Układ okresowy pierwiastków

WSTĘP

Niektóre z pierwiastków znane były już w czasach prehistorycznych, chociaż nie wiedziano wówczas, czym jest pierwiastek chemiczny. Do tej grupy pierwiastków należą: węgiel, miedź, złoto, żelazo, ołów, srebro, siarka i cyna. Ich symbole pochodzą od nazw łacińskich, nazwy natomiast tworzono od nazw państw, miast, części świata, ciał niebieskich, imion bogów, postaci mitologicznych, nazwisk wybitnych uczonych, a także opierając się na właściwościach fizycznych pierwiastków. Już w starożytności przyjęto symbolikę dla pierwiastków, chcąc uniknąć pisania nazw. Symbolikę chemiczną stosowaną obecnie wprowadził w 1815 roku Jöns Jacob von Berzelius.

Złoto Ołów Miedź Żelazo Rtęć Srebro

Przy coraz większej liczbie odkrywanych pierwiastków dalsze stosowanie symboliki rysunkowej było niewystarczające i skomplikowane.

ODKRYCIA PIERWIASTKÓW

Data Nazwa i Symbol Odkrywca

1450 antymon Sb Valentine

bizmut Bi Valentine

1649 arsen As Schröder

1669 fosfor P Henning Brand

1735 kobalt Co Georg Brandt

1741 platyna Pt William Wood

1751 nikiel Ni Axel Cronstedt

1766 wodór H Henry Cavendish

1771 fluor F Carl Scheele

1772 azot N Daniel Rutheford

1774 mangan Mn Johan Gahn

tlen O John Priestley

chlor Cl Carl Scheele

1778 molibden Mo Peter Hjelm

1782 tellur Te Franz von Reichenstein

1783 wolfram W Don Fausto i Don Juan d' Elhuyar

1789 tytan Ti William Gregor

uran U Martin Klaproth

1794 itr Y Johan Gadolion

1797 chrom Cr Louis Vauquelin

1801 niob Nb Charles Hatchett

1802 tantal Ta Anders Ekeberg

1803 cer Ce Jöns Berzelius i Wilhelm Hisinger

iryd Ir Smithson Tennant

osm Os Smithson Tennant

1804 pallad Pd William Wollaston

rod Rh William Wollaston

1807 potas K Humphry Davy

sód Na Humphry Davy

1808 bar Ba Humphry Davy

bor B Humphry Davy

wapń Ca Humphry Davy

stront Sr Humphry Davy

1811 jod I Bernard Courtois

1817 kadm Cd Friedrich Strohmeyer

lit Li Johan Arfvedson

selen Se Jöns Berzelius

1824 krzem Si Jöns Berzelius

cyrkon Zr Jöns Berzelius

1825 brom Br Antoine Balard

1827 glin Al Friedrich Wöhler

1828 beryl Be Friedrich Wöhler

tor Th Jöns Berzelius

1829 magnez Mg Antoine Bussy

1830 wanad V Nils Sefström

1839 lantan La Carl Mosander

1843 erb Er Carl Mosander

terb Tb Carl Mosander

1845 ruten Ru Carl Claus

1860 cez Cs Robert Bunsen

1861 rubid Rb Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff

tal Tl William Crookes

1863 ind In Ferdinand Reich i Hieronim Richter

HISTORIA POWSTANIA UKŁADU OKRESOWEGO

W połowie XIX wieku znano już wiele pierwiastków i umiano wyznaczyć ich masy atomowe. Problem usystematyzowania pierwiastków na podstawie ich właściwości nurtował wielu uczonych w końcu XIX wieku.

Chemik angielski, John Newlands, szeregując pierwiastki według wzrastających mas atomowych zauważył, że co ósmy pierwiastek ma podobne właściwości. Odkrycie te nazwał "prawem oktaw", jednak nie wyciągnął z niego dalej idących wniosków. Również niemiecki chemik, Johan Wolfgang Döbereiner próbował uszeregować znane pierwiastki, tworząc grupy złożone z trzech pierwiastków. Zauważył, że masa atomowa pierwiastka środkowego jest w przybliżeniu średnią arytmetyczna mas atomowych pierwiastków pozostałych.

Ogromne znaczenie miały prace Dymitra Mendelejewa, który zwrócił uwagę na zależność między właściwościami pierwiastków, a masą atomową, która wówczas, gdy jeszcze nie znano budowy atomu, była podstawową cechą pierwiastka. Dymitr Mendelejew opracował i opublikował w 1869 roku układ okresowy pierwiastków. Wszystkie 63 znane wówczas pierwiastki uporządkował według wzrastającej masy atomowej tak, by pierwiastki o podobnych właściwościach utworzyły kolumny pionowe. Powstała w ten sposób tablica zbudowana z rzędów poziomych stanowiących okresy i kolumn pionowych stanowiących grupy.

SKĄD SIĘ WZIĘŁA NAZWA "UKŁAD OKRESOWY"?

