Det periodiske system med grundstoffer , også kaldet tabel eller tabel Mendeleev , periodisk system eller blot periodisk system , repræsenterer alle de kemiske grundstoffer , ordnet efter atomnummer, der øges og organiseres i henhold til deres elektronkonfiguration , som ligger til grund for deres kemiske egenskaber.
Designet af denne tabel tilskrives generelt den russiske kemiker Dmitry Ivanovich Mendeleev , der i 1869 byggede et bord, der var forskelligt fra det, der er i brug i dag, men i princippet lignende, hvis store interesse var at foreslå et systematisk klassificeringssystem af elementer kendt på det tidspunkt for at understrege periodiciteten af deres kemiske egenskaber, for at identificere de grundstoffer, der var tilbage at blive opdaget, selv for at forudsige visse egenskaber af kemiske grundstoffer, der var ukendte.
Det periodiske system har gennemgået mange omjusteringer siden da, indtil det tager den form, som vi kender det i dag. Det er blevet en universel reference, som alle typer af elementers fysiske og kemiske opførsel kan relateres til. Da opdateringen af IUPAC af november 28, 2016 , indeholder sin formular 118 varer, der spænder fra hydrogen 1 H til oganesson 118 Og.
Denne tabel er den mest almindelige repræsentation af klassificeringen af kemiske grundstoffer. Nogle kemikere har foreslået andre måder at klassificere elementer på, men disse forbliver begrænset til det videnskabelige domæne.
Bloker s | f | Blok d | Bloker s ( Han i blok s ) | ||||||||||||||||
↓ → | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
1 | 1 time |
2 Han |
|||||||||||||||||
2 | 3 Li |
4 Vær |
5 B |
6 C |
7 N |
8 O |
9 F |
10 Gør |
|||||||||||
3 | 11 Na |
12 mg |
13 Al |
14 Hvis |
15 s |
16 S |
17 Cl |
18 Ar |
|||||||||||
4 | 19 K |
20 Ca |
21 Sc |
22 Ti |
23 V |
24 Cr |
25 Mn |
26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
29 Cu |
30 Zn |
31 Ga |
32 Ge |
33 Es |
34 Se |
35 Br |
36 Kr |
|
5 | 37 Rb |
38 Sr |
39 Y |
40 Zr |
41 Nb |
42 MB |
43 Tc |
44 Ru |
45 Rh |
46 Pd |
47 Ag |
48 cd'er |
49 i |
50 Sn |
51 Sb |
52 Te |
53 I |
54 Xe |
|
6 | 55 Cs |
56 Ba |
* |
71 Læs |
72 Hf |
73 Din |
74 W. |
75 Re |
76 knogler |
77 Ir |
78 Pt |
79 til |
80 Hg |
81 Tl |
82 Pb |
83 Bi |
84 Po |
85 Kl |
86 Rn |
7 | 87 Fr |
88 Ra |
* * |
103 Lr |
104 Rf |
105 Db |
106 Sg |
107 Bh |
108 timer |
109 Mt |
110 Ds |
111 Rg |
112 Cn |
113 Nh |
114 Fl |
115 Mc |
116 Lv |
117 Ts |
118 Og |
↓ | |||||||||||||||||||
Lanthanider |
* |
57 Den |
58 Dette |
59 Pr |
60 kt |
61 Pm |
62 Sm |
63 Eu |
64 Gd |
65 spsk |
66 Dy |
67 Ho |
68 Er |
69 Tm |
70 Yb |
||||
Actinides |
* * |
89 Ac |
90 Th |
91 Pa |
92 U |
93 Np |
94 Pu |
95 Am |
96 Cm |
97 Bk |
98 Jf |
99 Es |
100 Fm |
101 mia |
102 Nej |
Legende |
Den naturlige overflod er angivet med boksernes kanter: |
Den standard tilstand ved 0 ° C og 1 atm |
|||||||
Kontinuerlig linje | Urelement | er angivet med atomnummerets farve : | |||||||
94 Pu |
← Atomnummer | Tykke bindestreger | Forfald produkt af andre elementer | Sort | Blå | Rød | Grå | ||
← Kemisk symbol | Ryd stiplede linjer | Syntetisk element (kunstigt) | Solid | Væske | Gasformig | Ukendt |
Metaller | Ikke-metaller | ||||||||
Alkalier |
Alkalisk jord |
Lanthanider |
overgangsmetaller metaller |
Dårlige metaller |
Metalloider |
Andre ikke-metaller |
Halogen |
Ædle gasser |
Varer uklassificeret |
Actinides |
Af de 118 kendte kemiske grundstoffer siges 83 at være urmæssige, fordi de har mindst en isotop, der er stabil eller stabil nok til at være ældre end Jorden . Blandt dem er tre radioaktive : uran 92 U, thorium 90 Th og vismut 83 Bi; dog er radioaktiviteten af sidstnævnte så lav, at den først blev afsløret i 2003.
11 grundstoffer findes naturligt i det jordbaserede miljø, men er for radioaktive til, at deres isotoper til stede under dannelsen af solsystemet til at have overlevet indtil i dag: De dannes kontinuerligt ved radioaktivt henfald af andre kemiske grundstoffer, hovedsageligt af uran og thorium. Dette er for eksempel tilfældet med technetium 43 Tc, den letteste af dem, som er et fissionsprodukt af uran, eller af plutonium 94 Pu, den tungeste af dem, der betragtes som en naturlig radioisotop til stede i spormængder i pitchblende , den vigtigste uranmalm . Den henfaldskæde af uran 238 , vigtigste naturlige isotop af uran, således kontinuerligt Produkt protactinium 234 Pa , den thorium 234 Th og 230 Th , den radium 226 Ra , den radon 222 Rn af polonium 218 Po , 214 Po og 210 Po , bismuth 214 Bi og 210 Bi og fører 214 Pb , 210 Pb og 206 Pb , hvor sidstnævnte er stabile .
De sidste 24 elementer siges at være syntetiske , fordi de ikke findes naturligt i jordens miljø og produceres kunstigt i atomreaktorer eller eksperimentelt i laboratoriet. Imidlertid kan nogle af dem findes i naturen som et resultat af atmosfæriske nukleare test eller nukleare ulykker , som det er tilfældet i visse forurenede områder, for americium 95 Am, curium 96 Cm, berkelium 97 Bk og californium 98 See Out of vores planet, disse grundstoffer såvel som einsteinium 99 Es, kan produceres naturligt ved processer r under eksplosioner af supernovaer , som man længe har tænkt på isotopen 254 Jf , hypotese dog tilbagevist siden da; de ville også være blevet detekteret i spektret af stjernen i Przybylski .
Af de 103 grundstoffer, hvis standardtilstand er kendt under normale temperatur- og trykforhold ( 0 ° C og 1 atm ), er 90 faste , 11 er gasformige , og kun to er flydende : brom 35 Br, smelter ved - 7,2 ° C , og kviksølv 80 Hg, smeltende ved -38,8 ° C ; flere faste elementer har imidlertid et smeltepunkt tæt på stuetemperatur, f.eks francium 87 Fr, ved 27 ° C , cæsium 55 Cs, ved 28,5 ° C , gallium 31 Ga, ved 29,8 ° C den rubidium 37 Rb, ved 39,3 ° C , eller phosphor hvide 15 P, ved 44,2 ° C .
Da elementernes fysisk-kemiske egenskaber er baseret på deres elektroniske konfiguration , ligger sidstnævnte under arrangementet af det periodiske system. Således svarer hver række i tabellen, kaldet periode , til et elektronisk lag identificeret ved dets hovedkvantumnummer , bemærket n : der er syv kendte elektroniske lag i jordtilstand , derfor syv perioder i det periodiske standardtabel, nummereret 1 til 7. Hver periode er i sig selv opdelt i en til fire blokke , som svarer til de elektroniske underlag identificeret ved deres sekundære kvantum , bemærket ℓ : der er fire typer kendte elektroniske underlag i jordtilstand, betegnet s , p , d og f (disse bogstaver kommer fra forkortelser, der oprindeligt blev brugt i spektroskopi ). Hvert af disse underlag indeholder henholdsvis 1, 3, 5 og 7 atomorbitaler identificeret ved deres magnetiske kvantetal , bemærket m ℓ . Endelig er hver kredsløb optaget af højst to elektroner, hver identificeret ved deres magnetiske spin-kvantetal , bemærket m s .
