מדריך לימוד טבלה תקופתית

אנשים ידעו על יסודות כמו פחמן וזהב מאז ימי קדם. לא ניתן היה לשנות את היסודות בשיטה כימית כלשהי. לכל אלמנט מספר פרוטונים ייחודי. אם אתה בוחן דוגמאות של ברזל וכסף, אתה לא יכול לדעת איך פרוטונים רבים לאטומים. עם זאת, אתה יכול להבחין באלמנטים זה מזה מכיוון שיש להם נכסים שונים. אולי תבחין שיש יותר קווי דמיון בין ברזל לכסף מאשר בין ברזל לחמצן. האם יכולה להיות דרך לארגן את האלמנטים כך שתוכלו לראות במבט חטוף אילו מהם יש תכונות דומות?

דמיטרי מנדלב היה המדען הראשון שיצר א טבלה מחזורית של האלמנטים הדומים לאלו שאנו משתמשים כיום. אתה יכול לראות את השולחן המקורי של מנדלייב (1869). טבלה זו הראתה כי כאשר הוזמנו האלמנטים בהגדלה משקל אטומי, הופיעה תבנית שבה חזרו תכונות האלמנטים מעת לעת. טבלה תקופתית זו היא תרשים המקבץ את האלמנטים לפי תכונותיהם הדומות.

מדוע לדעתך מנדלב עשה טבלה תקופתית? אלמנטים רבים נותרו להתגלות בתקופתו של מנדלייב. הטבלה המחזורית עזרה לחיזוי המאפיינים של אלמנטים חדשים.

השווה את הטבלה המחזורית המודרנית עם הטבלה של מנדלייב. במה אתה מבחין? לשולחן של מנדלב לא היו הרבה אלמנטים, נכון? היו לו סימני שאלה ומרווחים בין אלמנטים, שם ניבא כי אלמנטים לא חשופים יתאימו.

זכור לשנות את מספר ה- פרוטונים משנה את המספר האטומי, שהוא המספר של היסוד. כשאתה מסתכל על הטבלה המחזורית המודרנית, האם אתה רואה דילוגים כלשהם מספרים אטומיים זה יהיה אלמנטים שלא נחשפו? חדש אלמנטים כיום לא מתגלים. הם נוצרו. אתה עדיין יכול להשתמש בטבלה המחזורית כדי לחזות את המאפיינים של אלמנטים חדשים אלה.

הטבלה המחזורית עוזרת לחזות כמה מאפיינים של האלמנטים בהשוואה זה לזה. גודל האטום פוחת ככל שמתקדמים משמאל לימין מעבר לשולחן ומתגבר ככל שמתקדמים בעמודה. האנרגיה הנדרשת להוצאת אלקטרון מאטום גדלה כשנעים משמאל לימין ויורדת ככל שמתקדמים במורד עמוד. היכולת להיווצר קשר כימי גדל ככל שמתקדמים משמאל לימין ומצטמצם ככל שמתקדמים בעמודה.

ההבדל החשוב ביותר בין השולחן של מנדלב לבין הטבלה של היום האם הטבלה המודרנית מסודרת על ידי הגדלת המספר האטומי, לא על ידי העלאת המשקל האטומי. מדוע שונה השולחן? בשנת 1914, הנרי מוסלי למד שאתה יכול לקבוע באופן ניסיוני את המספר האטומי של היסודות. לפני כן, המספרים האטומיים היו בסדר גודל של יסודות המבוססים על הגדלה משקל אטומי. לאחר שיש למספרים אטומיים משמעות, הטבלה המחזורית אורגנה מחדש.

מבוא | תקופות וקבוצות | מידע נוסף על קבוצות | סקירת שאלות | חידון

אלמנטים בטבלה המחזורית מסודרים בתקופות (שורות) ו- קבוצות (עמודות). המספר האטומי גדל ככל שאתה נע בין שורה או תקופה.

תקופות

שורות של אלמנטים נקראות תקופות. מספר התקופה של אלמנט מסמל את רמת האנרגיה הגבוהה ביותר שלא הורגשה עבור אלקטרון באותו אלמנט. מספר האלמנטים בתקופה גדל ככל שמתקדמים בטבלה המחזורית מכיוון שיש יותר תת-רמות לכל רמה כמו רמת האנרגיה של האטום עולה.

קבוצות

עמודות של אלמנטים עוזרות להגדיר קבוצות אלמנטים. אלמנטים בתוך חלק קבוצתי מספר תכונות נפוצות. קבוצות הן אלמנטים בעלי אותו סידור אלקטרונים חיצוני. האלקטרונים החיצוניים נקראים אלקטרונים של valence. מכיוון שיש להם אותו מספר של אלקטרונים ערכיים, אלמנטים בקבוצה תכונות כימיות דומות. המספרים הרומאים המופיעים מעל כל קבוצה הם המספר הרגיל של אלקטרונים ערכיים. לדוגמה, קבוצה אלמנט VA יהיו 5 אלקטרונים בערב.

