Tavla perjodika

It-Tavla perjodika tal-elementi kimiċi hija metodu tabulari użat biex jintwerew l-elementi kimiċi. Għalkemm jeżistu prekursuri għal din it-tavla, l-invenzjoni tagħha hija ġeneralment kreditata lill-kimiku Russu Dmitri Mendeleev fl-1869. Mendeleev xtaq li it-tavla turi t-tendenzi rikurrenti ("perjodiċi") fil-proprjetajiet tal-elementi. Id-dehra tat-tavla ġiet irfinuta u estiża matul iż-żmien, hekk kif elementi ġodda ġew skoperti, u mudelli teoretiċi ġodda ġew żviluppati biex l-imġiba kimika tiġi spjegata.

It-tavla perjodika issa tinstab kullimkien fid-dixxiplina akkademika tal-kimika, tipprovdi struttura estremament utli biex jiġu kklassifikati, issistemati u ikkumparati il-ħafna forom differenti tal-imġiba kimika. It-tavla ukoll sabet applikazzjoni fil-fiżika, bijoloġija, inġenjerija, u l-industrija. L-istandard kurrenti tat-tavla fih 118-il element.

Dehra tat-Tavla perjodika

Grupp

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Perjodu

1

1
H

2
He

2

3
Li

4
Be

5
B

6
C

7
N

8
O

9
F

10
Ne

3

11
Na

12
Mg

13
Al

14
Si

15
P

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
As

34
Se

35
Br

36
Kr

5

37
Rb

38
Sr

39
Y

40
Zr

41
Nb

42
Mo

43
Tc

44
Ru

45
Rh

46
Pd

47
Ag

48
Cd

49
In

50
Sn

51
Sb

52
Te

53
I

54
Xe

6

55
Cs

56
Ba

57
La

*

72
Hf

73
Ta

74
W

75
Re

76
Os

77
Ir

78
Pt

79
Au

80
Hg

81
Tl

82
Pb

83
Bi

84
Po

85
At

86
Rn

7

87
Fr

88
Ra

89
Ac

*
*

104
Rf

105
Db

106
Sg

107
Bh

108
Hs

109
Mt

110
Ds

111
Rg

112
Cn

113
Nh

114
Fl

115
Mc

116
Lv

117
Ts

118
Og

* Lantanojdi

58
Ce

59
Pr

60
Nd

61
Pm

62
Sm

63
Eu

64
Gd

65
Tb

66
Dy

67
Ho

68
Er

69
Tm

70
Yb

71
Lu

** Attinojdi

90
Th

91
Pa

92
U

93
Np

94
Pu

95
Am

96
Cm

97
Bk

98
Cf

99
Es

100
Fm

101
Md

102
No

103
Lr

Serje kimiċi tat-tavla perjodika
Metalli alkalini	Metalli alkalini ta' l-art	Lantanojdi	Attinojdi	Metalli tal-blokka d
Metalli tal-blokka p	Semimetalli	Non-Metalli	Aloġeni	Gassijiet nobbli

Leġenda għall-kuluri tan-numri atomiċi:

L-elementi nnumrati bil-blu huma likwidi f' T = 298 K e p = 1 bar;
dawk bl-aħdar huma gassijiet f' T = 298 K e p = 1 bar;
dawk bl-iswed huma solidi f' T = 298 K e p = 1 bar;
dawk bl-aħmar huma artifiċjali u m'humiex naturalment preżenti fuq id-Dinja (huma kollha solidi f' T = 298 K e p = 1 bar). It-teknezju hu preżenti fi kwantitajiet minimi fil-minjieri ta' l-uranju u fil-ġganti ħomor.
dawk bil-griż għadhom ma ġewx skoperti.

Arranġament

L-arranġament tat-Tavla Perjodika juri l-propjetajiet kimiċi rikurrenti ("perjodiċi"). L-elementi huma mniżżlin skont il-piż atomiku tagħhom (i.e. in-numru ta' protoni fin-nukleju atomiku). Il-fillieri huma rranġati biex l-elementi bi propjetajiet simili jinstabu fl-istess kolonni vertikali ("gruppi"). Skont it-teoriji tal-konfigurazzjoni elettronika ġo l-atomi tal-Mekkanika kwantistika, kull filliera oriżżontali ("perjodu") fit-tavla tikkorrrispondi għal kif inhi mimlija l-qoxra kwantistka bl-elettroni. Il-perjodi jitwalu aktar ma tinżel l-isfel fit-tavla, li jiġbru l-elementi fi blokok s- , p- , d- and f- biex jirriflettu l-konfigurazzjoni eletronika tagħhom.