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | At | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba | * | Læs | Hf | Jeres | W | D | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | * * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* | Det | Dette | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | |||||
Bloker s | Bloker f | Blok d | Bloker s | ||||||||||||||||
Blokke i det periodiske system |
ℓ = 0 | ℓ = 3 | ℓ = 2 | ℓ = 1 | ||||||||||||
1s | |||||||||||||||
2s | 2p | 2p | 2p | ||||||||||||
3s | 3p | 3p | 3p | ||||||||||||
4s | 3d | 3d | 3d | 3d | 3d | 4p | 4p | 4p | |||||||
5s | 4d | 4d | 4d | 4d | 4d | 5p | 5p | 5p | |||||||
6s | 4f | 4f | 4f | 4f | 4f | 4f | 4f | 5d | 5d | 5d | 5d | 5d | 6p | 6p | 6p |
7s | 5f | 5f | 5f | 5f | 5f | 5f | 5f | 6d | 6d | 6d | 6d | 6d | 7p | 7p | 7p |
Orbitaler af underlag, der udgør blokke i det periodiske system . |
Hver elektron i et atom er derfor beskrevet med fire kvantetal , der verificerer følgende egenskaber:
I kraft af Pauli-udelukkelsesprincippet , ifølge hvilket to fermioner (her, to elektroner) af det samme system (her, det samme atom) ikke kan dele den samme kvantetilstand, kan de elektroniske underskaller s , p , d og f hver indeholde ikke mere end henholdsvis 2, 6, 10 og 14 elektroner; i det periodiske system materialiserer de således blokken s , blokken p , blokken d og blokken f , der indeholder henholdsvis 2, 6, 10 og 14 elementer pr. periode.
Følger man konstruktionen af bordet blok baseret på elektroniske konfigurationer helium bør være over beryllium i 2 th kolonne, en, hvis atomer har en underlag ekstern n s 2 , og ikke over neon i 18 th kolonne, hvis atomer har et underlag eksternt n p 6 ; Helium er imidlertid sædvanligvis anbragt i 18 th søjlen, som er den for de ædelgasser , som den udgør en del kemisk.
Vejledende rækkefølge for fyldning af lag og underlag ved at øge energi i henhold til Klechkowskis regel .
Konstruktion af bordet ud fra atomorbitaler .
Alle underlag i en periode hører ikke nødvendigvis til det samme elektroniske lag : fra 3 e fyldes perioden med underlag, der tilhører forskellige lag, over den samme periode. Faktisk overholder fordelingen af elektroner på de forskellige kvanteenerginiveauer omkring atomet Aufbau- princippet (" opbyggelse " på tysk), ifølge hvilken den nøjagtige rækkefølge af de elektroniske underskaller er givet ved reglen. Af Klechkowski : underlagene er fyldt således at værdierne n + ℓ og derefter stiger n , med n det primære kvantetal og ℓ det azimutale kvantetal .
Periode | Undercoat | Kvantumtal | Magnetisk kvantetal | Antal elektroner | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Vigtigste | Azimuthal | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 | Undercoat | Periode | ||
n o 1 | 1 s | n = 1 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 2 | ||||||
n o 2 | 2 sek | n = 2 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 8 | ||||||
2 s | n = 2 | ℓ = 1 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 6 | ||||||
n o 3 | 3 sek | n = 3 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 8 | ||||||
3 s | n = 3 | ℓ = 1 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 6 | ||||||
n o 4 | 4 sek | n = 4 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 18 | ||||||
3 d | n = 3 | ℓ = 2 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 10 | ||||
4 s | n = 4 | ℓ = 1 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 6 | ||||||
n o 5 | 5 s | n = 5 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 18 | ||||||
4 d | n = 4 | ℓ = 2 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 10 | ||||
5 s | n = 5 | ℓ = 1 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 6 | ||||||
n o 6 | 6 s | n = 6 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 32 | ||||||
4 f | n = 4 | ℓ = 3 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 14 | ||
5 d | n = 5 | ℓ = 2 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 10 | ||||
6 s | n = 6 | ℓ = 1 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 6 | ||||||
n o 7 | 7 s | n = 7 | ℓ = 0 | ↑ ↓ | 2 | 32 | ||||||
5 f | n = 5 | ℓ = 3 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 14 | ||
6 d | n = 6 | ℓ = 2 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 10 | ||||
7 s | n = 7 | ℓ = 1 | ↑ ↓ | ↑ ↓ | ↑ ↓ | 6 |
Det er rækkefølgen af de elektroniske underlag af hver periode, der bestemmer strukturen af det periodiske system i blokke, idet hver periode defineret ved returnering af et underlag s efter et underlag p af hver periode, med en principal kvantetal øges med én .
Den Klechkowski regel observeres for mere end 80% af de 103 elementer , hvis elektronisk konfiguration til grundtilstanden kendes nøjagtigt, men tyve varer der er undtagelser. Jordtilstanden er faktisk pr. Definition den, der har den laveste energi, og det magnetiske spin-kvantetal for elektronerne kommer i spil for at bestemme denne energi: jo højere centrifugering, der kommer fra elektronerne i en atombane , jo mere stabil er konfigurationen af disse elektroner på denne orbital ( Hunds regel ). Det følger heraf, at det for elementerne i blok d og blok f ( overgangsmetaller , lanthanider og actinider ) er energisk mindre gunstigt at følge Klechkowskis regel end at favorisere den ulige besættelse af de mest underlag. Eksternt når d eller f skal er tom, halv fyldt eller fuldt fyldt, fordi energiforskellen mellem disse underlag er mindre end energiforøgelsen induceret af omfordeling af elektroner, så deres magnetiske kvantetal resulterende spin er den højeste - i den følgende tabel er uregelmæssige elektronfordelinger vist med fed skrift:
Kemisk element | Familie | Elektronisk konfiguration | ||
---|---|---|---|---|
24 | Cr | Krom | Overgangsmetal | [ Ar ] 4s 1 3d 5 |
28 | Eller | Nikkel | Overgangsmetal | [ Ar ] 4s 1 3d 9 (*) |
29 | Cu | Kobber | Overgangsmetal | [ Ar ] 4s 1 3d 10 |
41 | Nb | Niob | Overgangsmetal | [ Kr ] 5s 1 4d 4 |
42 | Mo | Molybdæn | Overgangsmetal | [ Kr ] 5s 1 4d 5 |
44 | Ru | Ruthenium | Overgangsmetal | [ Kr ] 5s 1 4d 7 |
45 | Rh | Rhodium | Overgangsmetal | [ Kr ] 5s 1 4d 8 |
46 | Pd | Palladium | Overgangsmetal | [ Kr ] 4d 10 |
47 | Ag | Sølv | Overgangsmetal | [ Kr ] 5s 1 4d 10 |
57 | Det | Lanthanum | Lanthanid | [ Xe ] 6s 2 5d 1 |
58 | Dette | Cerium | Lanthanid | [ Xe ] 6s 2 4f 1 5d 1 |
64 | Gd | Gadolinium | Lanthanid | [ Xe ] 6s 2 4f 7 5d 1 |
78 | Pt | Platin | Overgangsmetal | [ Xe ] 6s 1 4f 14 5d 9 |
79 | På | Guld | Overgangsmetal | [ Xe ] 6s 1 4f 14 5d 10 |
89 | Ac | Actinium | Actinide | [ Rn ] 7s 2 6d 1 |
90 | Th | Thorium | Actinide | [ Rn ] 7s 2 6d 2 |
91 | Pa | Protactinium | Actinide | [ Rn ] 7s 2 5f 2 6d 1 |
92 | U | Uran | Actinide | [ Rn ] 7s 2 5f 3 6d 1 |
96 | Cm | Curium | Actinide | [ Rn ] 7s 2 5f 7 6d 1 |
103 | Lr | Lawrencium | Actinide | [ Rn ] 7s 2 5f 14 7p 1 |
Den store interesse for det periodiske system er at organisere de kemiske grundstoffer på en sådan måde, at deres fysisk-kemiske egenskaber stort set kan forudsiges af deres position i tabellen. Disse egenskaber udvikler sig forskelligt afhængigt af om du bevæger dig lodret eller vandret i tabellen.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | At | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba | * | Læs | Hf | Jeres | W | D | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | * * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* | Det | Dette | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | |||||
Periodisk system over kemiske grundstoffer |
En periode betegner en linje i det periodiske system. Det er defineret af den progressive fyldning af de elektroniske underlag indtil den når s underlaget af den næste elektroniske lag . Elementernes egenskaber varierer generelt meget over en periode, men kan være lokalt ret ens og udgør komplette familier af kemiske grundstoffer , især i blokken d (såkaldte " overgangsmetaller ") og især i blokken f ( lanthanider på 6 th periode og actinider på 7 th periode ).
