Dmitri Mendeljejev (1869)
1869. Mendeljejev i Majer uobličili su PSE.
► Osnovu za klasifikaciju predstavljale su
relativne atomske mase i hemijske osobine
elemenata i jedinjenja.
1
2
PERIODNI SISTEM ELEMENATA
Elementi su poređani po atomskom broju.
Periodni zakon: fizička i hemijska svojstva elemenata, kao i
njihovih jedinjenja, predstavljaju periodičnu funkciju atomskog
broja.
Tri forme periodnog sitema: kratka, duga i superduga.
Grupe sa s- i p-elementima su glavne ili reprezentativne grupe.
Grupe sa d-elementima su sporedne grupe. Deo njih, grupe
3-11, naziva se i prelazni elementi (metali). Osim toga,
3
f-elementi se nazivaju i unutrašnjeprelazni elementi.
Superduga forma Periodnog sistema elemenata
4
f-elementi se dele na dva horizontalna niza, na lantanoide i
aktinoide.
Periode se označavaju brojevima od 1 do 7, ili slovima K, L, M,
N, O, P, Q (isto kao i ljuske u elektronskom omotaču). Znajući
broj periode automatski znamo najviši energetski nivo u kome
se nalaze elektroni.
Grupe se označavaju brojevima od 1 do 18 (nekada rimskim
brojevima I do VIII i 0, uz dodatak slova A i B). Grupe se
nazivaju po broju ili po prvom elementu u grupi (npr. 14. grupa,
ili grupa ugljenika). Neke grupe imaju posebne nazive: alkalni
metali (1.), zemnoalkalni metali (2.), halkogeni (16.), halogeni
(17.) i plemeniti gasovi (18.).
U grupama se nalaze elementi sa istim brojem valentnih
elektrona - ns, np, (n-1)d i (n-2)f - što znači da imaju i slična
hemijska svojstva!
5
Veći deo hemijskih elemenata (skoro 80 %) spada u
metale. Oni se nalaze levo u P.S. Nemetali se nalaze u
desnom gornjem delu P.S.
Metali:
dobri provodnici
elektriciteta
Nemetali:
izolatori
Semimetali:
poluprovodnici
Granica metali-nemetali prolazi između B i Al, Si i Ge, As
i Sb, Te i Po. Neki elementi uz granicu imaju mešovita
svojstva i nazivaju se semimetali (ili metaloidi).
6
PERIODIČNA PROMENA FORMULA JEDINJENJA
Atom Elektronska konfiguracija Formula oksida
Na
1s22s22p63s1
Na2O
Mg
1s22s22p63s2
MgO
Al
1s22s22p63s23p1
Al2O3
Si
1s22s22p63s23p2
SiO2
P
1s22s22p63s23p3
P2O5 (P4O10)
S
1s22s22p63s23p4
SO3
Cl
1s22s22p63s23p5
Cl2O7
Ar
1s22s22p63s23p6
7
ATOMSKI (METALNI I KOVALENTNI) RADIJUSI
metalni
kovalentni
Pitanje veličine atoma …
⇓
- U periodi se popunjavaju
orbitale sa konstantnim n dok Z
raste, elektroni se međusobno
slabo zasenjuju, stoga Z* više
raste, pa rastu i privlačne sile
između jezgra i elektrona.
- U grupi se popunjavaju
orbitale koje su sve dalje od
jezgra (Z i Z* takođe rastu, ali to
nije dovoljno da kompenzuje
porast radijusa orbite).
ra
r
a
s
t
u
⇒ ra opadaju
8
ENERGIJA (PRVE) JONIZACIJE
A(g) → A+(g) + e-
Ei,1 > 0
UVEK endo!
Opšta svojstva:
- periodična funkcija sa
promenljivom periodom
- „testerasta” zavisnost
- maksimumi i minimumi
(plemeniti gasovi i alkalni
metali)
- postoje delovi gde su
promene male (f-, d-)
Kod energije jonizacije plemeniti gasovi su na maksimumima,
a alkalni metali na minimumima.
U grupama energije jonizacije opadaju, jer su elektroni sve
dalje od jezgra, pa su privlačne sile sve slabije
9
(ima malih izuzetaka kod d-elemenata).
U periodama energije jonizacije u proseku rastu, jer raste Z i
Z*, a smanjuju se radijusi atoma, pa su privlačne sile sve jače.
Međutim, opet ima izuzetaka, čak i u glavnim grupama P.S.
2. perioda
4Be
[He] 2s2
5B
[He] 2s22p1
7N
[He] 2s2 2p3
8O
[He] 2s2 2p4
Mnogi izuzeci u P.S. mogu se relativno jednostavno objasniti.
Osim toga, većina izuzetaka ponavlja se na pravilan način, pa
se može govoriti o „pravilnim izuzecima”.
10
Rezime: U P.S. najmanje Ei su dole levo, a najveće gore
desno.
11
12
ENERGIJA DRUGE, TREĆE ... JONIZACIJE
A+(g) → A2+(g) + e-
Ei,2 > 0
A2+(g) → A3+(g) + e-
Ei,3 > 0
i tako dalje do golog jezgra
Ei,n > ... > Ei,3 > Ei,2 > Ei,1
6C:
Ei (kJ mol-1):
6C
1
1,09
2
2,35
3
4,62
4
6,22
5
37,8
6
47,3
1s2 2s2 2p2
13
AFINITET PREMA ELEKTRONU
>
Eea = 0
izražen, odnosno veliki
<
afinitet prema elektronu
Eea > 0
A(g) + e- → A-(g)
A-(g) + e- → A2-(g)
itd.
H
-73
Li
-60
Be
0
B
-27
C
-122
N
7
P
-72
Eea (kJ mol-1)
O
-141
780 (O2-)
S
-200
590 (S2-)
Se
-195
Te
-190
F
-328
Ne
0
Cl
-349
Ar
0
Br
-325
I
-295
Kr
0
Xe
0
Primedba: vrednosti Eea su dosta nepouzdane!
14
- Afinitet prema elektronu plemenitih gasova jednak je nuli.
Oni ne vole ni da primaju ni da otpuštaju elektrone.
- U grupama afinitet prema elektronu opada. Radi se o tome
da novi elektron dolazi na orbitale koje su sve dalje od
jezgra, pa su privlačne sile sve slabije. Izuzetak su elementi
2. periode (oni su po mnogo čemu izuzetak!), jer su atomi
mali, a elektronski oblaci „gusti”, pa dolazi do odbijanja
novog elektrona sa već postojećim elektronima. Zbog toga
najveći afinitet prema elektronu od svih elemenata ima hlor,
a ne kako bi se moglo na prvi pogled očekivati fluor.
- U periodama afinitet prema elektronu u proseku raste, ali
ima dosta izuzetaka.
Pitanje: Zašto u 2. periodi jedino Be i N nemaju negativne
vrednosti afiniteta prema elektronu?
Rezime: U P.S. najmanji Eea su levo dole, a naveći desno gore.
15
Veliki rezime: Kada se
sumiraju promene svojstava o
kojima smo govorili, kao i
promene o kojima nismo
govorili, mnoga svojstva
elemenata u Periodnom
sistemu imaju ekstremne
vrednosti levo dole i desno
gore, znači po dijagonali
periodnog sistema, a ne po
nekoj od ivica.
Učićemo kasnije
16
Download

07_Peroidni sistem.pdf