Periodiek systeem

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Dmitri Mendelejev

Het periodiek systeem der elementen is een tabel met daarin een systematische weergave van alle scheikundige elementen. Op deze manier kunnen de chemische en fysische eigenschappen van de elementen in kaart worden gebracht en zelfs voorspeld worden. Deze tabel, ook de tabel van Mendelejev genoemd, kent een lange geschiedenis. Alle bekende elementen staan op volgorde van atoomnummer zodanig ingedeeld dat de elementen uit dezelfde periode naast elkaar staan en elementen uit dezelfde groep boven elkaar. Tevens staan de elementen die tot hetzelfde blok en dezelfde reeks behoren bij elkaar in de buurt.

Periodiek systeem der elementen[bewerken]

1
Ia
18
0
1 1
H
2
IIa
13
IIIa
14
IVa
15
Va
16
VIa
17
VIIa
2
He
2 3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
3
IIIb
4
IVb
5
Vb
6
VIb
7
VIIb
8
VIIIb
9
VIIIb
10
VIIIb
11
Ib
12
IIb
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)
Ds
(111)
Rg
(112)
Cn
(113)
Uut
(114)
Fl
(115)
Uup
(116)
Lv
(117)
Uus
(118)
Uuo
*Lanthaniden 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
**Actiniden 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
Chemische reeksen van het Periodiek Systeem der Elementen
Alkalimetalen Aardalkalimetalen Overgangsmetalen Hoofdgroepmetalen Metalloïden
Niet-metalen Halogenen Edelgassen Lanthaniden Actiniden

(..) = dit element komt van nature niet (meer) op aarde voor.[bron?] De elementen met atoomnummers vanaf 112 zijn, op flerovium en livermorium na, (nog) niet geratificeerd door het IUPAC. In plaats daarvan wordt een systematische elementnaam gebruikt.

Elementen die niet in de natuur voorkomen[bewerken]

Er zijn elementen die niet in de natuur voorkomen. Dit zijn technetium (43Tc) en promethium (61Pm) en alle elementen met een atoomnummer hoger dan uranium (92U), de zogenaamde transurane elementen. Deze elementen kunnen alleen door middel van kernreacties synthetisch vervaardigd worden.

De elementen die in de tabel in het wit zijn weergegeven en waarvan de namen beginnen met 'unun-' zijn elementen waarvoor nog geen naam is vastgesteld door de IUPAC. Voor sommige van deze elementen is al een synthesemethode bedacht en/of bevestigd, voor anderen nog niet. Omdat de IUPAC nog geen naam aan deze elementen heeft gegeven, krijgen deze elementen een voorlopige naam. Een naam als ununtrium (113Uut) betekent niets anders dan dat dit element het atoomnummer 113 heeft: un-un-tri is afgeleid van het Latijn voor één-één-drie.

Verdeling van de elektronen[bewerken]

Er zijn 7 elektronenschillen en deze worden aangeduid met de letters K, L, M, N, O, P, Q . Elke schil is onderverdeeld in verschillende subschillen, die naargelang van de toename van het aantal elektronen in deze volgorde worden gevuld. De subschillen worden aangegeven door een letter uit de reeks s(harp), p(rincipal), d(iffuse), f(undamental), g, h, i, j, k, ... (de termen komen van de atoomspectra). De indeling in elektronenschillen is van groot belang voor de chemische eigenschappen van een element.

Dit geheel wordt meestal verduidelijkt met een tabel:

Subschillen: s p d f g
Elektronen 2 (2*1) 6 (2*3) 10 (2*5) 14 (2*7) 18 (2*9)
Schillen
K 1s
L 2s 2p
M 3s 3p 3d
N 4s 4p 4d 4f
O 5s 5p 5d 5f 5g
P 6s 6p 6d 6f 6g
Q 7s 7p 7d 7f 7g

Einde van het periodiek systeem[bewerken]

Elementen met een atoomnummer hoger dan 82 (lood) vervallen door radioactieve processen tot elementen met lagere atoomnummers. bismut (Bi), uraan (U) en thorium (Th) hebben echter bijzonder langlevende isotopen en komen daardoor nog op aarde voor. Ook elementen die tijdens het radioactieve verval als tussenstappen optreden komen in kleine hoeveelheden op aarde voor. Elementen met hogere atoomnummers dan 92 (uraan) worden in de natuur niet aangetroffen. Misschien hebben ze ooit wel bestaan, maar aangezien hun halfwaardetijden allemaal veel korter zijn dan de leeftijd van de aarde zijn ze allang vervallen. Ze kunnen synthetisch vervaardigd worden, maar als het elementnummer boven 98 komt, californium (Cf), dan wordt dat steeds moeilijker, de elementen worden steeds minder stabiel. Of de 5g-subschil (met 18 banen) ooit helemaal gevuld zal kunnen worden met elektronen is daardoor nog een open vraag.