En gruppe udpeger en kolonne i det periodiske system. Hver af de 18 grupper i det standard periodiske system er ofte et sæt af elementer med forskellige egenskaber fra nabogrupper, især i venstre og højre ende af det periodiske system (dvs. i s og p- blokke ), hvor de sidder. Er givet. navne på brug over tid:
Hvis udtrykkene pnictogen og chalcogen er ret forældede i dag, er de andre fire på den anden side stadig meget brugt, fordi de normalt forveksles med familier med samme navn:
Den gruppe 3 er et specielt tilfælde for så vidt som dets sammensætning er ikke underlagt en konsensus blandt kemikere: hvis elementerne i perioderne 4 og 5, som udgør det er altid det scandium og yttrium , disse perioder 6 og 7, på den anden side er enten lanthan og actinium eller lutetium og lawrencium . Dette betyder, at sammensætningen af blokke d og f også er variabel ifølge forfatterne, fordi gruppe 3 er en del af blok d . Den første mulighed, at placere lanthan og actinium i gruppe 3, og derfor i blok d, var fremherskende indtil århundredskiftet, med det ser ud til at være en tilbageførsel siden da; dette valg er i det væsentlige et spørgsmål om konvention: de kemiske egenskaber af scandium, yttrium og lanthanider (lanthanum og lutetium inkluderet) er således tilstrækkeligt ensartede til, at disse grundstoffer kollektivt kaldes sjældne jordarter . Den Internationale Union for ren og anvendt kemi ( IUPAC ), der blev udstedt iJanuar 2021 et forslag om at placere lutetium og lawrencium i gruppe 3 som et kompromis, der tilfredsstiller de generelle principper, som det mener bør være retningsgivende for udformningen af det periodiske system.
Den quantum beskrivelse af elektronisk konfiguration af atomer gør det muligt at forklare ligheden i kemiske egenskaber inden for en gruppe af en identisk konfiguration af elektroner i valensskal . Den Atomradien hurtigt stiger fra toppen til bunden af en kolonne, for med hver periode tilsættes en elektron shell . Som en følge falder ioniseringsenergien og elektronegativiteten , fordi de perifere elektroner er mindre stærkt bundet til kernen i bunden af tabellen.
Ud over række- og kolonneanalyser gør det periodiske system det også muligt at etablere diagonale forhold mellem visse kemiske elementer i anden og tredje periode, der findes diagonalt i forhold til hinanden i tabellen. Dette er altid den diagonale retning, der går fra øverst til venstre til nederst til højre, fordi det at rejse en periode til højre og ned ad en søjle oversættes på den modsatte måde på atomenes valensskal (henholdsvis fald og stigning i atomradius , dermed stigning og fald i elektronegativitet ). Det følger visse ligheder mellem diagonale elementer, som dog ikke deler den samme periode eller den samme gruppe: fordelingen af metalloider i det periodiske system illustrerer denne effekt.
Atomisk radiusGenerelt har den atomare radius en tendens til at falde, når man krydser en periode fra venstre til højre, fra alkalimetaller til ædle gasser og øges, når man krydser en gruppe fra top til bund. Det stiger brat, når det passerer fra en periode til den næste mellem ædelgassen i en periode P og alkalimetallet i perioden P + 1 . Dette forklares meget godt af de elektroniske lag, der udgør atomerne , og disse observationer giver vigtig dokumentation for udviklingen og bekræftelsen af kvantemekanikens teorier .
Faldet af atomradius langs perioderne skyldes især det faktum, at den elektriske ladning af atomkernen stiger gennem hver periode, hvilket øger kerneens tiltrækning på elektronerne og følgelig reducerer volumenet af atomorbitalerne . Den sammentrækning af lanthaniderne , observeret under fyldningen af 4f underlag, illustrerer dette fænomen meget godt: den atomare radius af osmium ( element 76 ) er næsten identisk med ruthenium ( element 44 ), som er lige ret ovenfor i. bord. Denne funktion observeres langs den 6 th periode fra hafnium ( element 72 ) til pladen ( element 78 ), hvorefter den maskeret af en effekt relativistisk kaldet indifferent par effekt . Et lignende fænomen observeres også ved udfyldning af n d- underlag af d-blokken , men er mindre markant end det, der observeres med lanthaniderne , skønt det har samme oprindelse.
Nedenstående tabel viser de gennemsnitlige kovalensradier målt for de fleste atomer , hvilket illustrerer de observerede tendenser for atomare radier over det periodiske system:
H 31 |
Han 28 |
|||||||||||||||||
Li 128 |
Vær 96 |
B 84 |
C 76 |
Nr. 71 |
O 66 |
F 57 |
Ne 58 |
|||||||||||
Na 166 |
Mg 141 |
Al 121 |
Hvis 111 |
P 107 |
S 105 |
Cl 102 |
Ar 106 |
|||||||||||
K 203 |
Det 176 |
Sc 170 |
Ti 160 |
V 153 |
Cr 139 |
Mn 139 |
Fe 132 |
Co 126 |
Heller ikke 124 |
Cu 132 |
Zn 122 |
Ga 122 |
Ge 120 |
Ess 119 |
Se 120 |
Br 120 |
Kr 116 |
|
Rb 220 |
Sr 195 |
Y 190 |
Zr 175 |
Num 164 |
MB 154 |
Tc 147 |
Ru 146 |
Rh 142 |
Pd 139 |
Ag 145 |
Cd 144 |
I 142 |
Sn 139 |
Sb 139 |
Te 138 |
I 139 |
Xe 140 |
|
Cs 244 |
Ba 215 |
* |
Læs 187 |
Hf 175 |
Din 170 |
W 162 |
Ad 151 |
Knogle 144 |
Ir 141 |
Pt 136 |
Kl. 136 |
Hg 132 |
Tl 145 |
Pb 146 |
Bi 148 |
Po 140 |
Ved 150 |
Rn 150 |
Fr 260 |
Ra 221 |
** |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | ||||||||||||||||||
* |
den 207 |
Denne 204 |
Pr 203 |
Nd 201 |
Pm 199 |
Sm 198 |
Eu 198 |
Gd 196 |
TB 194 |
Dy 192 |
Ho 192 |
Er 189 |
Tm 190 |
Yb 187 |
||||
** |
Lov 215 |
Th 206 |
Pa 200 |
U 196 |
Np 190 |
Pu 187 |
Er 180 |
Cm 169 |
Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen |
Den ioniseringsenergi , som implicit svarer til den første ionisering energi er den energi minimum kræves for at fjerne en elektron til en atom og danne en kation . Den fjernede elektron er mindst bundet til atomkernen og findes i valenslaget . Den anden ioniseringsenergi er derfor den nødvendige energi til at fjerne en anden elektron fra den tidligere dannede ion osv. For et givet atom øges de successive ioniseringsenergier med graden af ionisering. For magnesium , for eksempel, den første ioniseringsenergi på 738 kJ · mol -1 til dannelse af kationen Mg + , mens den anden ioniseringsenergi på 1450 kJ · mol -1 til dannelse af kationen Mg 2+ . Dette forklares ved, at elektronerne er desto mere bundet til kernen, når de er i indvendige underlag, hvilket også forklarer, at energien fra den første ionisering stiger, når vi kommer tættere på toppen og højre side af bordet.
Ioniseringsenergien sprang, når man forsøgte at fjerne en elektron fra en elektronkonfiguration af en ædelgas , hvilket for eksempel er tilfældet med ioniseret magnesium to gange Mg 2+ , hvis elektroniske konfiguration er meget lig den for neon : tredje ioniseringsenergi passerer 7730 kJ · Mol -1 til dannelse af kationen Mg 3+ og svarer til abstraktionen af en elektron fra underlaget 2p, efter at de to elektroner fra underlaget 3'erne blev fjernet under den første og anden ionisering.