Fi twavel stampati, kull element hu normalment imniżżel bis-simbolu u n-numru atomiku tiegħhu; ħafna verżjonijiet tat-tavla ukoll iniżżlu il-piż atomiku tal-element u informazzjoni oħra, bħall-konfigurazzjoni elettronika, elettronegattività u l-akbar numru tal-Valenza komuni.

Wara l-2016, it-tavla fiha 118 elementi kimiċi li l-iskoperti tagħhom ġew ikkonfermati. 94 minnhom jinstabu naturalmant fid-Dinja, u l-oħrajn huma sintetiċi li ġew prodotti artifiċjalment f'aċċeleraturi tal-materja. L-elementi 43 (teknezju), 61 (promezju), 93 (nettunju) u 94 (plutonju) m'għandhomx iżotopi stabbli u ġew skoperti għall-ewwel darba sintekikalment; imma, imbagħad ġew skoperti f'ammonti żgħar fid-Dinja bħala prodotti ta' proċessi naturali.

Perjodiċità tal-propjetajiet kimiċi

Il-valur maġġuri tat-tavla perjodika hu l-abilità li tbassar il-propjetajiet kimiċi t'element skont il-pożizzjoni tiegħhu fit-tavla. Għandu jiġi nnutat illi l-propjetajiet ivarjaw differentament meta timxi vertikalment mal-kolonni tat-tavla, milli meta timxi oriżżontalment mal-fillieri.

Gruppi u perjodi

Grupp tat-tavla perjodika hu kolonna vertikali fit-tavla perjodika tal-elementi.

Il-gruppi huma meqjusal-aktar metodu importanti biex jiġu klassifikati l-elementi. F'xi gruppi, l-elementi għandhom propjetajiet simili ħafna u juru tendenzi fil-propjetajiet hekk kif tinżel l-isfel fil-grupp — dawn il-gruppi għandhom tendenza li jiġu mogħtija ismijiet trivjali (mhux sistematiċi) , e.ż. il-metalli alkalini, l-metalli alkalini tal-art, l-aloġeni u l-gassijiet nobbli. Xi gruppi oħrajn fit-tavla perjodika juru inqas similiritajiet u/jew tendenzi vertikali (pereżempju Gruppi 14 and 15), u dawn m'għandhomx ismijiet trivjali u jiġu rriferuti sempliċiment bin-numru tal-grupp tagħhom.

Perjodu tat-tavla perjodika hu filliera oriżżontali fit-tavla perjodika tal-elementi.

Għalkemm il-gruppi huma l-aktar mod komuni biex jiġu klassifikati l-elementi , hemm xi reġjuni tat-tavla perjodika fejn it-tendenzi oriżżontali u s-similiritajiet fil-propjetajiet huma aktar sinjifikanti mit-tendenzi tal-gruppi vertikali. Dan jista' jkun veru fil-blokka d (jew "Metalli Tranżizzjonali"), u speċjalment għall-blokka f , fejn il-lantanojdi u l-attinojdi jiffurmaw żewġ serje oriżżontali sostanzjali t'elementi.

Tendenzi perjodiċi tal-gruppi

Teoriji moderni fuq l-istruttura atomika tal-Mekkanika kwantistika jispjegaw it-tendenzi tal-gruppi billi jipproponu illi l-elementi fl-istess grupp għandhom l-istess konfigurazzjoni elettronika fil-qxur tal-valenza tagħhom , illi hi l-aktar fattur importanti responsabbli għall-propjetajiet simili tagħhom.

Elementi fl-istess grupp ukoll juru tendenzi fir-radju atomiku, enerġija tal-joniżżazzjoni u l-elettronegattività tagħhom. Minn fuq s'isfel f'kwalunkwe grupp, ir-radji atomiċi tal-elementi jiżdiedu. Minħabba li hemm aktar livelli tal-enerġija mimlijin ,l-elettroni jinstabu aktar 'il bogħod min-nukleju. Minn fuq,kull element suċċessiv għandu enerġija tal-joniżżazzjoni iżgħar minħabba li hu aktar faċli li tneħħi elettron minħabba li l-elettroni huma inqas issikati. Ukoll, grupp għandu tnaqqis fl-elettronegattività minn fuq s'isfel minħabba li d-distanza bejn l-elettroni tal-valenza u n-nukleju tkun qed tiżdied.

