Beszéljünk egy kicsit
a periódusos rendszer csoportjairól.
Csoportokon nagyon egyszerűen
a periódusos rendszer oszlopait értjük.
Hagyományosan számozással jelöljük őket.
Ez az 1. oszlop, azaz az 1. csoport,
2. oszlop, 3. csoport, 4., 5., 6.,
7., 8., 9. csoport, 10., 11., 12.,
13., 14., 15., 16., 17., és 18.
Tudom, most sokan arra gondolnak,
mi van az f mező elemeivel?
Ha periódusos rendszert szabályosan ábrázolnánk,
ezeket mind odébb kellene tolni,
jobb kéz felé az egész d és p mezőt,
hogy helyet csináljunk az f mező elemeinek,
de a hagyomány szerint nem számozzuk őket.
Az viszont érdekes, hogy miért nevezzük
ezeket az oszlopokat csoportoknak?
Nos, ez a periódusos rendszer érdekessége,
az, hogy egy oszlopon belül minden elem –
– persze azért sok kivétel van –
– de az egy oszlopba tartozó elemek többnyire
nagyon, nagyon hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek.
Ennek az az oka, hogy az azonos oszlopba tartozó elemeknek,
amelyek azonos csoportba tartoznak,
többnyire ugyanannyi elektronja van
a legkülső héján.
Többnyire azonos a vegyértékelektronjaik száma.
A vegyértékelektronok és a legkülső héj elektronjai
gyakran egybeeső fogalmak,
bár van egy kicsinyke különbség.
A vegyértékelektronok azok az elektronok,
amelyek részt vesznek a kémiai reakciókban,
ezek pedig általában a legkülső héj elektronjai.
Ez alól persze vannak kivételek,
valójában számos érdekes kivétel létezik,
az átmenetifémek között, a d mezőben,
de ezekbe a részletekbe nem megyünk bele.
Foglalkozzunk azokkal a csoportokkal,
amelyekről itt szó esik majd,
és azzal, hogy miért viselkednek nagyon hasonló módon a kémiai reakciókban.
Lássuk az első csoportot.
Az első csoport elemei és a hidrogén
kissé különbözőek,
mert a hidrogén nem törekszik
8 vegyértékelektront szerezni,
A hidrogén csak azt szeretné,
ha két vegyértékelektronja lenne az első héján, mint a héliumnak.
Így a hidrogén egyfajta...
...szóval nem sok közös tulajdonsága van
az első csoport többi elemeivel,
mint ahogyan azt például
a második csoport elemeinél látjuk.
Az első csoport elemeit, a hidrogén kivételével,
alkálifémeknek nevezzük.
A hidrogén viszont nem alkálifém.
Ezek tehát az alkálifémek.
c
Miért olyan hasonlóak a kémiai reakcióik?
MIért hasonlítanak annyira a tulajdonságaik?
Nos, ennek a megértéséhez
elég felidézni az elektronkonfigurációjukat.
A lítiumatom elektronkonfigurációja például
éppen úgy kezd el felépülni
mint a héliumatom elektronkonfigurációja,
aztán elkezd kiépülni a második héj, 2s1.
Ezen egy vegyértékelektron van.
Egy elektronja van a legkülső héján,
És a nátrium?
A nátriumatomnak éppen úgy kezd
kiépülni az elektronszerkezete, mint a neonnak,
aztán a harmadik héjjal folytatódik: 3s1.
Ennek is egy vegyértékelektronja van,
egy elektron a legkülső héján.
Tehát minden narancssárgával jelölt elemnek
egyetlen vegyértékelektronja van.
Mindannyian törekednek eljutni az oktett szerkezetbe,
az atomok stabil nirvánájaba.
Sejthető, hogy nagyon reakcióképesek,
és reakcióik során igyekeznek megszabadulni
a legkülső héjon lévő elektrontól, amint a valóságban is látjuk.
c
Az alkálifémek nagyon reakcióképesek,
és a valóban nagyon hasonlítanak a tulajdonságaik.
Csillogóak, puhák és
a nagy reakciókészségük miatt
nemigen fordulnak elő elemi állapotban,
más elemektől elkülönülve.
Lássuk a többi csoportot.
Eggyel jobbra lépve
a következő csoportot
az alkáliföldfémeknek nevezzük.
c
Ezeknek is nagyon hasonlók a tulajdonságaik,
mivel két vegyértékelektronjuk van
a legkülső héjukon.
Rájuk is érvényes – bár nem annyira reakcióképesek,
mint az alkálifémek –
csak előbb hadd írjam ide: alkáliföldfémek,
tehát ezeknek is könnyebb leadni két elektront,
mint felvenni hatot, hogy meglegyen a nyolc.
Így ezek is eléggé reakcióképesek,
és reakcióik során elveszítik a két külső elektronjukat.
Most valami különös következik, amit átlépünk a d mezőbe.
Erről már volt szó, amikor
az elektronkonfigurációkat tárgyaltuk.
Ha megvizsgáljuk