Nedenstående tabel repræsenterer den første ioniseringsenergi målt for de fleste af elementerne , hvilket gør det muligt at visualisere variationerne af denne mængde på tværs af det periodiske system. Vi observerer især flere lokale minima omkring det nederste venstre hjørne af de forskellige blokke , cæsium og francium for s-blokken , actinium for f-blokken , lawrencium for d-blokken og thallium for p-blokken :
H 13,598 |
Han 24.587 |
|||||||||||||||||
Li 5.3917 |
Vær 9.3227 |
B 8.298 |
C 11,26 |
N 14,534 |
O 13,618 |
F 17.423 |
Ne 21.565 |
|||||||||||
Na 5.1391 |
Mg 7,6462 |
Al 5.9858 |
Si 8.1517 |
P 10.487 |
S 10,36 |
Cl 12.968 |
Ar 15,76 |
|||||||||||
K 4.3407 |
Ca 6.1132 |
Sc 6.5615 |
Ti 6,8281 |
V 6,7462 |
Cr 6,7665 |
Mn 7.434 |
Fe 7.9024 |
Co 7,881 |
Ni 7.6398 |
Cu 7,7264 |
Zn 9.3942 |
Ga 5.9993 |
Ge 7.8994 |
Es 9.7886 |
Se 9.7524 |
Br 11.814 |
Kr 14 |
|
Rb 4,1771 |
Sr 5,6949 |
Y 6.2171 |
Zr 6,6339 |
Num 6.7588 |
MB 7.0924 |
Tc 7.28 |
Ru 7.3605 |
Rh 7.4589 |
Pd 8.3369 |
Ag 7.5762 |
Cd 8.9938 |
I 5.7864 |
Sn 7.3439 |
Sb 8.6084 |
Te 9.0096 |
I 10.451 |
Xe 12.13 |
|
Cs 3.8939 |
Ba 5.2117 |
* |
Læs 5.4259 |
Hf 6.825 |
Din 7.5496 |
W 7,864 |
Ad 7.8335 |
Ben 8.4382 |
Ir 8.967 |
Pt 8,9587 |
Kl. 9.2255 |
Hg 10.438 |
Tl 6.1082 |
Pb 7.4167 |
Bi 7.2856 |
Po 8.417 |
Kl. 9.3175 |
Rn 10,749 |
Fr 4.0727 |
Ra 5.2784 |
** |
Lr 4.9 |
Rf 6 |
Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | ||||||||||||||||||
* |
den 5,5769 |
Denne 5.5387 |
Pr 5.473 |
Nd 5,525 |
Pm 5.582 |
Sm 5.6436 |
EU 5.6704 |
Gd 6.1501 |
Tb 5,8638 |
Dy 5.9389 |
Ho 6.0215 |
Er 6.1077 |
Tm 6.1843 |
Yb 6.2542 |
||||
** |
Ac 5.17 |
Th 6.3067 |
Pa 5.89 |
U 6.194 |
Np 6.2657 |
Pu 6.0262 |
Er 5.9738 |
Cm 5.9915 |
Bk 6.1979 |
Se 6.2817 |
Jes 6.42 |
Fm 6.5 |
Md 6.58 |
Nej 6.65 |
Den elektronegativitet er en indikation af tendensen af et atom til at tiltrække elektroner . Det afhænger af både atomnummer og afstand af valenselektroner i forhold til atomkernen . Jo højere elektronegativitet, jo mere tiltrækker elementet elektroner. Denne størrelse, bestemt for eksempel af Pauling-skalaen , følger generelt den samme tendens som ioniseringsenergien: den stiger, når vi går op og til højre for bordet med et maksimum for fluor og et minimum for francium . Der er dog undtagelser fra denne generelle regel, som følger undtagelserne fra atomradiusens udvikling : gallium og germanium har en højere elektronegativitet end henholdsvis aluminium og silicium på grund af sammentrækning af d-blokken . De elementer i 4 th periode kommer umiddelbart efter overgangsmetaller har særligt lille atomradier, hvilket resulterer i en højere elektronegativitet. Vi observerer også, at metallerne i platingruppen og ædelmetaller har en særlig høj elektronegativitet som forøger mod bunden af tabellen, et fænomen, der observeres også langs gruppe n o 6 .
H 2.2 |
Hej | |||||||||||||||||
Li 0,98 |
Vær 1,57 |
B 2.04 |
C 2,55 |
N 3,04 |
O 3,44 |
F 3.98 |
Født | |||||||||||
Na 0,93 |
Mg 1,31 |
Al 1.61 |
Si 1.9 |
P 2.19 |
S 2.58 |
Cl 3.16 |
Ar | |||||||||||
K 0,82 |
Ca 1 |
Sc 1.36 |
Ti 1,54 |
V 1.63 |
Cr 1,66 |
Mn 1,55 |
Fe 1,83 |
Co 1,88 |
Ni 1,91 |
Cu 1.9 |
Zn 1,65 |
Ga 1,81 |
Ge 2.01 |
Ess 2.18 |
Se 2.55 |
Br 2,96 |
Kr 3 |
|
Rb 0,82 |
Sr 0,95 |
Y 1,22 |
Zr 1,33 |
Nb 1.6 |
MB 2.16 |
Tc 1.9 |
Ru 2.2 |
Rh 2.28 |
Pd 2.2 |
Ag 1.93 |
Cd 1,69 |
I 1.78 |
Sn 1.96 |
SB 2.05 |
Te 2.1 |
I 2.66 |
Xe 2.6 |
|
Cs 0,79 |
Ba 0,89 |
* |
Læs 1,27 |
Hf 1.3 |
Din 1.5 |
W 2,36 |
Ad 1.9 |
Knogle 2.2 |
Ir 2.2 |
Pt 2.28 |
Kl. 2.54 |
Hg 2 |
Tl 1,62 |
Pb 2.33 |
Bi 2.02 |
Po 2 |
Ved 2.2 |
Rn 2.2 |
Fr 0,7 |
Ra 0,9 |
** |
Lr 1.3 |
Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | ||||||||||||||||||
* |
den 1,1 |
Denne 1.12 |
Pr 1.13 |
Nd 1.14 |
Pm 1.13 |
Sm 1.17 |
Eu 1.2 |
Gud 1,2 |
Tb 1.1 |
Dy 1.22 |
Ho 1.23 |
Er 1.24 |
Tm 1,25 |
Yb 1.1 |
||||
** |
Ac 1.1 |
Th 1.3 |
Pa 1,5 |
U 1,38 |
Np 1.26 |
Pu 1,28 |
Er 1.13 |
Cm 1,28 |
Bk 1.3 |
Jf. 1.3 |
Er 1,3 |
Fm 1.3 |
Md 1.3 |
Nej 1.3 |
Den elektron affinitet af et atom er den mængde energi frigives, når en elektron sættes til en neutral atom til dannelse af en anion . Denne størrelse varierer meget fra element til element, men mønstre er synlige over det periodiske system, hvilket viser nogle ligheder med elektronegativitet . Den halogen har den højeste elektron affinitet, meget højere end for alle de andre elementer; det er maksimalt for klor og ikke fluor i modsætning til elektronegativitet.
Generelt har ikke-metaller en mere positiv elektronaffinitet end metaller , mens ædelgasser , der reagerer for lidt, ikke er blevet målt. Elektronaffiniteten vokser generelt langs en periode, men det er sværere at identificere en tendens langs grupperne: den skal falde nedad langs en gruppe, da valenslagene er mindre og mindre bundet til kernen, men vi observerer eksperimentelt, at ca. en tredjedel af elementerne undgår denne tendens og har en elektronisk affinitet, der er højere end elementet placeret over dem i det periodiske system; kun 1 st gruppe, den af alkalimetaller , er kendetegnet ved en regelmæssig fald i elektronisk affinitet.
Metallisk karakter1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | At | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba |
* |
Læs | Hf | Jeres | W | D | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
Det | Dette | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | |||||
Li | Alkalimetaller | ||||||||||||||||||
Være | Jordalkalimetaller | ||||||||||||||||||
Det | Lanthanider | ||||||||||||||||||
Ac | Actinides | ||||||||||||||||||
Sc | Overgangsmetaller | ||||||||||||||||||
Al | Dårlige metaller | ||||||||||||||||||
B | Metalloider | ||||||||||||||||||
VS | Polyatomiske ikke-metaller | ||||||||||||||||||
O | Diatomiske ikke-metaller | ||||||||||||||||||
Født | Monatomiske ikke-metaller | ||||||||||||||||||
Nh | Ukendt kemisk natur |
Baseret på deres generelle fysiske og kemiske egenskaber kan grundstoffer klassificeres i metaller , metalloider og ikke-metaller :
Jo lavere ioniseringsenergi , elektronegativitet og elektronaffinitet , jo mere har elementet en udtalt metallisk karakter. Omvendt er elementerne, for hvilke disse mængder er høje, ikke-metalliske. Ikke-metaller klynger derfor rundt om det øverste højre hjørne af bordet (typisk fluor og klor ), mens langt størstedelen af elementerne har en mere eller mindre udtalt metallisk karakter, jo mere metallisk klynger rundt om det nederste venstre hjørne (typisk francium og cæsium ). Mellem disse to ekstremer er det sædvanligt at skelne mellem metallerne:
Blandt ikke-metaller kan vi ud over de konventionelle familier skelne mellem :
Ud over linjerne, kolonnerne og diagonalerne er elementerne traditionelt grupperet i familier med homogene fysisk-kemiske egenskaber:
I venstre og højre ende af bordet fusionerer disse familier groft med grupper , mens de i midten af bordet har en tendens til at fusionere med blokke eller endda med perioder . Disse grupperinger af grundstoffer baseret på deres fysiske og kemiske egenskaber er i sagens natur ufuldkomne, da disse egenskaber ofte varierer ret kontinuerligt på tværs af det periodiske system, så det er almindeligt at observere overlapninger ved grænserne mellem disse grupperinger. Således er beryllium stadig klassificeret som et alkalimetal, skønt dets oxider er amfotere, og det udviser en markant tendens til at danne kovalente forbindelser , to karakteristika for dårlige metaller såsom aluminium . Ligeledes er radon stadig klassificeret som en ædelgas, skønt den ikke er kemisk inaktiv og har tendens til at danne ioniske forbindelser , hvilket bringer den tættere på metaller .
Andre grupperinger er også i brug, for eksempel:
Den elektroniske udformning af elementerne beskrives tilfredsstillende ved den model af atomorbitaler til midten af den 7 th periode . For Z >> 100 bliver relativistiske effekter signifikante på elektroner, der interagerer med en meget stærkt ladet kerne , visse korrektioner induceret af kvanteelektrodynamik kan ikke længere overses, tilnærmelserne overvejer elektronerne individuelt for at bestemme orbitalerne - tilnærmelse af det centrale felt - ikke længere gyldigt og spin-orbit koblingseffekter omfordele energiniveauer og dermed elektroniske subshells . Det følger heraf, at fordelingen af elektroner omkring kernen bliver vanskelig at modellere for disse grundstoffer, og at deres kemiske egenskaber kan forventes at være sværere at forudsige.
