Periodni sistem elementov

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Periodni sistem elementov je tabelarični prikaz znanih kemičnih elementov. Elementi si v tabeli sledijo po elektronski konfiguraciji tako, da mnoge kemične lastnosti sledijo pravilnim vzorcem po njej. Vsak element je predstavljen s svojim atomskim številom in kemijskim simbolom.

Periodni sistem elementov, ki ga je leta 1869 prvi iznašel ruski kemik Mendelejev, velja za eno od največjih dosežkov sodobne kemije. Kemiki si lahko z njegovo pomočjo kvantitativno razlagajo obnašanje elementov in napovedujejo obstoj še neodkritih novih. Leta 2006 obstaja 117 kemičnih elementov, katerih odkritje so potrdili. 94 od teh se pojavlja v naravi, ostale so izdelali v laboratorijih.

[uredi] Periodni sistem

**Periodni sistem elementov**
Skupina	1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
	I	II												III	IV	V	VI	VII	VIII
Perioda
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	*		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	**		104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Uun	111 Uuu	112 Uub	113 Uut	114 Uuq	115 Uup	116 Uuh	117 Uus	118 Uuo

Lantanoidi

Aktinoidi

100

101

102

103

[uredi] Zgodovina

Potreba po urejevanju kemičnih elementov v sistemu se je pokazala, ko so znanstveniki ugotovili, da obstajajo določene povezave med lastnostmi različnih elementov. Prvi poskus periodnega sistema je začrtal Antoine Lavoisier (1743-1794) leta 1789. Potem ko je prevzel in dodelal skoraj sto let staro definicijo kemičnega elementa, ki jo je Robert Boyle (1627-1691) opisal kot snov, ki je s kemično reakcijo ne moremo razgraditi na bolj enostavne snovi, je Lavoisier skušal 33 do takrat znanih elementov postaviti v določeno pregledno obliko. Izbral si je štiri kategorije; plini, nekovine, kovine in »zemlje«. V tistem času je bilo znanih premalo elementov, da bi jih res lahko komu uspelo urediti v pregledno obliko. Lavoisier bi svoje delo najverjetneje dokončal, če ga ne bi zaradi političnih razlogov obglavili. Problem poznavanja lastnosti elementov je bil predvsem v tem, da večina elementov v skupini plinov sploh niso bili elementi, ampak spojine, ki jih še niso uspeli razgraditi na elemente.

Prelom v razumevanju urejenosti elementov je bilo delo Stanislaa Cannizzara (1826-1910) iz leta 1858. Dve leti po smrti njegovega rojaka Amadea Avogadra (1776-1856), ki je prvi določil osnovo množini snovi in povezavo z atomsko maso, je postavil osnovo, skupno vsem elementom – relativno atomsko maso.

Prvi, ki je opozoril na ponavljajoče se lastnosti elementov, je bil nemški znanstvenik Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849). Leta 1829 je ugotovil, da ima atom broma atomsko maso, ki je polovična vrednost vsote mas atomov klora in joda. To pomeni, da vsoto atomskih mas klora (35,5) in joda (126,9) delimo z 2 in dobimo vrednost 81,2, ki je zelo dober približek relativni atomski masi broma (79,9). Podoben vzorec je našel pri trojicah kalcij, stroncij, barij in žveplo, selen, telur. Te skupine je imenoval triade. Po mnenju ostalih znanstvenikov so bile te povezave zgolj naključne.

Leta 1860 je na prvem mednarodnem kemijskem kongresu, ki je bil organiziran prav zaradi periodnega sistema elementov, Cannizzaro predstavil svojo zamisel o pomembnosti atomskih mas elementov pri izgradnji periodnega sistema. Njegovo delo je temeljilo na Avogadrovi domnevi in Gay-Lussacovem zakonu o prostorninskih odnosih pri kemičnih reakcijah v plinastem stanju. Elementi so bili razvrščeni v sistem glede na znane vrednosti atomskih mas.

Naslednji velik korak je napravil angleški kemik John Newlands (1837-1898) leta 1862, saj je predpostavil, da je možno elemente, glede na naraščajočo atomsko maso urediti v sedem stolpcev. Po ureditvi so postale vidne tudi Döberienerjeve triade. Ureditev je imenoval zakon oktav, vendar znanstveniki tudi njegove ideje niso dobro sprejeli. V Evropi je periodni sistem prvi postavil Julius Lothar Meyer (1830-1895), vendar je leto pred njim ruski kemik Dimitrij Ivanovič Mendelejev oblikoval zgradbo periodnega sistema, s katero je lahko napovedal manjkajoče, še ne odkrite elemente. Z odkritjem žlahtnih plinov lorda Rayleigha (1842-1919) in Williama Ramsayja (1852-1916) od leta 1894 naprej je Mendelejev predlagal, naj se doda pred prvo skupino dodatna ničta skupina, ki bi vsebovala te elemente, sistem ostalih pa bi ostal nespremenjen. Tak periodni sistem je ostal v uporabi vse do leta 1930. Kmalu po Rutherfordovem (1871-1937) odkritju protona leta 1911 in Thomsonovi (1856-1940) potrditvi obstoja izotopov (obstoj izotopov je prvi predlagal Frederick Soddy, 1877-1956) je Henry Moseley (1887-1915) izpostavljal do takrat znane elemente X-žarkom. Izpeljal je povezavo med frekvenco sevanja in vrstnim številom. Po preureditvi elementov glede na večanje vrstnega (atomskega) števila in ne atomske mase je bilo tudi nekaj izjem iz periodnega sistema, ki so povzročale težave Mendelejevu, popravljenih. Sodobni periodni sistem je od takrat zgrajen na Moseleyjevem zakonu periodičnosti, ki temelji na vrstnem številu elementov.