Současná periodická tabulka prvků
V minulé kapitole jsme si pověděli , jakým vývojem si periodická tabulka prošla. Nyní se podíváme na to, jak funguje moderní periodická tabulka prvků a co všechno nám může prozradit.
Ačkoli se současná periodická tabulka někdy označuje jako Mendělejevova, její podoba se od té původně sestavené Mendělejevem liší.
V současnosti se tabulka skládá ze 118 prvků, které jsou uspořádány podle vzrůstajícího protonového čísla. Prvky jsou seřazeny do 18 skupin (sloupců) a 7 period (řádků).
Toto současné znázornění tzv. dlouhé periodické tabulky prvků je moderním grafickým vyjádřením periodického zákona.
Periodický zákon říká, že vlastnosti prvků se periodicky opakují v závislosti na vzrůstajícím protonovém čísle.
Z toho vyplývá, že prvky v jedné skupině mají podobné fyzikální a chemické vlastnosti a zároveň obdobnou elektronovou konfiguraci valenční sféry. Podle struktury elektronového obalu můžeme prvky rozdělit do čtyř bloků s, p, d, f, jak lze vidět na následujících schématech.
Můžete se také setkat s tzv. velmi dlouhou formou tabulky (viz Obr. 6), kde jsou lanthanoidy a aktinoidy vmezeřeny mezi třetí
a čtvrtou skupinou. Toto znázornění lépe ukazuje, že tyto řady prvků jsou součástí šesté a sedmé periody a vyčleňují se pouze z důvodu větší přehlednosti.
Struktura elektronového obalu, a především počet valenčních elektronů, předurčuje společné chemické vlastnosti ve skupinách.
Valenční elektrony jsou elektrony s nejvyšší energií. Nachází se v poslední nebo předposlední vrstvě elektronového obalu – tzv. valenční vrstvě.
Valenční vrstva je z chemického hlediska nejvýznamnější, protože při chemických procesech se zapojují elektrony v této vrstvě.
V bloku s se počet valenčních elektronů rovná číslu skupiny, ve které se prvek nachází. V bloku p tento počet odpovídá číslu sníženém o 10. Výjimku tohoto bloku tvoří vzácný plyn helium, protože je zařazen podle svých vlastností do 18. skupiny, ačkoliv má pouze 2 valenční elektrony v orbitalu s, a proto se řadí mezi
s prvky.
Počet elektronových vrstev prvku je dán číslem periody. Například neon nacházející se ve druhé periodě má dvě elektronové vrstvy. První vrstva je tvořena orbitalem 1s. Elektrony v druhé vrstvě obsazují orbitaly 2s a 2p (viz Tab. 2).
Z umístění prvku v tabulce určete počet valenčních elektronů, maximální a minimální oxidační číslo, které může mít atom dusíku ve sloučeninách.
Řešení
Dusík řadíme do 15. skupiny. Valenční vrstva v základním stavu obsahuje tedy 5 valenčních elektronů (15–10 = 5). Maximální možné oxidační číslo je V, protože může poskytnout 5 elektronů. Minimální oxidační číslo je –III, protože může přijmout až 3 elektrony (18–15 = 3).
Prvky bloku s (s-prvky) a prvky bloku p (p-prvky) se řadí mezi tzv. nepřechodné prvky. Jejich valenční elektrony se nachází v ns a np orbitalech, kde n představuje hlavní kvantové číslo (odpovídá číslu periody).
Prvky bloku d (d-prvky) se řadí mezi tzv. přechodné prvky, protože svými vlastnostmi tvoří pomyslný přechod mezi s-prvky a p-prvky. Hodnota hlavního kvantového čísla posledních obsazovaných elektronů je o jedno menší, než je číslo periody. Valenční elektrony jsou tedy v ns a (n – 1)d orbitalech.
Prvky bloku f (f-prvky) se řadí mezi tzv. vnitřně přechodné prvky. Hodnota hlavního kvantového čísla posledních obsazovaných elektronů je o dvě menší, než je číslo periody. Valenční elektrony jsou tedy v ns a (n – 2)f, případně (n – 1)d orbitalech.
Když vezmeme v úvahu, že někde ve vzdáleném vesmíru existuje vyspělá kultura, můžeme předpokládat, že mají vlastní systém prvků. Naše moderní pojetí periodické tabulky tedy není jediné možné uspořádání prvků, se kterými se můžete setkat, protože existuje mnoho variací periodických tabulek.
Skupiny lze také značit římskými číslicemi s příponou A či B (např. IV. A nebo III. B). Dnes se však upřednostňuje mezinárodní značení arabskými číslicemi (1-18).
Podívejte se na různé varianty periodických tabulek
S rozvojem moderního pojetí periodické tabulky vznikaly v 19. století i názvy některých skupin podle jejich společných chemických vlastností.
Prvkům s protonovým číslem větším než 92 říkáme transurany (prvky ležící za uranem). Všechny byly připraveny uměle a představují možnosti rozšíření periodické tabulky o další prvky.
Prozkoumejte zaplňování elektronového obalu atomu u všech prvků periodické tabulky
