Анализ периодической таблицы на основе свойств химических элементов

Таблица Менделеева - это отображение химических элементов в табличной форме. Порядок расположения химических элементов определяется несколькими факторами, такими как атомный номер, электронная конфигурация и химические свойства.

Таблица Менделеева содержит все химические элементы, признанные на международном уровне, и разделена на 4 блока, включая блоки -s, -p, -d и -f. Каждая строка в таблице называется точкой, а столбец - группой. Как правило, в одном периоде (строке) левая сторона является металлической, а правая - неметаллической.

В стандартной периодической таблице элементы расположены в соответствии с их возрастающим атомным номером (числом протонов в атомном ядре). Новая линия (период) начинается, когда в новой электронной оболочке появляется первый электрон. Столбец (группа) определяется исходя из электронной конфигурации; элементы, которые имеют одинаковое количество электронов в определенной подоболочке, находятся в одном столбце. Например, кислород и селен находятся в одном столбце, потому что у них обоих по четыре электрона во внешней p-подоболочке.

(Также прочтите: Периодическая таблица химических элементов, полная с подписями и изображениями)

Элементы со схожими химическими свойствами обычно группируются в одни и те же группы в периодической таблице, хотя в f-блоке, а некоторые из них находятся в d-блоке, элементы в один и тот же период, как правило, имеют схожие химические свойства. Следовательно, относительно легко оценить химические свойства элемента, если вы знаете свойства окружающих его элементов.

По состоянию на 2016 год в периодической таблице было подтверждено не менее 118 элементов. К ним относятся элементы с 1 (водород) до 118 (оганессон) с недавними добавлениями, такими как нихоний, московий, теннессин и оганессон, подтвержденные Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC).

Среди всех элементов 94 естественно существуют; Остальные 24, от америция до копернициума, флеровия и ливермория, присутствуют только при синтезе в лаборатории. Из 94 природных элементов 84 являются первобытными (древними). Остальные 10 появляются при распаде первоэлементов.

Нет элемента тяжелее эйнштейния (элемент 99) в больших количествах и в чистом виде. Даже астатин (элемент 85); франций (элемент 87) обнаруживается только в виде микроскопического излучения света (300 000 атомов).

Группы химических элементов

Некоторые категории могут широко применяться к элементам, в том числе с учетом их общих физических и химических свойств, состояния вещества в различных условиях, их точек плавления и кипения, их плотности, их кристаллической структуры как твердого тела и их происхождения.

Общие характеристики

В зависимости от их физических и химических свойств существующие элементы делятся на три категории: металлы, металлоиды и неметаллы.

Металлы обычно представляют собой блестящие твердые вещества с высокой проводимостью, могут образовывать сплавы с другими металлами и образовывать ионные соединения, подобные солям с неметаллами (кроме благородных газов). Большинство неметаллов представляют собой бесцветные или бесцветные газы; неметаллы, которые образуют соединения с другими неметаллами, связаны ковалентной связью. Между металлами и неметаллами есть металлоиды, которые обладают свойствами между металлами и неметаллами или их смесью.

(Также читайте: легкий способ запомнить Периодическую таблицу, номер 2 - самый крутой)

Более подробная классификация часто обозначается представлением цветов в периодической таблице. Эта система ограничивает термины «металл» и «неметалл» только определенным количеством металлов и неметаллов из большого количества металлов и неметаллов.

Металлы и неметаллы могут быть далее классифицированы по подкатегориям, показывающим градацию свойств от металла до неметалла для элементов в один и тот же период.

Металлы делятся на химически активные щелочные металлы, менее реактивные щелочноземельные металлы, лантаноиды и актиниды, переходные металлы и постпереходные металлы с самыми слабыми физическими и химическими свойствами.

Неметаллы делятся на многоатомные неметаллы, неметаллы, которые больше похожи на металлоиды; двухатомные неметаллы, незаменимые неметаллы; и одноатомные благородные газы, которые не являются металлами и почти полностью инертны.

Металл

  • 78% всех известных элементов - металлы
  • Расположен в левой части таблицы Менделеева.
  • Обычно твердый при комнатной температуре
  • Обычно имеют высокие температуры плавления и кипения.
  • Хороший проводник тепла и электричества
  • Можно забивать и растягивать

Неметалл

  • Расположен в верхней правой части Периодической таблицы.
  • Всего 22 неметалла.
  • Обычно твердое вещество или газ при комнатной температуре
  • Низкие температуры плавления и кипения
  • Плохой проводник тепла и электричества

Металлоид

  • Обладает металлическими и неметаллическими свойствами

    Примеры: кремний, германий, мышьяк и сурьма.

Состояние материи

Еще одна основная вещь, которая обычно используется для различения химических элементов, - это состояние вещества (фазы), а именно твердое, жидкое или газовое, при стандартной температуре и давлении (STP).

Большинство элементов твердые при обычных температурах и атмосферном давлении, а некоторые - газы. Только бром и ртуть являются жидкими при 0 ° C (32 ° F) и нормальном атмосферном давлении; Цезий и галлий являются твердыми при этой температуре, но они плавятся при температурах соответственно 28,4 ° C (83,1 ° F) и 29,8 ° C (85,6 ° F).

Точки плавления и кипения

Точки плавления и кипения, обычно выражаемые в градусах Цельсия при давлении в одну атмосферу, обычно используются для определения характера различных элементов. Эти характеристики для большинства элементов известны, однако для некоторых радиоактивных элементов, имеющихся в очень малых количествах, ничего не известно. Гелий остается в жидком состоянии даже при абсолютном нуле при атмосферном давлении, так что он имеет только точку кипения, а не точку плавления в обычном представлении.

Плотность

Плотность при определенной стандартной температуре и давлении (STP) часто используется для определения характера элементов. Плотность часто выражается в граммах на кубический сантиметр (г / см3).

Некоторые газы, которые при измеренной температуре являются газообразными, их плотность обычно выражается за их газообразное состояние; в сжиженном или затвердевшем состоянии газообразные элементы имеют такую ​​же плотность, как и другие элементы.

Когда элемент имеет аллотропы разной плотности, один из представительных аллотропов обычно выбирается в заключительной презентации, в то время как плотность для каждого аллотропа может быть указана в разделе деталей. Например, три хорошо известных аллотропа углерода (аморфный углерод, графит и алмаз) имеют плотность 1,8–2,1 каждый; 2,267; и 3,515 г / см3.

Кристальная структура

Элементы, изученные к настоящему времени как твердые образцы, имеют восемь типов кристаллических структур: кубическую, объемно-центрированную кубическую, гранецентрированную кубическую, гексагональную, моноклинную, орторомбическую, ромбоэдрическую и тетрагональную.

Для некоторых синтетических трансурановых элементов доступно очень мало образцов для определения кристаллической структуры.

Его истоки на земле

Исходя из их происхождения, известно, что первые 94 элемента встречаются в природе, а остальные 24 получаются искусственно в виде синтетических продуктов в результате искусственных ядерных реакций.

Из 94 элементов, встречающихся в природе, 83 считаются первичными и являются либо стабильными, либо слабо радиоактивными. Остаток, 11, называется эфемерным элементом, потому что его период полураспада слишком короткий, чтобы быть в начале Солнечной системы.

Из 11 переходных элементов 5 элементов, таких как полоний, радон, радий, актиний и протактиний, являются продуктами распада тория и урана. 6 других смертных элементов, а именно технеций, прометий, астат, франций, нептуний и плутоний, образуются в процессе редкой ядерной реакции с участием урана или тяжелых элементов.