יש שתי קבוצות של קבוצות. האלמנטים בקבוצה A נקראים האלמנטים הייצוגיים. האלמנטים בקבוצה B הם האלמנטים הלא מייצגים.

כל אחד ריבוע על הטבלה המחזורית נותן מידע על אלמנט. בטבלאות תקופתיות רבות המודפסות תוכלו למצוא את האלמנטים של אלמנט סמל, מספר אטומי, ו משקל אטומי.

מבוא | תקופות וקבוצות | מידע נוסף על קבוצות | סקירת שאלות | חידון

אלמנטים מסווגים לפי תכונותיהם. הקטגוריות העיקריות של האלמנטים הם המתכות, הלא מתכות והמתכות.

מתכות

אתה רואה מתכות כל יום. נייר אלומיניום הוא מתכת. זהב וכסף הם מתכות. אם מישהו שואל אותך אם אלמנט הוא מתכת, מתכת או לא מתכת ואינך יודע את התשובה, נחשו שמדובר במתכת.

מהם המאפיינים של מתכות?

מתכות חולקות כמה תכונות נפוצות. הם זוהרים (מבריקים), ניתנים לניתוח (ניתנים לפטיש), והם מנצחים טובים של חום וחשמל. תכונות אלה נובעות מהיכולת להזיז בקלות את האלקטרונים בקליפות החיצוניות של אטומי המתכת.

מהן המתכות?

רוב היסודות הם מתכות. יש כל כך הרבה מתכות, והן מחולקות לקבוצות: מתכות אלקליות, מתכות אדמה אלקליות ומתכות מעבר. ניתן לחלק את מתכות המעבר לקבוצות קטנות יותר, כמו לנטנידים ואקטינידים.

קבוצה 1: מתכות אלקאלי

המתכות האלקליות נמצאות בקבוצה IA (העמודה הראשונה) בטבלה המחזורית. נתרן ואשלגן הם דוגמאות לאלמנטים אלה. מתכות אלקאליות יוצרים מלחים תרכובות רבות אחרות. יסודות אלה פחות צפופים ממתכות אחרות, ויוצרים יוני עם מטען +1, והם בעלי גדלי האטום הגדולים ביותר של יסודות בתקופות שלהם. המתכות האלקליות מגיבות מאוד.

קבוצה 2: מתכות אלקליות

האדמות האלקליות נמצאים בקבוצה IIA (טור שני) בטבלה המחזורית. סידן ומגנזיום הם דוגמאות לאדמות אלקליות. מתכות אלה מהוות תרכובות רבות. יש להם יונים עם מטען +2. האטומים שלהם קטנים יותר ממתכות האלקליות.

קבוצות 3-12: מתכות מעבר

אלמנטים המעבר נמצאים בקבוצות IB עד VIIIB. ברזל וזהב הם דוגמאות למתכות מעבר. אלמנטים אלה קשים מאוד, עם נקודות התכה גבוהות ונקודות רתיחה. מתכות המעבר הן מוליכים חשמליים טובים והם מאוד ניתנים לנשירה. הם יוצרים יוני טעון חיובי.

מתכות המעבר כוללות את מרבית היסודות, כך שניתן לסווג אותם לקבוצות קטנות יותר. הלנטנידים והאקטינידים הם סוגים של יסודות מעבר. דרך אחרת מתכות מעבר קבוצתיות הוא לשלשות, שהן מתכות בעלות תכונות דומות מאוד, שנמצאות בדרך כלל יחד.

שלשות מתכת

שלישיית הברזל מורכבת מברזל, קובלט וניקל. ממש מתחת לברזל, קובלט וניקל נמצא שלישיית הפלדיום של רותניום, רודיום ופלדיום, ואילו מתחתיהם נמצא שלישיית הפלטינה של אוסמיום, אירידיום ופלטינה.

לנטנידים

כשאתה מסתכל על הטבלה המחזורית, תראה שיש גוש של שתי שורות של אלמנטים מתחת לגוף הראשי של התרשים. בשורה העליונה מספרים אטומיים אחרי לנטנום. אלמנטים אלה נקראים הלנטנידים. הלנטנידים הם מתכות כסופות הכתמות בקלות. מדובר במתכות רכות יחסית, עם נקודות התכה ורתיחה גבוהות. הלנטנידים מגיבים לצורה תרכובות רבות ושונות. אלמנטים אלה משמשים במנורות, מגנטים, לייזרים וכדי לשפר את תכונות של מתכות אחרות.

