A periódusos rendszer csoportjai | Periódusos rendszer| Kémia| Khan Academy

A periódusos rendszer s, p és d mezőinek elemeit 18 számozott oszlopba, azaz csoportba rendezzük. Az azonos csoportba tartozó elemek atomjainak ugyanannyi vegyértékelektronja van. Emiatt az azonos csoportba tartozó elemek tulajdonságai és reakciókészsége gyakran hasonlóak.

Tanulj kémiát a Khan Academyn: https://hu.khanacademy.org/science/chemistry

Kémia a Khan Academyn: Tudtad, hogy minden kémiai anyagokból áll? A kémia az anyagokat vizsgálja: azok összetételét, tulajdonságait és reakcióképességét. Ez nagyjából a középiskola első évének tananyagát fedi le. Az algebra alapos ismerete segítségünkre lehet.

Mi a Khan Academy? A Khan Academy gyakorló feladatokat, oktatóvideókat és személyre szabott tanulási összesítő táblát kínál, ami lehetővé teszi, hogy a tanulók a saját tempójukban tanuljanak az iskolában és az iskolán kívül is. Matematikát, természettudományokat, programozást, történelmet, művészettörténetet, közgazdaságtant és még más tárgyakat is tanulhatsz nálunk. Matematikai küldetéseink végigvezetik a diákokat az általános iskola első osztályától egészen a differenciál- és integrálszámításig modern, adaptív technológia segítségével, mely felméri az erősségeket és a hiányosságokat.

Küldetésünk, hogy bárki, bárhol világszínvonalú oktatásban részesülhessen.

A magyar fordítás az Akadémia Határok Nélkül Alapítvány (akademiahataroknelkul.hu) fordítócsapatának munkája.

Beszéljünk egy kicsit

a periódusos rendszer csoportjairól.

A csoportok alatt egész 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 gondoltok,

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 egy oszlopba tartozó elemeknek,

amelyek azonos csoportba tartoznak,

többnyire ugyanannyi elektronja van

a külső héján.

Többnyire azonos
a vegyértékelektronjaik száma.

A vegyértékelektronok és
a külső héj elektronjai

gyakran egybeeső fogalmak,

bár van egy kis különbség.

A vegyértékelektronok
azok az elektronok,

amelyek részt vesznek a kémiai reakciókban,

ezek pedig általában
a külső héj elektronjai.

Ez alól persze vannak kivételek,

valójában igen sok
érdekes kivétel van

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 reagálnak
nagyon hasonló módon.

Lássuk az első csoportot.

Az első csoport elemei és a hidrogén

kissé különbözőek,

mert a hidrogén nem törekszik arra,

hogy 8 vegyértékelektront szerezzen.

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.

Miért olyan hasonlóak
a kémiai reakcióik?

MIért hasonlítanak annyira
a tulajdonságaik?

Nos, ennek a megértéséhez

elég felidézni az elektronszerkezetüket.

A lítiumatom elektronszerkezete például

éppen úgy kezd el felépülni

mint a héliumatomé,

aztán elkezd kiépülni
a második héj: 2s1.

Ezen egy vegyértékelektron van.

Egy elektronja van a külső 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 külső héján.

Tehát minden narancssárgával jelölt elemnek

egyetlen vegyértékelektronja van.

Mindannyian arra törekednek, hogy elérjék az oktett szerkezetet,

eljussanak az atomok stabil, tökéletes állapotába.

Sejtheted, hogy nagyon reakcióképesek,

és reakcióik során igyekeznek megszabadulni

a külső héjon lévő elektrontól,
mint látjuk.

Az alkálifémek nagyon reakcióképesek,

és a valóban nagyon
hasonló tulajdonságaik vannak.

Fényesek, puhák és

a nagy reakciókészségük miatt

nemigen fordulnak elő elemi állapotban,

más elemektől elkülönülve.

Lássuk a többi csoportot.

Eggyel jobbra lépve

a következő csoportot

alkáliföldfémeknek nevezzük.

Ezeknek is nagyon
hasonlók a tulajdonságaik,

mivel két vegyértékelektronjuk van

a külső héjukon.

Rájuk is érvényes –
bár nem annyira reakcióképesek,

mint az alkálifémek –

csak előbb hadd írjam ide:
alkáliföldfémek,

tehát ezeknek is könnyebb
2 elektront leadni,

mint 6-ot felvenni, hogy meglegyen a 8.

Így ezek is eléggé reakcióképesek,

és reakcióik során elveszítik
a két külső elektronjukat.

Most valami különös következik,
amint átlépünk a d mezőbe.

Erről már volt szó, amikor

az elektronszerkezeteket tárgyaltuk.

Ha megvizsgáljuk például

a szkandium elektronszerkezetét
(ezt lilával írom)

Úgy kezdődik, mint az argon,

az atompályák feltöltődési sorrendje alapján

az elektronszerkezetben 4s2 következne

mint a kalcium esetén.

De a feltöltődési sorrend szerint

a 3d alhéjra is kerül egy elektron,

tehát az argon szerkezetét
3d1 majd 4s2 követi.

A héjak valós sorrendjét követve

a 3d1-et a 4s2 elé írom.

Az atompályák feltöltődési sorrendjében

úgy tekintünk a d mező elemeire,

mint a d pályák feltöltődésének helyére.

Mint azt más videókból tudjuk,
ez nem teljesen igaz,

de elektronszerkezetről
alkotott kép kialakításához

hasznos lehet.

Ezután átugrunk a p mezőre,
és elkezdjük feltölteni.

Ha például a szénatom elektronszerkezetét nézzük,

a szén elektronszerkezete
a héliumét követi,

ezután átlépünk az s mezőbe: 2s2,

majd a p mezőbe: egy, kettő,

tehát 2p2.

Tehát hány vegyértékelektronja van?

A második, azaz a külső héján

2 meg 2, azaz 4 vegyértékelektron van,

ami a csoport összes tagjára érvényes.

Ezért a szén
hasonló kötéseket létesít,

mint a szilícium és a csoport többi tagja.

Ugyanígy folytathatjuk

például az oxigén és a kén esetében,

ezek mindketten 2 elektront
szeretnének elvenni valakitől,

mivel 6 vegyértékelektronjuk van,

nyolcat szeretnének,

így hasonlóan létesítenek kötéseket.

Ez a sárga csoport

a halogénelemeké.

Saját nevük van,

ezek a halogének.

Ezek nagyon reakcióképesek,

mivel 7 vegyértékelektronjuk van.

Semmire sem vágynak jobban,

mint még egy vegyértékelektronra,

így szívesen lépnek reakcióba,

különösen az alkálifémekkel.

Végül eljutunk az atomok „paradicsomába”,

a nemesgázok közé.

Nemesgázoknak nevezzük

a 18. csoport elemeit.

Mindannyiuk közös tulajdonsága,

hogy nem reakcióképesek.

Miért nem reagálnak?

A külső elektronhéjuk telített.

Nincs hiányérzetük, nemesi rangjuk

megóvja őket a küzdelmektől.

Senki mással sem óhajtanak keveredni.