3.2 Periodni sistem elementov

Glede na zgradbo elektronske ovojnice lahko elemente razvrstimo v nekakšno križanko. V vsakem polju te križanke je prostor za točno določen element, ki je tam zapisan s svojim enočrkovnim ali dvočrkovnim simbolom. Takšni razvrstitvi elementov rečemo periodni sistem elementov.

Danes je znanih 118 različnih elementov, v naravi je prisotnih 92 elementov, preostale pa pripravijo znanstveniki v laboratorijih.

ALI VEŠ?
• Najredkejši element na Zemlji je astat (At). Vsi njegovi izotopi so radioaktivni.
• V Zemljini skorji je po ocenah samo 0,16 g astata, največ pa je kisika v obliki raznih spojin.

Nekateri so znani že dolgo in izvor njihovih imen sega daleč v zgodovino. Elementi so dobili imena po lastnostih (npr. jod, klor, zlato …), krajih, kjer so jih našli, po znanstvenikih (npr. nobelij, mendelevij, einsteinij), deželah odkriteljev (npr. francij, evropij, americij), po mineralih in rudah, iz katerih so jih pridobili, ali pa po mitoloških bitjih (npr. prometij, titan) in bogovih (npr. vanadij), planetih in nebesnih telesih (npr. uran, neptunij, plutonij, cerij).

ALI VEŠ?
Najbolj razširjen element v vesolju je vodik.

Elementi so zelo različni; npr. železo je kovina, žveplo praškasta snov, živo srebro pa tekočina.

Glede na zgradbo elektronske ovojnice elemente razvrstimo v periodni sistem elementov.

• V njem si elementi sledijo od leve proti desni po naraščajočem vrstnem številu, ki je zaradi preglednosti zapisano pod simbolom elementa. • Vsak naslednji element ima po en elektron več v elektronski ovojnici.
• Ko se začne polniti nova lupina, začnemo elemente pisati v novo vrstico.
• Vrsticam v periodnem sistemu rečemo periode in jih označimo z arabskimi številkami.
• Stolpcem v periodnem sistemu rečemo skupine; glavne skupine so označene z rimskimi številkami (8 skupin). Poznamo tudi nov način označevanja vseh skupin z arabskimi številkami (18 skupin).

ALI VEŠ?
Zadnji odkriti element je tenes, ki je umetno sintetiziran. Odkritelji so predlagali ime tenes po Tennesseeju v ZDA (ime je bilo uradno sprejeto novembra 2016).

Na koncu vsake periode je atom elementa, ki ima zunanjo lupino polno elektronov. Ker je lahko v do zdaj znanih atomih največ sedem lupin, je v periodnem sistemu možnih največ sedem period.

V posamezni periodi se polmer atoma zmanjšuje od leve proti desni strani. To je zato, ker se v tej smeri povečuje število protonov v jedru in elektronov v isti zunanji lupini. Jedro vedno bolj privlači elektrone, ki se nahajajo v isti lupini, zato se polmer atoma manjša. Zunanji elektroni so zato nekoliko bližje jedru, ko je lupina polnejša.

Vsi elementi iz iste skupine so v periodnem sistemu razvrščeni drug pod drugim. V isto skupino spadajo zato, ker imajo atomi enako število elektronov v zunanji lupini. Pri povezovanju z drugimi atomi se obnašajo na podoben način.

ALI VEŠ?
Število zunanjih ali valenčnih elektronov se ujema s številom skupine, v kateri se nahaja element.

V zunanji lupini elektronske ovojnice je lahko največ osem elektronov. Izjema je prva lupina, kjer sta lahko največ dva elektrona, zato lahko razvrstimo elemente v osem skupin. V osmi skupini so elementi, ki imajo polno zunanjo lupino.

Polmer atomov narašča po skupini navzdol, ker se tudi število polnih lupin po skupini navzdol povečuje. Zunanji elektroni atoma so tako v vse večji lupini. Ti elektroni so bolj oddaljeni od jedra, zato jih jedro šibkeje privlači. Ti atomi lahko oddajo elektrone, ki so v zunanji lupini.

Z zgradbo atomov je povezana njihova reaktivnost.

Reaktivnost je težnja po povezovanju z drugimi atomi. Kemijsko reaktivnost elementov določajo valenčni elektroni, ki se nahajajo na zunanji lupini. Atomi so najstabilnejši takrat, ko imajo polno zunanjo lupino.

• Atomi elementov iz osme skupine že imajo polno zunanjo lupino, zato so nereaktivni in običajno ne tvorijo spojin (samo ksenon tvori spojine).
• Atomi elementov iz sedme skupine potrebujejo samo še en elektron, da bi napolnili zunanjo lupino. Zato so zelo reaktivni.
• Tudi elementi iz prve skupine so zelo reaktivni, ker imajo v zunanji lupini svojih atomov samo en elektron. Ta je šibko vezan in zato atomi elementov ne potrebujejo veliko energije, da ga oddajo.

Elementi na skrajni levi in na skrajni desni strani periodnega sistema, razen skupine žlahtnih plinov, so tako bolj reaktivni od elementov iz sredine periodnega sistema.