Mens de fysiske og kemiske egenskaber af alle grundstoffer op til kalium 108 HS er velkendte, har kun to grundstoffer med et atomnummer større end 108 været genstand for eksperimentelle undersøgelser: copernicium 112 Cn og flerovium 114 Fl; derfor er meget lidt information tilgængelig om de fysiske og kemiske egenskaber af andre grundstoffer med atomnummer større end 108.
Den Copernicium 112 Cn, hvis kemiske egenskaber er blevet særligt studeret, viste sig at være en mere flygtig modstykke kviksølv og strækker sig derfor godt gruppe 12 . Det kan således klassificeres blandt de dårlige metaller såsom kviksølv, men det synes også at opfylde IUPAC- definitionen for overgangselementerne , det vil sige "et kemisk element, hvis atomer har en underskal. Elektron d ufuldstændig, eller som kan danner kationer, hvoraf den elektroniske d- underskal er ufuldstændig "på grund af relativistiske effekter, der stabiliserer s elektroniske underskal til skade for d- underskallen : kationen Cn 2+ ville således have den elektroniske konfiguration [Rn] 5f 14 6d 8 7s 2 . Copernicium har også visse egenskaber, der bringer det tættere på ædelgasser og kan desuden være gasformigt.
Flerovium har på sin side tvetydige egenskaber: mere metal end ædelgas, i modsætning til hvad de første resultater opnået i 2008 antydede, ville det også være flygtigt, men mere reaktivt end copernicium og kunne ligesom ham tilhøre et nyt familie svarende til "flygtige metaller", mellemprodukter mellem metaller og ædelgasser fra synspunktet af deres adsorptionsegenskaber på guld ; i det omfang det viser sig at være kemisk lig bly, kan det ses som et dårligt metal , men kan ikke strengt klassificeres i en familie af elementer i den nuværende tilstand af vores viden.
Egenskaberne af oganesson 118 Og, som bør være en ædelgas under dens placering i bunden af den 18 th kolonne i tabellen, er ikke blevet undersøgt eksperimentelt; modellering antyder, at det måske kunne være en solid halvleder med egenskaber, der minder om metalloider .
De kemiske grundstoffer identificeres i det periodiske system ved deres atomnummer , der repræsenterer antallet af protoner indeholdt i deres kerne , men der kan være flere atomer, der adskiller sig for det samme kemiske element og adskiller sig fra hinanden med antallet af neutroner i deres kerne . Da disse atomer besætte den samme plads i det periodiske system, er de siges at være isotoper - med en etymologi fra gammel græsk ἴσος τόπος betyder " på samme sted ".
Isotoper af et element har normalt nøjagtigt de samme kemiske egenskaber, fordi deres elektronkonfiguration er den samme. Men når kernen er forskellig, observerer vi en isotopisk virkning, der er så meget mere udtalt, når atomet er let. Dette er især tilfældet for lithium 3 Li, helium 2 He (set fra dets fysiske egenskaber) og især hydrogen 1 H.
Den 2 H isotop ( deuterium ) hydrogen er tilstrækkelig forskellig fra 1 H isotop ( protium ) at IUPAC indrømmer - men anbefaler ikke det - anvendelsen af et kemisk symbol specifik for deuterium (D) forskellig fra den for hydrogen (H) .
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | At | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba |
* |
Læs | Hf | Jeres | W | D | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
Det | Dette | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | |||||
Pb | Mindst en isotop af dette element er stabil | ||||||||||||||||||
Cm | En isotop har en periode på mindst 4 millioner år | ||||||||||||||||||
Jf | En isotop har en halveringstid på mindst 800 år | ||||||||||||||||||
Md | En isotop har en halveringstid på mindst 1 dag | ||||||||||||||||||
Bh | En isotop har en halveringstid på mindst 1 minut | ||||||||||||||||||
Og | Alle kendte isotoper har en halveringstid på mindre end 1 minut |
80 af de 118 grundstoffer i det periodiske periodiske system har mindst en stabil isotop : disse er alle grundstoffer med atomnummer mellem 1 ( hydrogen ) og 82 ( bly ) undtagen technetium 43 Tc og promethium 61 Pm, som er radioaktive .
Fra bismut 83 Bi er alle isotoper af de kendte grundstoffer radioaktive. 209 Bi- isotopen har således en halveringstid på en milliard gange universets alder . Når perioden overstiger fire millioner år, bliver radioaktiviteten produceret af disse isotoper ubetydelig og udgør på kort sigt en meget lav sundhedsrisiko: dette er for eksempel tilfældet med uran 238 , hvis halveringstid er næsten 4, 5 milliarder år gammel og hvis toksicitet frem for alt er kemisk, især gennem opløselige forbindelser såsom UF 6, UO 2 F 2, UO 2 Cl 2, UO 2 (NO 3 ) 2, UF 4, UCl 4, UO 3Nogle dårligt opløselige forbindelser, såsom UO 2og U 3 O 8er radiotoksisk .
Ud over Z = 110 ( darmstadtium 281 Ds) har alle isotoper af elementerne en halveringstid på mindre end 30 sekunder og mindre end en tiendedel af et sekund fra element 115 (moscovium 288 Mc).
Den lagdelte model af kernestrukturen gør det muligt at redegøre for den større eller mindre stabilitet af atomkerner i henhold til deres sammensætning i nukleoner ( protoner og neutroner ). Især er " magiske tal " af nukleoner, der giver en bestemt stabilitet til atomerne, der er sammensat af dem, blevet observeret eksperimentelt og forklaret af denne model. Den føring 208 , der er den tungeste af de eksisterende stabile kerner, består af den magiske antal af 82 protoner og 126 neutroner magisk tal.
Nogle teorier ekstrapolerer disse resultater ved at forudsige eksistensen af en ø med stabilitet blandt superhøje nuklider for et “magisk antal” på 184 neutroner og - afhængigt af teorier og modeller - 114 , 120 , 122 eller 126 protoner; en mere moderne tilgang viser imidlertid ved beregninger baseret på tunneleffekten , at selvom sådanne dobbelt magiske kerner sandsynligvis er stabile set fra spontan fission , bør de alligevel gennemgå α-henfald med en halveringstid på få. mikrosekunder, mens en ø med relativ stabilitet kunne eksistere omkring darmstadtium 293, svarende til nuklider defineret af Z mellem 104 og 116 og N mellem 176 og 186: disse grundstoffer kunne have isotoper med radioaktive halveringstider i størrelsesordenen minut.
Det vides ikke, hvor mange protoner og elektroner et enkelt atom kan indeholde. Grænsen for praksis for observerbarhed estimeres generelt til mere end Z = 130 , da eksistensen af superhøje atomer kolliderer med grænsen for stabilitet af kerner . Dette placerer slutningen af det periodiske system kort efter en af de foreslåede værdier for den sidste ø med stabilitet , i dette tilfælde centreret omkring Z = 126 .
Richard Feynman bemærkede i 1948, at en simpel fortolkning af den semi- relativistiske Dirac-ligning fører til en umulighed at repræsentere atomorbitaler, når atomnummeret er Z> 1 ⁄ α ≈ 137 , hvor α er den fine strukturkonstante : sådanne atomer kunne ikke have en stabil elektronbane til mere end 137 elektroner , hvilket ville gøre det umuligt at eksistere elektrisk neutrale atomer ud over 137 protoner; det element 137 har siden sommetider tilnavnet "feynmanium". Den Bohr modellen også giver en hastighed større end den for lys for elektronerne i 1s underskal i det tilfælde, hvor Z> 137 . Yderligere undersøgelse under særlig hensyntagen til kernens størrelse, der ikke er nul, viser imidlertid, at det kritiske antal protoner, for hvilke elektron - kernebindingsenergien bliver større end 2 m 0 c 2 , hvor m 0 repræsenterer massen i hvile af en elektron eller en positron , er værd Z crit ≈ 173 : i dette tilfælde, hvis 1s subshell ikke er fuld, skaber det elektrostatiske felt i kernen et elektron-positronpar der , deraf l udsendelse af en positron; hvis dette resultat ikke helt udelukker muligheden for en dag at observere atomer, der omfatter mere end 173 protoner, fremhæver det en yderligere ustabilitetsfaktor for dem.
Ud over de syv standardperioder forudses en ottende periode for at klassificere atomer - til dato ikke observeret - med mere end 118 protoner. Denne ottende periode ville være den første til at have elementer i g-blokken , der er karakteriseret i jordtilstanden af elektroner på en g-orbital. Ikke desto mindre, på grund af de grænser for hyppigheden kanten af bordet - effects relativister på elektronerne meget store atomer - at betydelige derefter bliver den sidste tredjedel af den 7 th periode , er det usandsynligt, at den elektroniske konfiguration af sådanne atomer overholde reglerne overholdes gennem de første seks perioder. Det er især vanskeligt at fastslå antallet af elementer indeholdt i denne blok g : Klechkowskis regel forudsiger 18, men Hartree-Fock-metoden forudsiger 22.