Op theoretische gronden vermoedt men dat nog zwaardere atoomkernen stabiel kunnen zijn. Het is echter praktisch onmogelijk ze te maken.

Structuur in het periodiek systeem[bewerken]

Wat betreft de structuur van het periodiek systeem: men onderscheidt groepen (verticaal) en perioden (horizontaal). Doordat de buitenste elektronen de chemische eigenschappen bepalen, hebben elementen in eenzelfde groep overeenkomende chemische eigenschappen, hoewel ze een heel andere massa kunnen hebben. Aangrenzende elementen binnen een periode hebben een vergelijkbare massa, maar verschillende eigenschappen.

Periode[bewerken]

Een periode is een horizontale rij in het periodiek systeem. Hoewel groepen de meest voorkomende manier van classificeren van elementen zijn, zijn er plaatsen in de tabel waar de horizontale trends belangrijker zijn dan verticale groep trends, zoals het f-blok, waar de lanthaniden en actiniden de twee belangrijke horizontale reeksen van elementen vormen.

Elementen in dezelfde periode laten trends zien in atoomstraal, ionisatiepotentiaal, elektronenaffiniteit en elektronegativiteit. Verplaatsen van links naar rechts over een periode betekent gewoonlijk dat de atoomstraal afneemt. Dit komt doordat elke opeenvolgende element een extra proton en elektron bevat, waardoor de elektronen meer door de kern worden aangetrokken en de atoomstraal daalt.

Een voorbeeld van een periode: vlak bij het element stikstof in de tweede periode van het schema liggen koolstof en zuurstof. Hoewel ze in massa overeenkomen - ze verschillen slechts enkele atomaire eenheden (A.E.) - verschillen hun eigenschappen aanzienlijk. Zo is bijvoorbeeld zuurstof met twee atomen in een molecuul een gas dat brandbaarheid bevordert; stikstof met zijn eveneens twee atomen is een gas dat brandbaarheid juist niet bevordert en koolstof is een vaste stof die zelf verbrand kan worden.

Groep[bewerken]

Een groep is een verticale kolom in het periodiek systeem. Groepen worden beschouwd als de belangrijkste methode voor het classificeren van de elementen. In de meeste groepen bezitten de elementen gelijkwaardige eigenschappen en is er tevens een duidelijke trend in de eigenschappen (zowel fysische als chemische) van die elementen merkbaar. Zo reageren de alkalimetalen (van lithium tot cesium) alle zeer vlot met water. Echter: de exothermiciteit van die reactie loopt op van lithium tot cesium. De groepen zijn numeriek genummerd van 1 tot en met 18 van de meest linkse kolom (de alkalimetalen) tot de meest rechtse kolom (de edelgassen).

Een voorbeeld van een groep is uit de op één-na-laatste groep in het schema: de halogenen zijn fluor, chloor, broom, jodium en astaat. Hoewel ze binnen hun groep een enorm verschil in massa vertonen, bezitten zij sterk overeenkomende eigenschappen: ze zijn alle zeer sterke oxidatoren (dat wil onder andere zeggen dat ze zich graag verbinden met metalen, waarbij metallide zouten gevormd worden). Van boven naar beneden in de kolom veranderen de fysische eigenschappen geleidelijk: fluor en chloor zijn gassen, terwijl broom een vloeistof met een laag kookpunt is. Jodium is een vaste stof. Alle vier zijn gekleurd maar de kleur wordt intenser naar beneden toe in de kolom. Astaat, het vijfde element in de groep, heeft alleen maar zeer kortlevende radioactieve isotopen en komt op aarde nauwelijks voor (de totale hoeveelheid op aarde is minder dan 30 gram); de eigenschappen ervan zijn slecht tot niet bekend.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

Wikibooks Wikibooks heeft een studieboek over dit onderwerp: Periodiek systeem.