Aan het einde van de 19e eeuw publiceerde de Russische chemicus Dmitri Mendelejev zijn eerste poging om chemische elementen te groeperen op basis van hun atoomgewichten. Er waren op dat moment slechts ongeveer 60 elementen bekend, maar Mendelejev besefte dat wanneer de elementen op gewicht waren georganiseerd, bepaalde soorten elementen met regelmatige tussenpozen of periodes voorkwamen.
Vandaag, 150 jaar later, erkennen chemici officieel 118 elementen (na de toevoeging van vier nieuwkomers in 2016) en gebruiken ze nog steeds het periodiek systeem der elementen van Mendelejev om ze te organiseren. De tabel begint met het eenvoudigste atoom, waterstof, en organiseert vervolgens de rest van de elementen op atoomnummer, wat het aantal protonen is dat elk bevat. Op enkele uitzonderingen na komt de volgorde van de elementen overeen met de toenemende massa van elk atoom.
De tabel heeft zeven rijen en 18 kolommen. Elke rij vertegenwoordigt een periode; het periodegetal van een element geeft aan hoeveel van zijn energieniveaus elektronen bevatten. Natrium zit bijvoorbeeld in de derde periode, wat betekent dat een natriumatoom typisch elektronen heeft in de eerste drie energieniveaus. Als we naar beneden gaan, zijn de periodes langer omdat er meer elektronen nodig zijn om de grotere en complexere buitenste niveaus te vullen.
De kolommen van de tabel vertegenwoordigen groepen of families van elementen. De elementen in een groep zien er vaak hetzelfde uit en gedragen zich op dezelfde manier, omdat ze hetzelfde aantal elektronen in hun buitenste schil hebben - het gezicht dat ze aan de wereld laten zien. Groep 18-elementen, helemaal rechts op de tafel, hebben bijvoorbeeld volledig gevulde buitenste schalen en nemen zelden deel aan chemische reacties.
Elementen worden meestal geclassificeerd als metaal of niet-metaal, maar de scheidslijn tussen de twee is vaag. Metalen elementen zijn meestal goede geleiders van elektriciteit en warmte. De subgroepen binnen de metalen zijn gebaseerd op de vergelijkbare kenmerken en chemische eigenschappen van deze collecties. Onze beschrijving van het periodiek systeem maakt gebruik van algemeen aanvaarde groepen elementen, volgens het Los Alamos National Laboratory.
Alkalimetalen: De alkalimetalen vormen het grootste deel van groep 1, de eerste kolom van de tafel. Deze metalen, glanzend en zacht genoeg om met een mes te snijden, beginnen met lithium (Li) en eindigen met francium (Fr). Ze zijn ook extreem reactief en zullen in brand vliegen of zelfs exploderen bij contact met water, dus chemici slaan ze op in oliën of inerte gassen. Waterstof, met zijn enkele elektron, leeft ook in groep 1, maar het gas wordt als niet-metaal beschouwd.
Aardalkalimetalen: De aardalkalimetalen vormen groep 2 van het periodiek systeem, van beryllium (Be) tot radium (Ra). Elk van deze elementen heeft twee elektronen in het buitenste energieniveau, waardoor de aardalkalimetalen zo reactief zijn dat ze zelden alleen in de natuur worden aangetroffen. Maar ze zijn niet zo reactief als de alkalimetalen. Hun chemische reacties treden doorgaans langzamer op en produceren minder warmte dan de alkalimetalen.
Lanthaniden: De derde groep is veel te lang om in de derde kolom te passen, dus wordt deze uitgebroken en zijwaarts omgedraaid om de bovenste rij van het eiland te worden die onder de tafel zweeft. Dit zijn de lanthaniden, elementen 57 tot en met 71 - lanthaan (La) tot lutetium (Lu). De elementen in deze groep hebben een zilverwitte kleur en verkleuren bij contact met lucht.
Actiniden: De actiniden liggen langs de onderste rij van het eiland en omvatten elementen 89, actinium (Ac), tot en met 103, lawrencium (Lr). Van deze elementen komen alleen aanzienlijke hoeveelheden thorium (Th) en uranium (U) voor op aarde. Ze zijn allemaal radioactief. De actiniden en de lanthaniden vormen samen een groep die de innerlijke overgangsmetalen worden genoemd.
Overgangsmetalen: Terugkerend naar het hoofdgedeelte van de tabel, vertegenwoordigt de rest van Groep 3 tot en met 12 de rest van de overgangsmetalen. Hard maar kneedbaar, glanzend en met een goede geleiding, deze elementen zijn waar je normaal aan denkt als je het woord metaal hoort. Veel van de grootste hits van de metaalwereld - waaronder goud, zilver, ijzer en platina - wonen hier.
Metalen na de overgang: Vooruitlopend op de sprong naar de niet-metalen wereld, worden gedeelde kenmerken niet netjes verdeeld langs verticale groepslijnen. De metalen na de overgang zijn aluminium (Al), gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl), tin (Sn), lood (Pb) en bismut (Bi), en ze omvatten groep 13 tot groep 17. Deze elementen hebben enkele van de klassieke kenmerken van de overgangsmetalen, maar zijn doorgaans zachter en hebben een slechtere geleiding dan andere overgangsmetalen. Veel periodieke tabellen hebben een vetgedrukte "trap" -lijn onder het diagonale verbindingsboor met astatine. De metalen na de overgang bevinden zich linksonder op deze lijn.
Metalloïden: De metalloïden zijn boor (B), silicium (Si), germanium (Ge), arseen (As), antimoon (Sb), telluur (Te) en polonium (Po). Ze vormen de trap die de geleidelijke overgang van metalen naar niet-metalen vertegenwoordigt. Deze elementen gedragen zich soms als halfgeleiders (B, Si, Ge) in plaats van als geleiders. Metalloïden worden ook wel "halfmetalen" of "arme metalen" genoemd.
Niet-metalen: Al het andere rechtsboven op de trap - plus waterstof (H), ver terug in groep 1 - is een niet-metaal. Deze omvatten koolstof (C), stikstof (N), fosfor (P), zuurstof (O), zwavel (S) en selenium (Se).
Halogenen: De vier bovenste elementen van Groep 17, van fluor (F) tot astatine (At), vertegenwoordigen een van de twee subsets van de niet-metalen. De halogenen zijn vrij chemisch reactief en hebben de neiging om te combineren met alkalimetalen om verschillende soorten zout te produceren. Het tafelzout in uw keuken is bijvoorbeeld een huwelijk tussen het alkalimetaalnatrium en het halogeenchloor.
Edele gassen: Kleurloos, geurloos en bijna helemaal niet reactief, de inerte of edelgassen ronden de tafel in Groep 18 af. Veel chemici verwachten dat oganesson, een van de vier nieuw benoemde elementen, deze kenmerken deelt; Maar omdat dit element een halfwaardetijd heeft in milliseconden, heeft niemand het direct kunnen testen. Oganesson voltooit de zevende periode van het periodiek systeem, dus als iemand erin slaagt element 119 te synthetiseren (en de race om dit te doen is al aan de gang), zal het ronddraaien om rij acht in de alkalimetaalkolom te starten.
Vanwege de cyclische aard die wordt gecreëerd door de periodiciteit die de tafel zijn naam geeft, geven sommige chemici er de voorkeur aan om de tafel van Mendelejev als een cirkel te visualiseren.
Extra middelen:
