמ'⁶ 6 שניות² 4ו¹.

יודע גם:מהו מקור הטבלה המחזורית?

פתרו תרגילים על משפחות הטבלה המחזורית

שאלה 1

(UFC - מותאם) לגבי הסיווג התקופתי המודרני של יסודות, סמן את ההצהרה האמיתית:

א) בטבלה המחזורית, משפחות או קבוצות מתאימות לקווים אופקיים.

ב) ליסודות במשפחה תכונות כימיות שונות מאוד.

ג) במשפחה, ליסודות יש בדרך כלל מספר זהה של אלקטרונים בקליפה האחרונה.

ד) בתקופה מסוימת, ליסודות יש תכונות כימיות דומות.

ה) המרכיבים הייצוגיים מחולקים בקבוצות 3 עד 12.

פתרון הבעיה:

חלופה C

סעיף א' שגוי: המשפחות או הקבוצות הן העמודות (קווים אנכיים) של הטבלה המחזורית.

פריט B ו-D שגויים: במשפחה, ליסודות יש תכונות כימיות דומות. בתקופות, ליסודות יש את אותה מעטפת אלקטרונים תפוסה על ידי אלקטרוני ערכיות.

פריט ג' נכון: במשפחה, ליסודות יש אותו מספר אלקטרונים בקליפה האחרונה.

פריט E שגוי: אלמנטים מייצגים הם קבוצות 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 ו-18. מרכיבי המעבר מחולקים בקבוצות 3 עד 12.

שאלה 2

(EAM) ליסודות A, B ו-C יש את תצורות האלקטרונים הבאות בקליפות הערכיות שלהם:

ת: 3 שניות¹

ב: 4 שניות² 4 עמ'⁴

C: 3 שניות²

בהתבסס על מידע זה, בחר באפשרות הנכונה.

א) יסוד A הוא מתכת אלקלית.

ב) יסוד B הוא הלוגן.

ג) יסוד C הוא כולקוגן.

ד) היסודות A ו-B שייכים לתקופה השלישית של הטבלה המחזורית.

ה) שלושת היסודות שייכים לאותה קבוצה של הטבלה המחזורית.

פתרון הבעיה:

חלופה א'

פריט A נכון: לאלמנט A יש התפלגות אלקטרונית המכילה רק אלקטרון ערכיות אחד, ולכן הוא שייך לקבוצה 1 של הטבלה המחזורית.

פריט B שגוי: לאלמנט B יש תצורת אלקטרונים של 4 שניות² 4 עמ'⁴, המצביע על כך שיש 6 אלקטרונים בקליפה האחרונה וכי יסוד זה שייך לקבוצה 16 (כלקוגנים).

פריט C שגוי: לאלמנט C יש תצורה אלקטרונית עם 2 אלקטרונים בקליפה האחרונה, ולכן הוא אלמנט מקבוצה 2 בטבלה.

פריט ד' שגוי: יסוד A שייך לתקופה השלישית (n=3), ואלמנט B שייך לתקופה הרביעית (n=4).

פריט E שגוי: לשלושת היסודות יש כמויות שונות של אלקטרונים בקליפה האחרונה, כך שהם לא יכולים להיות חלק מאותה משפחה.

מאת אנה לואיזה לורנצן לימה
מורה לכימיה

לחץ כאן, למד מהי שכבת ערכיות וגלה כיצד ניתן לזהות אותה.

הבן כיצד מתבצעת הפצה אלקטרונית ובדוק דוגמאות.

למד על המאפיינים המיוחדים של מרכיבי המעבר הפנימיים (אקטינידים ולנטאנידים), אשר תופסים את התקופה השישית והשביעית של קבוצה 3 של הטבלה המחזורית.

להכיר את היסודות הכימיים הקיימים, להבין מה הם וכיצד לייצג אותם.

גזים אצילים הם היסודות היחידים שנמצאים בצורה מבודדת בטבע. למד עוד עליהם כאן במאמר זה!

למד על הלוגנים, תכונותיהם, מאפייניהם והשימושים העיקריים שלהם בחיי היומיום.

למד עוד על מתכות אדמה אלקליין, הכרת מאפיינים, תכונות ויישומים.

הבינו מהו מספר אטומי ולמדו מהם המאפיינים של האטום שניתן לקבוע ממנו.

בדוק כאן מהי הטבלה המחזורית וראה מודל אינטראקטיבי כדי לדעת את כל היסודות הכימיים המרכיבים אותה.