Tendenzi perjodiċi tal-perjodi

Elementi fl-istess perjodu ukoll juru tendenzi fir-radju atomiku, enerġija tal-joniżżazzjoni, affinità għall-elettroni u fl-elettronegattività tagħhom. Hekk kif timxi mix-xellug għal-lemin f'perjodu , ir-radju atomiku normalment jonqos. Dan jiġri minħabba li kull element suċċessiv għandu proton miżjud u elettron li jġiegħel l-elettron ikun miġbud iktar viċin lejn in-nukleju. Dan it-tnaqqis fir-radju atomiku ukoll jikkawża żieda fl-enerġija tal-joniżżazzjoni meta timxi mix-xellug għal-lemin tal-perjodu. Aktar m'element ikun issikat , aktar tkun l-enerġija li jkun hemm bżonn biex tneħħi elettron. Ukoll, l-elettronegattività tiżdied bl-istess manjiera bħall-enerġija tal-joniżżazzjoni minħabba fl-ammont ta' ġibda imposta fuq l-elettroni min-nukleju. L-affinità għall-elettroni ukoll għandha tendenza f'perjodu. Il-metalli (fix-xellug tal-perjodu) ġeneralment ikollhom inqas affinità għall-elettroni min-Non-metalli (fil-lemin tal-perjodu) bl-eċċezjoni tal-gassijiet nobbli.

Eżempji

Gassijiet nobbli

L-elementi kollha tal-grupp 18 (gassijiet nobbli), għandhom il-qxur tal-valenza tagħhom mimlijin. Dan ifisser li m'għandhomx bżonn jirreaġixxu ma' elementi oħra biex jimlew il-qoxra tagħhom, u huma allura inqas reattivi minn gruppi oħrajn. L-Elju u n-Neon huma l-aktar elementi inerti fost il-gassijiet nobbli, minħabba li r-reattività, f'dan il-grupp, tiżdied bil-perjodi: hu possibbli li ġġiegħel l-gassijiet nobbli t-tqal jirreaġixxu minħabba li għandhom qxur tal-elettroni akbar. Imma, r-reattività tagħhom tibqa baxxa.

Aloġeni

Fil-grupp 17, magħruf bħala l-aloġeni, l-elementi għandhom elettron wieħed biss nieqes mill-qoxra tal-elettroni. Allura, f'reazzjonijiet kimiċi għandhom it-tendenza li jġibu l-elettroni (it-tendenza li ġġib l-elettroni hi msejħa elettronegattività). Din il-propjetà hi l-aktar evidenti għal-Fluworu (l-aktar element elettronegattiv fit-tavla kollha), u jnaqqas maż-żieda ta' kull perjodu.

Bħala riżultat, l-aloġeni kollha jiffurmaw aċidi mal-Idroġenu, bħal fl-Aċidu Idrofluworiku, Aċidu Idrokloriku, Aċidu Idrobromiku u fl-Aċidu Idrojodiku, kollha fil-forma HX. L-aċidità tagħhom tiżdied b'perjodu akbar, pereżempju, bir-rigward għall-Jodju u l-Fluworu, minħabba li jone kbir ta' I⁻ hu aktar stabbli f'soluzzjoni minn jone żgħir ta' F⁻, hemm inqas volum fejn iċ-ċarġ jista' jkun dispers.

Metalli tranżizzjonali

Għall-metalli tranżizzjonali (Gruppi 3 sa 12), tendenzi oriżżontali matul il-perjodi huma ħafna drabi importanti daqs it-tendenzi vertikali hekk kif tinżel l-isfel matul il-gruppi;id-differenzi bejn il-gruppo maġenb xulxin huma normalment mhux drammatiċi. Ir-reazzjonijiet tal=metalli tranżizzjonali normalment jinvolvu speċi koordinati.

Lantanojdi u Attinojdi

Il-propjetajiet kimiċi tal-lantanojdi(elementi 57–71) u tal-attinojdi (elementi 89–103) huma aktar simili għal xulxin milli tal-metalli tranżizzjonali , u biex tissepara taħlita tagħhom hu veru diffiċli.Dan hu importanti fil-purifikazzjoni kimika tal-Uranju li jikkonċerna l-enerġija nukleari.