Swój układ pierwiastków Mendelejew nazwał periodycznym, czyli okresowym, bo własności pierwiastków co pewien okres powtarzają się w nim, a równocześnie występują ze zmiennym nasileniem.

BUDOWA UKŁADU OKRESOWEGO

PIERWIASTKÓW

1. Współczesny układ okresowy pierwiastków składa się z grup i okresów. Pierwszy okres to tylko 2 pierwiastki: He i H. Drugi i trzeci okresy zawierają po 8 pierwiastków. W czwartym i piątym okresach znajdują się po 18 pierwiastków. Okres szósty zawiera 32 pierwiastki. W siódmym okresie pierwiastków wciąż przybywa. Tylko osiem pierwiastków z okresu siódmego:

Fr, Ra, Ac, Th, Pa, U, Np, Pu występuje na Ziemi.

Każdy okres rozpoczyna się bardzo aktywnym metalem, a kończy się typowym niemetalem - gazem szlachetnym.

Z układu okresowego można odczytać wiele informacji o pierwiastku, począwszy od budowy atomu, a kończąc na typach i właściwościach związków chemicznych, jakie można utworzyć.

2. Układ okresowy pierwiastków można podzielić na trzy zasadnicze grupy. W pierwszej, głównej grupie znajdują się metale, jak np. magnez, oraz niemetale, jak np. chlor. W drugiej są metale przejściowe, do których należą żelazo i złoto. Trzecia grupa składa się z lantanowców, zwanych ziemiami rzadkimi, i z aktynowców.

3. Układ elektronów - położenie pierwiastka w układzie okresowym wiąże się ściśle ze sposobem ułożenia elektronów w jego atomach.

Gazy szlachetne, tworzą prawą kolumnę układu, mają po osiem elektronów na ostatniej powłoce. Wyjątkiem jest atom helu: ma on zapełnioną pierwszą powłokę, na której są tylko dwa miejsca.

Atomy pierwiastków lewej kolumny układu, np. sodu, mają tylko jeden elektron na swojej ostatniej powłoce. Można go łatwo rozłączyć, co oznacza, iż pierwiastki są bardzo aktywne chemicznie. Przedostatnią kolumnę po prawej stronie układu tworzą chlorowce, które mają po siedem elektronów na ostatniej powłoce i łatwo mogą przyłączyć ósmy elektron. Są więc również silnie aktywnie chemicznie.

4. Liczba atomowa pierwiastka pojawia się w układzie okresowym w górnym rogu pola opisującego dany pierwiastek. Izotopami określa się atomy tego samego pierwiastka, ale zawierające w jądrze różną liczbę elektronów, a tyle samo protonów. Izotopy niektórych pierwiastków są promieniotwórcze: jądra rozpadają się spontanicznie z jednoczesną emisją cząstek o wysokiej energii. Sumaryczna liczba protonów i elektronów w jądrze nazywa się masą atomową. Dla wygody chemicy mówią często o względnej masie atomowej (zwanej kiedyś ciężarem atomowym). Wyznacza się ją przez porównanie "średniej" masy atomu, uwzględniającej proporcje występowania izotopów, z wartością odniesienia równą jednej dwunastej masy atomu izotopu węgla ¹²C.

ZAKOŃCZENIE

Podsumowując tą całą pracę można stwierdzić że Układ Okresowy Pierwiastków Chemicznych jest uszeregowaniem wszystkich pierwiastków chemicznych w taki sposób, że wykazują one okresową powtarzalność właściwości chemicznych i fizycznych. Pierwiastki szereguje się wg wzrastającej wartości liczby atomowej, a jako kryterium klasyfikacji chemicznej przyjmuje się konfiguracje elektronów otaczających dane jądro atomowe. Symbole pierwiastków chemicznych ułożone są w szeregi poziome zw. okresami oraz jednocześnie w kolumny pionowe zw. grupami. W miarę wzrostu liczby atomowej następuje stopniowe zapełnianie powłok elektronowych atomów; rozpoczęciu się nowego okresu odpowiada zapoczątkowanie zapełniania elektronami nowej powłoki. Powtarzanie się podobnej konfiguracji elektronów w zewnętrznych powłokach jest przyczyną okresowości właściwości chemicznych i licznych właściwości chemicznych.

BIBLIOGRAFIA

1. Lafferty P. , Encyklopedia WIEDZA I ŻYCIE Budowa Materii, 1995 r. 

2. Morgan N., Encyklopedia CHEMIA, Wydawnictwo RTW 1997 r. 

3. Gołembowicz W. ,W ZWIERCIADLE CHEMII,WP Państwowe Wydawnictwo Popularno Naukowe, Warszawa 1955 r. 

4. Encyklopedia Multimedialna 2002

5. Stobiński J.,CIEKAWA CHEMIA, Iskry Warszawa1981r.

6. Kulwik T, Kulwik J, Litwin M, Chemia dla gimnazjum, Wydawnictwo Nowa Era, Warszawa 1999 r.