zo vroeg chemici werkten aan het zuiveren van ertsen en ontdekten meer elementen, ze realiseerden zich dat verschillende elementen kunnen worden gegroepeerd door hun soortgelijke chemische gedrag. Een dergelijke groepering omvat lithium (Li), natrium (Na), en kalium (K): deze elementen zijn allemaal glanzend, geleiden warmte en elektriciteit goed, en hebben vergelijkbare chemische eigenschappen. Een tweede groep omvat calcium (Ca), strontium (Sr) en barium (Ba), die ook glanzend, goede geleiders van warmte en elektriciteit, en hebben chemische eigenschappen gemeen. De specifieke eigenschappen van deze twee groepen verschillen echter aanzienlijk van elkaar. Bijvoorbeeld: Li, Na, en K zijn veel meer reactief dan Ca, Sr, en Ba; Li, Na, en K vormen samenstellingen met zuurstof in een verhouding van twee van hun atomen aan één zuurstofatoom, terwijl Ca, Sr, en Ba samenstellingen met één van hun atomen aan één zuurstofatoom vormen. Fluor (F), chloor (Cl), Broom (Br) en jodium (I) vertonen ook soortgelijke eigenschappen, maar deze eigenschappen zijn drastisch verschillend van die van een van de bovenstaande elementen.Dimitri Mendelejev in Rusland (1869) en Lothar Meyer in Duitsland (1870) erkenden onafhankelijk dat er een periodiek verband bestond tussen de eigenschappen van de elementen die op dat moment bekend waren. Beide gepubliceerde tabellen met de elementen gerangschikt volgens toenemende atoommassa. Maar Mendelejev ging een stap verder dan Meyer: hij gebruikte zijn tafel om het bestaan van elementen te voorspellen die de eigenschappen zouden hebben die vergelijkbaar zijn met aluminium en silicium, maar die nog onbekend waren. De ontdekkingen van gallium (1875) en germanium (1886) vormden een grote steun voor Mendelejev ‘ s werk. Hoewel Mendelejev en Meyer een lang conflict hadden over de prioriteit, worden Mendelejev ‘ s bijdragen aan de ontwikkeling van het periodiek systeem nu meer algemeen erkend (figuur 1).

figuur 1. (a) Dimitri Mendelejev wordt algemeen gecrediteerd met het creëren (b) het eerste periodiek systeem van de elementen. (krediet a: modification of work by Serge Lachinov; credit b: modification of work by “Den fjättrade ankan” / Wikimedia Commons)

u kunt het transcript voor “The Periodic Table: Crash Course Chemistry #4” hier bekijken (opent in een nieuw venster).

tegen de twintigste eeuw werd het duidelijk dat de periodieke relatie atoomnummers inhield in plaats van atoommassa ‘ s. De moderne verklaring van deze relatie, de periodieke wet, is als volgt: de eigenschappen van de elementen zijn periodieke functies van hun atoomgetallen. Een modern periodiek systeem rangschikt de elementen in toenemende volgorde van hun atoomnummers en groepeert atomen met vergelijkbare eigenschappen in dezelfde verticale kolom (Figuur 2). Elke doos vertegenwoordigt een element en bevat zijn atoomnummer, symbool, gemiddelde atoommassa en (soms) naam. De elementen zijn gerangschikt in zeven horizontale rijen, die perioden of reeksen worden genoemd, en 18 verticale kolommen, die groepen worden genoemd. Groepen worden bovenaan elke kolom gelabeld. In de Verenigde Staten waren de labels traditioneel Romeinse cijfers met hoofdletters. IUPAC raadt echter aan om de nummers 1 tot en met 18 te gebruiken, en deze labels komen vaker voor. Om de tabel op een enkele pagina te laten passen, worden Delen van twee van de rijen, in totaal 14 kolommen, gewoonlijk onder het hoofdgedeelte van de tabel geschreven.

Figuur 2. Elementen in het periodiek systeem zijn georganiseerd op basis van hun eigenschappen.

veel elementen verschillen sterk in hun chemische en fysische eigenschappen, maar sommige elementen zijn vergelijkbaar in hun gedrag. Bijvoorbeeld, veel elementen lijken glanzend, zijn kneedbaar (kunnen worden vervormd zonder te breken) en nodulair (kan worden getrokken in draden), en geleiden warmte en elektriciteit goed. Andere elementen zijn niet glanzend, kneedbaar of nodulair, en zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit. We kunnen de elementen sorteren in grote klassen met gemeenschappelijke eigenschappen: metalen (elementen die glanzend, kneedbaar, goede geleiders van warmte en elektriciteit—schaduw geel); niet-metalen (elementen die dof lijken, slechte geleiders van warmte en elektriciteit-schaduw groen); en metalloïden (elementen die warmte en elektriciteit matig goed geleiden, en bezitten sommige eigenschappen van metalen en sommige eigenschappen van niet-metalen-gearceerde paars).