Struttura tat-Tavla Perjodika

Id-determinant primarju tal-propjetajiet kimiċi t'element huwa il-konfigurazzjoni elettronika tiegħhu , partikularment l-elettroni fil-qoxra tal-valenza. Pereżempju, kwalunkwe atomi b'egħrba elettroni tal-valenza li jokkupaw l-orbital p ser jeżibixxu xi similarità. It-tip t'orbital li fih jinstabu l-elettroni ta' barra t'element jiddeterminaw il-blokka li fihaa jappartjeni. In-numru t'elettroni tal-valenza jiddetermina l-familja, jew grupp li lilu l-element jappartjeni.

In-numru totali ta' qxur elettroniċi li l-atomu jkollu jiddetermina l-perjodu li lilu jappartjeni. Kull qoxra hija diviża f' sottoqxur differenti, li meta n-numru atomiku jiżdied jiġu mimlija b'din l-ordni (Prinċipju Aufbau):

Sottoqoxra:	S	G	F	D	P
Perjodu
1	1s
2	2s				2p
3	3s				3p
4	4s			3d	4p
5	5s			4d	5p
6	6s		4f	5d	6p
7	7s		5f	6d	7p
8	8s	5g	6f	7d	8p

Minħabba li l-elettroni ta' barra nett jiddeterminaw il-propjetajiet kimiċi, dawk l-elementi li għandhom l-istess numru t'elettroni tal-valenza huma fl-istess grupp tat-tavla.

Nimxu mill-eħfef element sal-itqal element, l-elettroni tal-qoxra ta' barra nett(dawk l-aktar aċċessibli għall-parteċipazzjoni f'reazzjonijiet kimiċi) huma kollha fl-istess tip t'orbital, b'forma simili, imma b'aktar enerġija u b'distanza ikbar min-nukleju. Pereżempju, l-elettroni fil-qoxra ta' barra (tal-valenza) tal-elementi fl-ewwel grupp, bl-Idroġenu fuq nett, kollha għandhom elettron wieħed f'orbital s. Fl-Idroġenu, dak l-orbital s hu l-aktar stat t'enerġija baxx possibli għal kwalunkwe atomu, l-orbital tal-eweel qoxra(rappreżentat mill-pożizzjoni tal-Idroġenu fl-ewwel perjodu tat-tavla). Fil-Franċju, l-aktar element tqil tal-grupp, fil-qoxra ta' barra nett l-elettroni huma fis-seba' orbital, sinnifikament aktar 'l barra min-nukleju minn dawk l-elettroni li jimlew il-qxur ta' taħha fl-enerġija. Bħalha eżempju ieħor, il-Karbonju u ċ-Ċomb għandhom 4 elettroni fl-orbitali tal-qoxra ta' barra.

Innota illi meta n-numru atomiku jiżdied (i.e. ċ-ċarġ fuq in-nukleju atomiku) , dan iwassal għal aktar "spin orbit coupling" bejn in-nukleju u l-elettroni, dan inaqqas il-validità tal-mudell tal-approssimazzjoni tal-orbital tal-mekkanika kwantistika, illi jikkunsidra kull orbital atomiku bħala entità separata.

Minħabba l-importanza tal-qoxra ta' barra nett, ir-reġjuni differenti tat-tavla perjodika huma ġielu rriferuti bħala blokok tat-tavla perjodika, msemmija skont l-isem tas-sottoqoxra li fih l-aħħar elettron jinsab, e.ż. il-blokka s, il-blokka p, il-blokka d-block, eċċ.

Rigward l-elementi Ununbju, Ununtrju, Ununkwadju eċċ., huma elementi li ġew skoperti , imma s'issa għad m'għandhomx isem.

Storja

Fil-Greċja Antika, il-filosfu Grieg Aristotle propona illi kien hemm erba' elementi prinċipali: l-arja, in-nar, l-art u l-ilma. Dawn l-elementi kollha setgħu jiġu mġiegħela jirreaġixxu flimkien biex joħolqu element ieħor; pereż., l-art u n-nar jinagħqdu flimkien biex jiffurmaw il-lava. Imma, din it-teorija intefgħet fil-ġenb meta l-elementi kimiċi vera bdew jiġu skoperti. Ix-Xjentisti kellhom bżonn databażi aċċessibli li fiha setgħet tiġi mniżżla u aċċeduta l-informazzjoni fuq l-elementi. Din kellha ssir magħrufa bħala t-Tavla Perjodika.