אקטינידים

האקטינידים נמצאים בשורה שמתחת לנטנידים. המספרים האטומיים שלהם עוקבים אחר אקטיניום. כל האקטינידים הם רדיואקטיביים, עם יוני טעון חיובי. הם מתכות תגוביות היוצרים תרכובות עם רוב הלא מתכות. האקטינידים משמשים בתרופות ומכשירים גרעיניים.

קבוצות 13-15: לא כל המתכות

קבוצות 13-15 כוללות כמה מתכות, חלקן מתכות, וחלקן לא מתכות. מדוע הקבוצות הללו מעורבות? המעבר ממתכת ללא מתכתי הוא הדרגתי. למרות שאלמנטים אלה אינם דומים מספיק בכדי להכיל קבוצות בעמודות בודדות, הם חולקים כמה מאפיינים משותפים. אתה יכול לחזות כמה אלקטרונים דרושים כדי להשלים מעטפת אלקטרונים. המתכות בקבוצות אלה נקראות מתכות בסיסיות.

לא מתכות ומטלואידים

אלמנטים שאין להם תכונות של מתכות נקראים nonmetals. יש אלמנטים שיש להם חלק, אך לא את כל המאפיינים של המתכות. אלמנטים אלה נקראים מטאלואידים.

מה הם מאפיינים של לא-מתכות?

הלא-מתכתיים הם מוליכים ירודים של חום וחשמל. לא מתכות מוצקות הם שבירים וחסרים ברק מתכתי. רוב הלא-מתכות משיגות אלקטרונים בקלות. הלא-מתכות ממוקמות בצד הימני העליון של הטבלה המחזורית, מופרדות ממתכות על ידי קו שחותך באלכסון דרך הטבלה המחזורית. ניתן לחלק את הלא-מתכות לכיתות של אלמנטים בעלי תכונות דומות. ההלוגנים והגזים האצילים הם שתי קבוצות של לא מתכות.

קבוצה 17: הלוגנים

ההלוגנים נמצאים בקבוצה VIIA של הטבלה המחזורית. דוגמאות להלוגנים הן כלור ויוד. אתה מוצא את האלמנטים האלה באקונומיקה, חומרי חיטוי ומלחים. הלא-מתכות הללו יוצרים יונים עם מטען -1. ה תכונות גשמיות מבין ההלוגנים משתנים. ההלוגנים מגיבים מאוד.

קבוצה 18: גזים אצילים

הגזים האצילים ממוקמים בקבוצה VIII בטבלה המחזורית. הליום וניאון הם דוגמאות ל גזים אצילים. אלמנטים אלה משמשים לייצור שלטים מוארים, מקררים ולייזרים. הגזים האצילים אינם מגיבים. הסיבה לכך היא שיש להם נטייה מועטה להשיג או לאבד אלקטרונים.

מימן

למימן יש מטען חיובי יחיד, כמו מתכות אלקליות, אבל בטמפרטורת החדר, זה גז שלא פועל כמו מתכת. לכן, מימן מסומן בדרך כלל כבלתי מתכתי.

מה הם מאפייני המטאלואידים?

אלמנטים שיש להם כמה תכונות של מתכות וכמה תכונות של nonmetals נקראים metalloids. סיליקון וגרמניום הם דוגמאות למתכות. נקודות הרתיחה, נקודות התכהוצפיפות המטאלואידים משתנים. המטאלואידים מייצרים מוליכים למחצה טובים. המטאלואידים ממוקמים לאורך הקו האלכסוני בין המתכות ל לא מתכות בטבלה המחזורית.

זכור כי גם בקבוצות מעורבות של אלמנטים, ה- מגמות בטבלה המחזורית עדיין נכון. גודל האטוםניתן לחזות את קלות הסרת האלקטרונים ויכולת ליצור קשרים כשאתה עובר לאורך השולחן ומורד.

מבוא | תקופות וקבוצות | מידע נוסף על קבוצות | סקירת שאלות | חידון

בדוק את הבנתך בשיעור טבלה תקופתית זו על ידי בדיקה אם אתה יכול לענות על השאלות הבאות:

סקור שאלות

1. הטבלה המחזורית המודרנית אינה הדרך היחידה לקטלג את האלמנטים. מהן כמה דרכים אחרות שאתה יכול לרשום ולארגן את האלמנטים?
2. פרט את המאפיינים של המתכות, המטאלואידים והלא-מתכות. תן דוגמה לכל סוג אלמנט.
3. איפה בקבוצה שלהם הייתם מצפים למצוא אלמנטים עם האטומים הגדולים ביותר? (למעלה, מרכז, תחתון)
4. השווה והנגד את ההלוגנים והגזים האצילים.
5. באילו תכונות אתה יכול להשתמש בכדי להפריד בין מתכות אלקליות, אלקליות, ומתכות מעבר?