de elementen kunnen ook worden ingedeeld in de hoofdgroep elementen (of representatieve elementen) in de kolommen gelabeld 1, 2, en 13-18; de overgangsmetalen in de kolommen gelabeld 3-12; en binnenste overgangsmetalen in de twee rijen aan de onderkant van de tabel (de bovenste rij elementen worden lanthaniden genoemd en de onderste rij elementen zijn actiniden; Figuur 3). De elementen kunnen verder worden onderverdeeld door meer specifieke eigenschappen, zoals de samenstelling van de verbindingen die ze vormen. De elementen in groep 1 (de eerste kolom) vormen bijvoorbeeld verbindingen die bestaan uit één atoom van het element en één atoom waterstof. Deze elementen (behalve waterstof) staan bekend als alkalimetalen, en ze hebben allemaal vergelijkbare chemische eigenschappen. De elementen in groep 2 (de tweede kolom) vormen verbindingen die bestaan uit één atoom van het element en twee atomen van waterstof: deze worden alkalische aardmetalen genoemd, met vergelijkbare eigenschappen onder de leden van die groep. Andere groepen met specifieke namen zijn de pnictogenen (Groep 15), chalcogenen (groep 16), halogenen (groep 17) en edelgassen (groep 18, ook bekend als inerte gassen). De groepen kunnen ook worden aangeduid door het eerste element van de groep: bijvoorbeeld, de chalcogenen kunnen worden genoemd de zuurstofgroep of zuurstof familie. Waterstof is een uniek, niet-metallisch element met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met de elementen van groep 1 en groep 17. Om die reden kan waterstof aan de bovenkant van beide groepen, of door zichzelf worden weergegeven.

Figuur 3. Het periodiek systeem organiseert elementen met vergelijkbare eigenschappen in groepen.

bij het bestuderen van het periodiek systeem is u misschien iets opgevallen over de atoommassa ‘ s van sommige elementen. Element 43 (technetium), element 61 (promethium) en de meeste elementen met atoomnummer 84 (polonium) en hoger hebben hun atoommassa tussen vierkante haakjes. Dit wordt gedaan voor elementen die volledig bestaan uit instabiele, radioactieve isotopen (u leert meer over radioactiviteit in de nucleaire chemie module). Een gemiddeld atoomgewicht kan niet worden bepaald voor deze elementen omdat hun radio-isotopen aanzienlijk kunnen variëren in relatieve abundantie, afhankelijk van de bron, of zelfs niet bestaan in de natuur. Het getal tussen vierkante haakjes is het atoommassa getal (en de geschatte atoommassa) van de meest stabiele isotoop van dat element.

Woordenlijst

actinide: innerlijke transitie metalen in de bodem van de onderste twee rijen van de tabel

alkali metalen: element in groep 1

alkaline aarde metaal: element in groep 2

chalcogen: element in de groep 16

groep: verticale kolom van de tabel

halogeen: element in groep 17

inert gas: (ook edele gas) element in de groep 18

innerlijke transitie metalen: (ook lanthanide of actinide -) element in de onderste twee rijen; als in de eerste rij, ook wel lanthanide, als in de tweede rij, ook wel actinide

lanthanide: innerlijke transitie metalen in de bovenkant van de onderste twee rijen van de tabel

hoofd-groep-element: (ook representatieve element) element in de kolommen 1, 2 en 12-18

metalen: element dat is glanzend, kneedbaar, goede geleider van warmte en elektriciteit

niet-metaal: element dat geleidt warmte en elektriciteit redelijk goed, en bezit een aantal eigenschappen van metalen en een aantal eigenschappen van nonmetals

edelgas: (ook inert gas) element in de groep 18

nonmetal: element dat lijkt doffe, slechte geleider van warmte en elektriciteit

periode: (ook serie) horizontale rij van de periodetabel

periodieke wet: eigenschappen van de elementen zijn periodieke functie van hun atoomgetallen.

periodiek systeem: tabel van de elementen die elementen met vergelijkbare chemische eigenschappen dicht bij elkaar plaatsen

pnictogen: element in Groep 15

representatief element: (ook hoofdgroep-element) element in kolommen 1, 2 en 12-18

reeks: (ook periode) horizontale rij van de periodetabel

overgangsmetaal: element in kolommen 3-11