Det periodiske system udvidet til den ottende periode med 22 elementer i blokken g kunne således have følgende aspekt:
1 | H | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | At | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Dette | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Jeres | W | D | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 165 | 166 | 167 | 168 | 169 | 170 | 171 | 172 |
↓ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Et niende periode er undertiden nævnt, men i betragtning af den reelle usikkerhed om muligheden for flere futures observere ti nye træk ved den ottende periode, alle elementer i atomnummer højere end 130 fald har priori af ren matematisk ekstrapolation. Bemærk, at en variant af ovenstående tabel, foreslået af Fricke et al. i 1971 og revideret af Pekka Pyykkö i 2011, distribuerer de samme 172 elementer over 9 perioder og ikke 8 ved at distribuere dem ikke-periodisk: elementerne 139 og 140 placeres således mellem elementerne 164 og 169 , i blok p og ikke i blokere g , mens elementerne 165 til 168 er placeret på en 9 th periode i blokkene s og s.
Fra det allerførste forsøg på at klassificere kemiske grundstoffer af Antoine Lavoisier i 1789 til Glenn Seaborgs periodiske system, som vi bruger i dag, har mange forskere med forskellig baggrund - og undertiden discipliner - hver medbragt deres eget bidrag over en periode på næsten to århundreder.
Det var i 1789, at den franske kemiker Antoine Lavoisier offentliggjorde i Paris sin Traite elementaire de chimie, præsenteret i en ny orden og i henhold til moderne opdagelser . Denne to-binds værk lagde grundlaget for moderne kemi, i at gøre status over den viden om den sene XVIII th århundrede i denne disciplin. Han specificerer især begrebet kemisk grundstof som et simpelt stof, der ikke kan nedbrydes til andre stoffer, med som en følge den grundlæggende lov om bevarelse af massen af hver af disse enkle stoffer under kemiske reaktioner. Han nævnte også, at mange stoffer, der tidligere blev betragtet som enkle, faktisk har vist sig at være kemiske forbindelser (for eksempel olie og havsalt), og han sagde, at han forventer, at dette snart vil blive taget i betragtning. Landet (det vil sige visse mineraler) som stoffer sammensat af nye grundstoffer.
Han offentliggjorde i dette arbejde en oversigtstabel over "stoffer", der i sin tid blev betragtet som kemiske grundstoffer, idet han sørgede for at etablere en ækvivalens med det ordforråd, der blev nedarvet fra alkymisterne for at eliminere enhver tvetydighed. Denne tabel, som var beregnet til at være udtømmende og et referenceværktøj, således nævnt, blandt de kemiske grundstoffer, lys og ild, betragtes stadig på det tidspunkt som "kemiske" principper, skønt Lavoisier selv ugyldiggjorde teorien om phlogiston :
Nye navne | Matchende gamle navne | |
Simple stoffer , der hører til de tre riger , og som kan betragtes som de elementer af kroppe |
Lys | |
Kalorieindhold |
Varmeprincip
|
|
Ilt |
Luft dephlogisticated
|
|
Kvælstof |
Phlogistique gas
|
|
Brint |
Brandfarlig
|
|
Enkle ikke-metalliske stoffer, der kan oxideres og syrnes |
Svovl | |
Fosfor | ||
Kulstof | Rent trækul | |
Muriatiske radikale | Ukendt | |
Fluorisk radikal | Ukendt | |
Boracisk radikal | Ukendt | |
Enkle metalliske stoffer, der kan oxideres og syrnes |
Antimon | |
Sølv | ||
Arsen | ||
Vismut | ||
Kobolt | ||
Kobber | ||
Tin | ||
Jern | ||
Mangan | ||
Kviksølv | ||
Molybdæn | ||
Nikkel | ||
Guld | ||
Platin | ||
At føre | ||
Wolfram | ||
Zink | ||
Enkle salificerbare jordiske stoffer |
Citron |
|
Magnesia |
Magnesia
|
|
Barite |
Barote Heavy
|
|
Alumina |
Ler
|
|
Silica |
Kalkfattige
|
|
" Tabel over enkle stoffer " udgivet af Antoine Lavoisier i 1789. |
De kemiske grundstoffer er klassificeret i fire familier:
Den chlor betegnet som " radikal muriatic ", fordi Lavoisier mente, at alle syrer var oxosyrer - navn oxygen etymologisk betyder "syredannende" - og derfor søgt den "radikale", at ilt ville have gjort syre - den syre muriatic omhandlede saltsyre , som dog ikke indeholder ilt.
Denne klassificering har først og fremmest fordelen ved at afklare visse grundlæggende forestillinger, men afslører endnu ikke nogen periodicitet af de klassificerede grundstoffers egenskaber: Metallerne er således ganske enkelt opført i alfabetisk rækkefølge på fransk.
Det første forsøg på moderne klassificering af kemiske grundstoffer går til den tyske kemiker Johann Wolfgang Döbereiner, som i 1817 bemærkede, at atommassen af strontium (88) var lig med det aritmetiske gennemsnit af atommasserne af calcium (40) og barium ( 137), som har lignende kemiske egenskaber (i dag klassificeres de som jordalkalimetaller ). I 1829 havde han opdaget to andre "triader" af denne type: den for halogener (atommassen af brom (80) svarer til det aritmetiske gennemsnit (81) af dem af klor (35,5) og af jod. (127) ) og alkalimetalernes (den atommasse af natrium (23) er lig med det aritmetiske gennemsnit af dem af lithium (7) og kalium (39)).
Andre kemikere identificerede andre sæt af elementer, og Leopold Gmelin offentliggjorde i 1843 den første udgave af sin Handbuch der Chemie , som nævnte triader, samt tre "tetrader" og en "pentad" - nitrogen , fosfor , arsen , antimon og vismut. , som vi kender i dag som elementerne i gruppe 15 i det periodiske system .
I 1859 generaliserede den franske kemiker Jean-Baptiste Dumas Döbereiner-triaderne ved at udvide dem til tetrader, herunder de letteste elementer, ikke længere defineret af det aritmetiske middel, men ved en lignende progression fra en tetrad til en anden ved eksempel:
Selvom det tilsyneladende ligner Döbereiner, var Dumas 'tilgang potentielt meget mere frugtbar, fordi den var anvendelig i et meget større antal elementer: mens de aritmetiske fremskridt er begrænset til et par grupper af elementer, er den stigning, der observeres af Dumas mellem successive elementer med lignende egenskaber måler nøjagtigt længden af perioden mellem disse to elementer - en stigning på ca. 16 mellem de første to elementer i en tetrad, derefter en stigning på ca. 48 mellem det andet og tredje element, derefter mellem tredje og fjerde element.
Den første til at bemærke periodiciteten af grundstoffernes kemiske egenskaber var den franske geolog Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois, da han i 1862 klassificerede de kemiske grundstoffer, der var kendt efter deres atommasse bestemt i 1858 af den italienske kemiker Stanislao Cannizzaro . Han normaliserede atommassen af alle grundstoffer ved at tage ilt svarende til 16, og i betragtning af at "egenskaberne for grundstoffer er egenskaberne for tal" organiserede de kemiske grundstoffer i en spiral på en cylinder opdelt i seksten dele, fra så at elementer med lignende egenskaber vises over hinanden.
Chancourtois bemærkede derefter, at visse "triader" blev fundet nøjagtigt justeret i denne repræsentation såvel som tetrad oxygen - svovl - selen - tellur , som tilfældigvis også havde atommasser omtrent multipler på seksten (henholdsvis 16, 32, 79 og 128) . Dette er grunden til, at han kaldte denne repræsentation "tellurisk skrue" med henvisning til tellur. Det var det første udkast til det periodiske system over elementerne. Det gjorde dog ikke holde opmærksomhed af det videnskabelige samfund, fordi Chancourtois ikke var en kemiker og havde brugt termer snarere hører til inden for geokemi i publikationen, han havde sendt til Academy of Sciences , som blev yderligere redigeret uden dens forklarende diagrammer, der gjorde teksten uklar.
Begrebsmæssigt var dette et stort skridt fremad, men fra et praktisk synspunkt havde Chancourtois ikke identificeret den rigtige periode for de tungeste elementer, således at i hans skildring en kolonne indeholdt bor , aluminium og nikkel , hvilket er korrekt for de første to, men helt forkert fra et kemisk synspunkt for det tredje.
I processen offentliggjorde den engelske kemiker John Alexander Reina Newlands i 1863 en periodisk klassificering, som havde en stærkere indflydelse (skønt sent og efterfølgende ), fordi han havde organiseret de første elementer, som dengang var kendt ved at øge atommassen - mere præcist ved at øge ækvivalent masse - i en tabel med syv rækker ved at arrangere dem, så deres kemiske egenskaber er ens ved rækker, uden at tøve med at placere to elementer i samme kasse, hvis det er nødvendigt for at undgå at efterlade tomme kasser andre steder.