It-tavla oriġinali inħolqot qabel l-iskoperta tal-partiċelli subatomiċi jew il-formulazzjoni tat-teorija tal-mekkanika kwantistika kurrenti rigward l-istruttura atomika. Jekk wieħed jorganiżża l-elementi skont il-piż atomiku, u wara "jipplottja" propjetajiet oħrajn kontra l-piż atomiku, wieħed jinduna b'perjodiċità għal dawn il-propjetajiet bħala funzjoni tal-piż atomiku. L-ewwel persuna li għarfet dawn ir-regularitajiet kien il-kimiku Ġermaniż Johann Wolfgang Döbereiner li, fl-1829, induna b'numru ta' triadi t'elementi simili:

**Xi Triadi**
Element	Piż Molari (g/mol)	Densità (g/cm³)
Kloru	35.453	0.0032
Bromu	79.904	3.1028
Jodju	126.90447	4.933

Kalċju	40.078	1.55
Stronzju	87.62	2.54
Barju	137.327	3.594

Fl-1829 Döbereiner ppropona l-Liġi tat-Triadi: L-element tan-nofs fit-triadu għandu l-piż atomiku li hu nofs l-piż tat-tnejn l-oħra flimkien(average). Id-densitajiet ta' xi triadi mxew ma tendenzi simili. Wara xjentisti oħrajn sabu relazzjonijiet kimiċi li jestendu 'l-bogħod mit-triadi. Il-Fluworu ġie miżjud mal-grupp ta' Cl/Br/I; iż-Żolfu, l-Ossiġenu, s-Selenju u t-Tellurju ġew gruppati f' familja; l-Ażotu, l-Fosfru, l-Arseniku, l-Antimonju, u l- Bismut ġew klassifikati bħala grupp ieħor.

Dmitri Mendeleev, missier it-tavla perjodika

Dan ġie segwit mill-kimiku Ingliż John Alexander Reina Newlands, illi fl-1865 innota li meta l-elementi jiġi ordnati skont il-piż atomiku tagħhom, elementi li għandhom propjetajiet fiżiċi simili kienu jirrikorru f'intervalli ta' tmienja, li kienu jixbhu l-ottavi tal-musika, imma l-liġi tal-"ottavi" tiegħu ġiet ridikolata mill-kontemporarji tiegħu.

Imma, għalkemm kellha suċċess għal xi elementi, il-liġi tal-ottavi ta' Newland falliet għal żewġ raġunijiet:

Ma kinitx valida għall-elementi li kellhom piż atomiku għola minn dak tal-Kalċju.
Meta elementi oħrajn ġew skoperti, bħall-gassijiet nobbli(He, Ne, Ar), ma setgħux jiġu akkomodati fuq din it-tavla.

Finalment, fl-1869 il-professur tal-kimika Russu Dmitri Ivanovich Mendeleev u erbgħa xhur wara l-Ġermaniż Julius Lothar Meyer indipendentament żviluppaw l-ewwel tavla perjodika, u rranġaw l-elementi skont il-piż. Imma, Mendeleev ħareġ xi elementi 'l-barra mis-sekwenza tal-piż stretta biex ikun jista' jqabbilhom aħjar mal-propjetajiet tal-ġirien tagħhom fit-tavla, hu rranġa żbalji fil-valuri ta' xi piżijiet atomiċi , u pprediċi l-eżistenza u l-propjetajiet ta' ftit elementi ġodda fl-ispazji vojta tat-tavla tiegħu. Mendeleev kien aktar tard ivvendikat bl-iskoperta tal-istruttura elettronika tal-elementi tard fid-19 -il seklu u kmieni fl-20 seklu.

Provi li saru aktar kmieni biex jitfgħu lista l-elementi biex juru r-relazzjonijiet bejniethom (pereżempju minn John Alexander Reina Newlands) normalment kienu jinvolvu l-ordinazzjoni skont il-piż atomiku. Is-sigriet għal Mendeleev hu u jagħmel it-tavla kien li jpoġġi l-elementi biex juru propjetajiet kimiċi rikurrenti jew perjodiċi (anka jekk dan kien ifisser li xi wħud minnhom ma jkunux ordinati skont il-piż), u li jħalli vojt għall-elementi "mitlufin". Mendeleev uża t-tavla tiegħu biex jaqtal-propjetajiet ta' dawn l-elementi "mitlufin", u ħafna minnhom ġew skoperti u ffitjaw mal-predizzjonijiet.

Ħoloq esterni

Tavla Perjodika viżwali