Periodická soustava prvků

Periodická soustava prvků

Historie

Začátky tvorby uspořádání prvků datujeme do 19. st.

• Döbereiner: vytvořil tzv. triády = trojice prvků s podobnými vlastnostmi (např. $\text{O}, \text{S}, \text{Se}$)

• Chancourtois: zavedl pojem perioda

• Newlands: zákon oktáv, vždy 8. prvek řady má podobné vlastnosti

• J. L. Meyer: vytvořil tabulku, vynechal prázdná místa pro dosud neobjevené prvky

• D. I. Mendělejev:
  Autor Periodického zákona: Vlastnosti prvků a jejich sloučenin jsou periodickou funkcí jejich protonového čísla
  Protony tehdy ještě nebyly objeveny, tomuto číslu se říkalo atomové číslo)
  Výjimečnost Mendělejova řazení spočívá v záměně pořadí telluru a jodu, vynechal prázdná místa
  Předpověděl vlastnosti chybějících prvků (např. eka-aluminium = chybějící prvek pod hliníkem – posléze objeveno gallium, také předpověděl eka-bor – nemyslel tím však hliník, ale skandium)

• Bohuslav Brauner:
  Český chemik, který vedl korespondenci s Mendělejevem
  Navrhl zařadit vzácné plyny do PSP
  Předpověděl vlastnosti prvku s protonovým číslem $Z = 61$

Typy PSP

1. Krátká PSP:
   $d$-prvky jsou řazeny mezi $p$- a $s$-prvky

2. Dlouhá PSP:
   = Klasická PSP, kterou používáme

3. Velmi dlouhá PSP:
   $f$-prvky jsou zařazeny v tabulce

Popis dlouhé PSP

Obsahuje řádky (= periody) a sloupce (= skupiny)

Periody

Je jich 7, značí se buď 1–7, nebo k–q

Skupiny

Značení:

1. Pomocí arabských číslic: 1–18

2. Pomocí římské číslice a písmene A nebo B:

   1. I. – VIII. A:
      = Hlavní skupiny
      Obsahují nepřechodné prvky = mají valenční elektrony pouze v poslední slupce elektronového obalu, dělí se na $s$-prvky ($ns$) a $p$-prvky ($ns + np$)
   2. I. – VIII. B:
      = Vedlejší skupiny
      Obsahují přechodné prvky = mají valenční elektrony v různých slupkách elektronového obalu – v poslední a předposlední slupce ($ns; (n - 1)d$)
      VIII. B skupina je tvořena 3 sloupci, v této skupině se více podobají prvky na řádku, než na sloupci, je tvořena 3 triádami:
      1. Triáda železa – $\text{Fe}, \text{Co}, \text{Ni}$ (4. perioda)
      2. Triáda lehkých kovů platinových – $\text{Ru}, \text{Rh}, \text{Pd}$ (5. perioda)
      3. Triáda těžkých kovů platinových – $\text{Os}, \text{Ir}, \text{Pt}$ (6. perioda)

3. Pomocí triviálních názvů:
   VIII. A $\to$ vzácné plyny
   VII. A $\to$ halogeny
   VI. A $\to$ chalkogeny
   II. A (kromě $\text{Be}$ a $\text{Mg}$) $\to$ kovy alkalických zemin
   I. A (kromě $\text{H}$) $\to$ kovy alkalické

"Mimo tabulku" se nacházejí $f$-prvky ($ns; (n - 2)f$) = vnitřně přechodné prvky:

1. Lanthanoidy (6. perioda)
2. Aktinoidy (7. perioda)

Vlastnosti vyplývající z PSP

1. Počet slupek el. obalu $\to$ číslo periody

2. Číslo skupiny:
   $\to$ prvky téže skupiny mají podobné vlastnosti
   $\to$ počet valenčních $e^-$
   $\to$ maximální oxidační číslo

3. Velikost atomu (atomový poloměr):
   Ve skupinách roste poloměr atomu s rostoucím $Z$
   V periodách klesá poloměr atomu s rostoucím $Z$ – rostou přitažlivé síly mezi atomovým jádrem a elektrony
   Výslednice změny atomového poloměru je v tabulce z pravého horního do levého dolního rohu

4. Elektronegativita:
   Značí se $X$
   Vyjadřuje schopnost atomu přitahovat si valenční elektrony
   Prvky s menším atomovým poloměrem mají vyšší elektronegativitu
   Ve skupinách klesá elektronegativita s rostoucím $Z$
   V periodách roste elektronegativita s rostoucím $Z$
   Výslednice změny elektronegativity je v tabulce z levého dolního do pravého horního rohu
   Prvky s nejvyšší elektronegativitou:

   • Fluor
   • Kyslík
   • Dusík

5. Ionizační energie:
   = $E$ potřebná na odtržení $e^-$ z atomu (na tvorbu kationtu)
   Výslednice její změny odpovídá výslednici změny elektronegativity
   Vlevo dole v tabulce jsou prvky, které ochotně tvoří kationty
   Vpravo nahoře v tabulce jsou prvky, které ochotně tvoří anionty

6. Elektronová afinita:
   = $E$, která se uvolní při přijetí $e^-$ atomem (při vzniku aniontu)
   Výslednice změny elektronové afinity odpovídá výslednici změny elektronegativity i ionizační energie