Ved at gøre dette havde han identificeret en ny triade, hvis ender var silicium og tin , og hvis midterelement stadig manglede at blive opdaget: han forudsagde således eksistensen af germanium og tildelte det en atommasse på omkring 73 Men den store svaghed ved hans arbejde var, at han ikke havde efterladt en tom kasse i sit bord for at imødekomme især det fremtidige germanium: han havde faktisk frem for alt søgt at klassificere de kendte elementer i en komplet tabel uden at søge klassificering bredere under hensyntagen til mulige elementer, der skulle opdages , som han alligevel havde forudset. Desuden havde han ligesom Chancourtois et problem med periodicitet, for hvis de lyselementer, der var kendt på det tidspunkt, faktisk havde en kemisk periodicitet hver syv grundstoffer, ophørte dette med at være gyldigt ud over calcium , og Newlands-tabellen er derefter inaktiv:
JEG. | II. | III. | IV. | V. | VI. | VII. | VIII. | |
1 | H | F | Cl | Co & Ni | Br | Pd | jeg | Pt & Ir |
2 | Li | Ikke relevant | K | Cu | Rb | Ag | Cs | Tl |
3 | Være | Mg | At | Zn | Sr | CD | Ba & V. | Pb |
4 | B | Al | Cr | Y | Dette & The | U | Jeres | Th |
5 | VS | Ja | Ti | I | Zr | Sn | W | Hg |
6 | IKKE | P | Mn | Es | Di & Mo | Sb | Nb | Bi |
7 | O | S | Fe | Se | Rh & Ru | Du | På | Knogle |
Maleri af John Newlands, der illustrerer "oktavloven", 1865. |
Demonstrationen af en global periodicitet op til calcium var ikke desto mindre et stort fremskridt, og Newlands præsenterede denne klassifikation ved at kalde det "lov om oktaver" i analogi med de syv musiknoter, men dette arbejde blev ikke modtaget godt af hans jævnaldrende på London Chemical Samfundet, der ofte latterliggjorde ham og forhindrede hans offentliggørelse; Det var først efter offentliggørelsen af Dmitry Mendeleevs arbejde , at kvaliteten af denne analyse blev anerkendt.
Den engelske kemiker William Odling - sekretær for London Chemical Society og derfor en rival til Newlands - arbejdede også i 1860'erne på et periodisk system med kemiske grundstoffer, der var bemærkelsesværdigt tæt på det, som Mendeleev ville offentliggøre i 1869. Det blev organiseret i lodrette perioder med tomme kasser til manglende elementer og placeret - i modsætning til Mendeleevs første bord - platin , kviksølv , thallium og bly i de rigtige grupper . Hans negative handling mod Newlands beskadigede alligevel Odlings berømmelse, og hans bidrag til udviklingen af elementernes periodiske system er stort set ukendt i dag.
Bidraget fra den tyske kemiker Lothar Meyer er næppe bedre anerkendt end Odling, for hans sædvanlige værker blev offentliggjort efter dem fra Mendeleev, da de for det meste var tidligere. Han udgav således en første version af sin klassificering af elementer i 1864, hvorefter den blev afsluttet i 1868 en anden mere komplet version, som først blev offentliggjort før hans død i 1895.
Meyers første bord bestod af otteogtyve elementer klassificeret i seks familier defineret af deres valens : det var et stort skridt i retning af den moderne form for det periodiske system, organiseret i grupper afhængigt af elementernes elektroniske konfiguration , selv direkte i forhold til deres valens; det var dog endnu ikke den samme tabel, som den er i dag, for elementerne blev altid arrangeret af stigende atommasse. Meyers andet maleri, der forstørrede og korrigerede det første, blev offentliggjort i 1870, få måneder efter Mendeleïevs, hvis indflydelse på det videnskabelige samfund han forstærkede ved at bringe teserne til den russiske kemiker, stadig meget omstridt, støtte fra uafhængig arbejde. Den store styrke ved dette arbejde var i perioder med varierende længde med et arrangement af elementerne, der gjorde det muligt at undgå de utilsigtede grupperinger af Newlands, såsom jern , guld og visse elementer i platinagruppen blandt ilt , svovl og andet elementer i gruppe 16 :
JEG. | II. | III. | IV. | V. | VI. | VII. | VIII. | IX. |
B = 11,0 | Al = 27,3 | ? | ? I = 113,4 | Tl = 202,7 | ||||
? | ? | ? | ||||||
C = 11,97 | Hvis = 28 | ? | Sn = 117,8 | Pb = 206,4 | ||||
Ti = 48 | Zr = 89,7 | ? | ||||||
N = 14,01 | P = 30,9 | Ess = 74,9 | Sb = 122,1 | Bi = 207,9 | ||||
V = 51,2 | Nb = 93,7 | Ta = 182,2 | ||||||
O = 15,96 | S = 31,98 | Se = 78 | Te = 128? | ? | ||||
Cr = 54,4 | Mo = 95,6 | W = 183,5 | ||||||
? | F = 19,1 | Cl = 35,38 | Br = 79,75 | I = 126,5 | ? | |||
Mn = 54,8 | Ru = 103,5 | Knogle = 198,6 | ||||||
Fe = 55,9 | Rh = 104,1 | Ir = 196,7 | ||||||
Co = Ni = 58,6 | Pd = 106,2 | Pt = 196,7 | ||||||
Li = 7,01 | Na = 22,99 | K = 39,04 | Rb = 85,2 | Cs = 132,7 | ? | |||
Cu = 63,3 | Ag = 107,66 | Au = 196,2 | ||||||
? Vær = 9,3 | Mg = 23,9 | Ca = 39,9 | Sr = 87,0 | Ba = 136,8 | ? | |||
Zn = 64,9 | Cd = 116,6 | Hg = 199,8 | ||||||
Periodisk system over de kemiske elementer af Julius Lothar Meyer , udgivet i 1870. |
Meyer havde også bemærket, at hvis vi tegner en kurve, der repræsenterer den atommasse på abscissen og den atomare volumen af hvert element på ordinaten , denne kurve præsenterer en række periodiske maksima og minima, maksima svarer til de mest elektropositive elementer .
På trods af den virkelige kvalitet af hans samtidige arbejde er det faktisk til den russiske kemiker Dmitri Mendeleïev, at vi skylder den første periodiske tabel over de elementer, der nærmer sig den, vi bruger i dag, ikke kun i sin form, men især med den vision, der ledsager det. I modsætning til sine forgængere formulerede Mendeleev eksplicit, hvordan hans maleri udgjorde et redskab til den teoretiske analyse af materiens egenskaber:
Fremskridtet var markant:
Mendeleevs arbejde blev mødt med skepsis af hans jævnaldrende, men den efterfølgende offentliggørelse af flere uafhængigt opnåede lignende resultater (især John Newlands og Lothar Meyer ) skiftede konsensus til fordel for denne nye opfattelse af elementerne. Kemisk .
Det er ved at ønske at måle med præcision den atommasse af ilt og kvælstof sammenlignet med den for brint, at John William Strutt Rayleigh bemærkede en uoverensstemmelse mellem den atommasse af kvælstof produceret fra ammoniak og kvælstof adskilt fra atmosfærisk luft, lidt tungere. Ved hjælp af en streng metode lykkedes det William Ramsay i 1894 at isolere argon fra atmosfærisk "kvælstof" og forklarede den tilsyneladende anomali af atommassen af atmosfærisk kvælstof ved at bestemme atommassen af dette nye element, for hvilket der ikke var forudsagt noget i Mendeleevs maleri. Dens luftformige natur og kemiske inerti havde gjort det indtil da usynligt for kemikere.
Atommassen af argon (lidt mindre end 40) er meget tæt på calcium (lidt mere end 40) og derfor større end kalium (39,1), hvilket udgjorde nogle klassificeringsproblemer, fordi der syntes at være "mere rum "i det periodiske system mellem klor og kalium end mellem kalium og calcium. Ting blev endnu mere komplicerede, da Ramsay og Morris Travers opdagede neon i 1898 og materialiserede sig med helium (den blev opdaget i 1868 af den franske astronom Jules Janssen og engelskmanden Joseph Norman Lockyer ), den nye gruppe sjældne gasser (eller ædelgasser ), kaldet "Gruppe 0": Atommassen af neon (20.2) var nøjagtigt mellemliggende mellem fluor (19) og natrium (23). Således syntes sjældne gasser at placere sig nogle gange mellem et alkalimetal og et jordalkalimetal , nogle gange mellem et halogen og et alkalimetal .
Efter opdagelsen af den elektron , og at af isotoper af englænderen Joseph John Thomson - der ledsagede den begyndende atomare fysik med arbejdet i det tyske Max Planck , New zealænder Ernest Rutherford og danskeren Niels Bohr - forskningen af den engelske fysiker Henry Moseley om sammenhængen mellem ladningen af atomkernen og spektret til røntgenstråler af atomer resulterede i 1913 i rangordningen af enten af kemiske grundstoffer atommassevækst , men med antallet af atomforøgelse . Det var en vigtig udvikling, der løste alle uoverensstemmelser, der stammer fra klassificeringen i henhold til atommassen, som blev besværlig siden arbejdet med systematisering af Dmitry Mendeleev .
