Periodiske system

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Det periodiske system er et system, der ordner grundstofferne efter antallet af protoner i kernen og antallet af elektroner i de ydre orbitaler: Disse to egenskaber spiller en afgørende rolle for de enkelte stoffers kemiske egenskaber, og tilsvarende er der en sammenhæng mellem stoffernes kemi og deres placering i det periodiske system.

Gruppe førhen:	1 I A	2 II A	3 III B	4 IV B	5 V B	6 VI B	7 VII B	8 VIII B	9 VIII B	10 VIII B	11 I B	12 II B	13 III A	14 IV A	15 V A	16 VI A	17 VII A	18 VIII A
Periode																			Skal
1	1 H																	2 He	K
2	3 Li	4 Be											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne	L
3	11 Na	12 Mg											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar	M
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	N
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	O
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	P
7	87 Fr	88 Ra	**	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Uub	113 Uut	114 Uuq	115 Uup	116 Uuh	117 Uus	118 Uuo	Q
			↓
* Lanthanider			57 La	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
Actinider**			89 Ac	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

Signaturforklaringer

Forekomst:	Naturligt grundstof	Kunstigt grundstof	Uopdaget grundstof	Radioaktivt grundstof

Kemisk serie:	Alkalimetaller	Jordalkalimetal	Lanthanider	Actinider
	Overgangsmetaller	Andre metaller	Halvmetaller	Ikke-metaller
	Halogener	Ædelgasser

Fase: (under standard tryk og temperatur)	Gas	Flydende	Fast	Ukendt

[redigér] Struktur

Det periodiske system er delt op i hoved- og undergrupper ("kolonnerne" i skemaet), perioder (skemaets vandrette "rækker"), samt i blokke.

[redigér] Grupper

Med undtagelse af lanthaniderne og actiniderne inddeles det periodiske system i 8 hovedgrupper og 10 undergrupper: Den gruppe et grundstof står i, afspejler hvor mange elektroner atomer af dette stof har i de yderste orbitaler, og da disse elektroner er bestemmende for om og hvordan stoffet indgår i kemiske forbindelser, går mange kemiske "karaktertræk" igen ned gennem den enkelte gruppe.

Hovedgrupperne er traditionelt blevet nummereret med romertal fra Ia til VIIIa, og undergrupperne fra Ib til VIIIb; dog omfatter undergruppe VIIIb tre kolonner; platinmetallerne, og 1b starter ved gruppen med kobber, sølv og guld. Man er dog gradvist begyndt at ændre den lidt "rodede" nummerering til fortløbende numre fra 1 til 18.

[redigér] Perioder

De vandrette rækker omtales som perioder, og afspejler antallet af elektronskaller i de enkelte atomer: Går man fra venstre mod højre indenfor den samme periode i skemaet, ser man hvordan en bestemt elektronskal gradvist "fyldes" med elektroner, sådan at det samlede antal elektroner afspejler grundstoffets atomnummer, og dermed antallet af protoner i kernen.

Da der er "plads" til forskellige antal elektroner i hver skal, varierer antallet af grundstoffer indenfor de enkelte perioder: For eksempel kan der kun være to elektroner i inderste skal, hvilket afspejlse af to grundstoffer i første periode, eller række; brint og helium.

[redigér] Blokke

De kendte grundstoffer i det periodiske system inddeles også i fire blokke: Fællestrækket for grundstoffer indenfor samme blok er, at den elektron der besidder den største mængde energi i hvert stofs atomer, hører til samme type orbital. Blokkene har navn efter orbitalerne, og hedder således s-blok, p-blok, d-blok og f-blok. Hvis eller når man kan skabe atomer der hører til en 8. og 9. periode, vil disse tilhøre en femte blok; g-blok, men sådanne grundstoffer har man endnu ikke truffet.

[redigér] Actinider og lanthanider

De to rækker der står "for sig selv", typisk neden under "resten" af et periodisk system, er de to kemiske serier lanthanider og actinider: Disse stoffer har meget ensartede kemiske egenskaber, hvilket forvirrede kemikerne; i en årrække så det ud som om at alle disse stoffer "kæmpede" om de samme to gruppe 3-pladser i sjette og syvende periode. Hos disse stoffer "mangler" der elektroner i nogle af "lagene" under den yderste elektronskal, som ellers er afgørende for stoffets kemi.

Da man fandt ud af dette havde man længe placeret disse stoffer i en blok "for sig selv" med henvisning til de to omtalte pladser i "hoveddelen" af skemaet. Og da pladshensyn ikke altid tillader at man placerer actiniderne og lanthaniderne på deres rette plads (blandt andet i nærværende artikel), vises det periodiske system stadig oftest med disse to stofgrupper for sig selv.

[redigér] Historie

De tidligste forsøg på at ordne og gruppere grundstofferne blev gjort uden nogen viden om atomernes struktur og opbygning. Den tyske kemiker Johann Wolfgang Döbereiner forsøgte at finde en sammenhæng mellem forskellige grundstoffers atomvægt og deres kemiske egenskaber, og i 1820'erne fandt han flere grupper af tre lignende grundstoffer, hvor et af stofferne kemisk var en mellemting mellem de to andre og havde en atomvægt, som lå midt imellem de to andres. Han kaldte disse grupper for triader.

Gennem flere årtier betragtedes Döbereiners opdagelse som en uvæsentlig kuriositet, hvad videnskabshistorikeren Stephen Toulmin kalder for et "nøgent faktum", men da nye og mere rigtige oplysninger kom frem i 1860'erne blev flere forskellige forskere interesserede i nye sammenhænge mellem atomvægt og kemiske egenskaber. I 1866 opstillede den britiske kemiker John Alexander Reina Newlands en tabel med 62 ud af de dengang 63 kendte grundstoffer ordnet efter stigende atomvægt. Tabellen viste, at stoffer med lignende egenskaber gik igen med en periode på 7 eller 14 stoffer, omtrent som oktaver i musikken.

Endelig, i 1869, sammenstillede russeren Dmitrij Mendelejev og tyskeren Lothar Meyer uafhængigt af hinanden tabeller med horisontale (vandrette) perioder og vertikale (lodrette) grupper på samme måde som vi nu er vant til at vise systemet. Meyer publicerede dog først sine resultater i 1870. Mendelejevs tabel havde huller til yderligere 31 grundstoffer, som ingen af de dengang kendte stoffer passede ind i. Hans idéer fik derfor stor opmærksomhed, da det i 1875 opdagede stof gallium passede ind i et af disse huller. Da også stoffet strontium, som opdagedes i 1879, og germanium, opdaget i 1886, passede i mønsteret blev systemet bredt accepteret blandt andre videnskabsmænd.