Den argon blev således placeret mellem chlor og kalium , og ikke mellem kalium og calcium , mens cobalt var klart placeret inden nikkel selv om det er noget tungere. Han bekræftede, at tellur skulle placeres før jod uden at skulle gennemgå dets atommasse , i modsætning til hvad Mendeleev havde foreslået. Han bemærkede også, at elementerne i atomnummer 43 og 61 manglede: element 43 var allerede forudsagt af Mendeleïev som eka-mangan (dette er technetium , radioaktivt, syntetiseret i 1937) men elementet 61 var nyt - dette er promethium , også radioaktivt, isoleret i 1947:
O | jeg | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | |||||||||
TIL | B | TIL | B | TIL | B | TIL | B | TIL | B | TIL | B | TIL | B | ||||
1 time |
|||||||||||||||||
2 Han |
3 Li |
4 Vær |
5 B |
6 C |
7 N |
8 O |
9 F |
||||||||||
10 Gør |
11 Na |
12 mg |
13 Al |
14 Hvis |
15 s |
16 S |
17 Cl |
||||||||||
18 Ar |
19 K |
29 Cu |
20 Ca |
30 Zn |
21 Sc |
31 Ga |
22 Ti |
32 Ge |
23 V |
33 Es |
24 Cr |
34 Se |
25 Mn |
35 Br |
26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
36 Kr |
37 Rb |
47 Ag |
38 Sr |
48 cd'er |
39 Y |
49 i |
40 Zr |
50 Sn |
41 Nb |
51 Sb |
42 MB |
52 Te |
(43) |
53 I |
44 Ru |
45 Rh |
46 Pd |
54 Xe |
55 Cs |
79 til |
56 Ba |
80 Hg |
57-71 Ln |
81 Tl |
72 Hf |
82 Pb |
73 Din |
83 Bi |
74 W. |
84 Po |
75 Re |
(85) |
76 knogler |
77 Ir |
78 Pt |
86 Rn |
(87) |
88 Ra |
89 Ac |
90 Th |
91 Pa |
92 U |
|||||||||||
57 Den |
58 Dette |
59 Pr |
60 kt |
(61) |
62 Sm |
63 Eu |
64 Gd |
65 spsk |
66 Dy |
67 Ho |
68 Er |
69 Tm |
70 Yb |
71 Læs |
|||
Opbygningen af det periodiske system over elementerne udgivet i 1913 af Henry Moseley . |
Dette maleri, direkte inspireret af John Newlands , var det skridt, der førte til det moderne layout. Især gruppen nummerering med romertal I til VIII , som går tilbage på Newlands, og bogstaverne A og B, der blev indført ved Moseley , var stadig meget udbredt i slutningen af det XX th århundrede:
AI | II A | III B | IV B | VB | VI B | VII B | VIII | IB | II B | III A | IV A | GOES | VI A | VII A | O | ||
1 time |
2 Han |
||||||||||||||||
3 Li |
4 Vær |
5 B |
6 C |
7 N |
8 O |
9 F |
10 Gør |
||||||||||
11 Na |
12 mg |
13 Al |
14 Hvis |
15 s |
16 S |
17 Cl |
18 Ar |
||||||||||
19 K |
20 Ca |
21 Sc |
22 Ti |
23 V |
24 Cr |
25 Mn |
26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
29 Cu |
30 Zn |
31 Ga |
32 Ge |
33 Es |
34 Se |
35 Br |
36 Kr |
37 Rb |
38 Sr |
39 Y |
40 Zr |
41 Nb |
42 MB |
(43) |
44 Ru |
45 Rh |
46 Pd |
47 Ag |
48 cd'er |
49 i |
50 Sn |
51 Sb |
52 Te |
53 I |
54 Xe |
55 Cs |
56 Ba |
57-71 Ln |
72 Hf |
73 Din |
74 W. |
75 Re |
76 knogler |
77 Ir |
78 Pt |
79 til |
80 Hg |
81 Tl |
82 Pb |
83 Bi |
84 Po |
(85) |
86 Rn |
(87) |
88 Ra |
89 Ac |
90 Th |
91 Pa |
92 U |
(93) |
(94) |
(95) |
(96) |
(97) |
(98) |
(99) |
|||||
57 Den |
58 Dette |
59 Pr |
60 kt |
(61) |
62 Sm |
63 Eu |
64 Gd |
65 spsk |
66 Dy |
67 Ho |
68 Er |
69 Tm |
70 Yb |
71 Læs |
|||
Periodisk system i årene 1920-1930 efter Henry Moseleys arbejde . |
Det var identisk med den aktuelle tabel undtagen i den syvende periode .
Den amerikanske fysiker Glenn Theodore Seaborg bidrog i 1942 til Manhattan-projektet i teamet fra den italienske fysiker Enrico Fermi . Han var ansvarlig for at isolere plutonium - som han selv havde syntetiseret og karakteriseret vedFebruar 1941- uranmatrixen , hvori den blev dannet. Det var under dette arbejde, at han udviklede en indgående viden om den særlige kemi af disse grundstoffer. Han fastslog således, at deres position i det periodiske system (uran derefter blev placeret under wolfram og plutonium under osmium ) ikke tog højde for deres egenskaber.
I 1944 lykkedes det ham at syntetisere og karakterisere americium og curium (element 95 og 96), hvilket gjorde det muligt for ham at formalisere begrebet actinides , det vil sige om en ny familie med specifikke egenskaber og dannet af elementerne 89 til 103 , der ligger under de lanthanider i det periodiske system, som dermed tog dens aktuelle konfiguration. Seaborg formodede også eksistensen af superactinider , gruppering af elementerne 121 til 153 og placeret under actinider.
Det periodiske system, der anvendes i dag, er det, der blev redesignet i 1944 af Seaborg.
Der er blevet foreslået Talrige alternative præsentationer af det periodiske system i hele XX th århundrede , og er jævnligt tilbudt innovative grafiske præsentationer endnu. En af de ældste og mest enkle er, at en selvlært fransk også ukendt, Charles Janet , der gav sit navn til en bestemmelse i udførlige tabel i begyndelsen af det XX th århundrede og for nylig genopdaget af angelsakserne, hvor det er temmelig velkendt for specialister om emnet (under navnene Janet Form eller Venstre-trins periodiske system ), fordi det rangerer de kemiske grundstoffer over perioder, der hver er defineret med en given værdi på n + ℓ (hvor n er det vigtigste kvante antal og ℓ det azimutale kvantetal ) mens den dobbelte fortjeneste er at forblive velkendt og at arrangere elementerne i den naturlige rækkefølge af blokkene (fra højre til venstre), i modsætning til den sædvanlige tabel:
f 1 | f 2 | f 3 | f 4 | f 5 | f 6 | f 7 | f 8 | f 9 | f 10 | f 11 | f 12 | f 13 | f 14 | d 1 | d 2 | d 3 | d 4 | d 5 | d 6 | d 7 | d 8 | d 9 | d 10 | s 1 | s 2 | s 3 | s 4 | s 5 | s 6 | s 1 | s 2 |
H | Hej | ||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Være | ||||||||||||||||||||||||||||||
B | VS | IKKE | O | F | Født | Ikke relevant | Mg | ||||||||||||||||||||||||
Al | Ja | P | S | Cl | Ar | K | At | ||||||||||||||||||||||||
Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | Rb | Sr | ||||||||||||||
Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | Cs | Ba | ||||||||||||||
Det | Dette | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Jeres | W | D | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | Fr | Ra |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | 119 | 120 |
Nuværende periodiske system organiseret som Charles Janet . |
En anden repræsentation er Theodor Benfey, dateret 1960, hvis mål var at afhjælpe diskontinuiteterne i standardmaleriet ved hjælp af en spiralrepræsentation:
Mange tredimensionelle modeller er også blevet foreslået for at berige repræsentationen af elementerne med forskellige specifikke oplysninger.
En anden repræsentation blev foreslået af Timmothy Stowe i romber ved fyldningsniveauer: se Radial tabel over kemiske elementer .
Mendeleevs tabel blev tilpasset til at repræsentere andre fysiske data om elementer og blev anvendt til at visualisere helt forskellige elementer.
Indtil 1970'erne brugte industrien mindre end tyve metaller . Siden udviklingen af elektroniske produkter , informations- og kommunikationsteknologier , luftfart kombineret med teknisk innovation i søgen efter ydeevne og udbytter, er efterspørgslen efter nye metaller "high tech" eksploderet og involverer nu omkring 60 metaller. Stort set alle elementer i tabellen anvendes til at n o 92 (uran). Reserverne for de fleste metaller på produktionsniveauet i 2008 varierer fra 20 år til 100 år.
" Overgangselement: et element, hvis atom har en ufuldstændig d-underskal, eller som kan give anledning til kationer med en ufuldstændig d-underskal." "