🗺️ Periodická soustava prvků

Bloky

O čem to je

Periodická tabulka visí v každé učebně chemie. Není to jen seznam prvků – je to mapa. Z místa, kde prvek leží, poznáš, jak se chová, kolik má valenčních elektronů a jestli je to kov.

Tabulku sestavil v roce 1869 ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendělejev. Nechal v ní dokonce prázdná místa pro prvky, které ještě nikdo neobjevil – a měl pravdu.

Nové pojmy

Protonové číslo ZPočet protonů v jádře atomu. Prvky jsou v tabulce seřazené podle Z.H má Z = 1, He Z = 2, Li Z = 3…
PeriodaVodorovný řádek tabulky. Je jich 7. Číslo periody = číslo nejvyšší vrstvy, ve které má atom elektrony.Sodík je ve 3. periodě – jeho elektrony jsou až ve 3. vrstvě.
SkupinaSvislý sloupec tabulky. Je jich 18. Prvky ve skupině mají podobné uspořádání valenčních elektronů, a proto podobné vlastnosti.Li, Na, K v 1. skupině – všechny bouřlivě reagují s vodou.
Valenční elektronyElektrony v nejvyšší vrstvě atomu. Účastní se chemických reakcí.
Orbitaly s, p, d, fTypy „místeček“ pro elektrony v obalu. Do s se vejdou 2 elektrony, do p 6, do d 10, do f 14.

Tabulka je složená z bloků

Podle toho, který typ orbitalu se v atomu zaplňuje jako poslední, se tabulka dělí na 4 bloky. Šířka bloku odpovídá počtu elektronů, které se do orbitalu vejdou: s 2 sloupce, p 6, d 10, f 14.

BlokSkupinyPříklady
s1, 2 (+ He)Na, Ca
p13–18C, O, Cl
d3–12Fe, Cu, Zn
flanthanoidy, aktinoidy (dva řádky dole)Ce, U

Roztřiď prvky do bloků. Pomůže ti číslo skupiny: 1–2 je s, 3–12 je d, 13–18 je p.

Co z polohy vyčteš

  • Perioda = číslo valenční vrstvy.
  • Skupina 1 a 2: počet valenčních elektronů = číslo skupiny.
  • Skupina 13–18: počet valenčních elektronů = číslo skupiny − 10 (helium má jen 2).
Prvek má konfiguraci [Ne] 3s² 3p². Kde leží?
Nejvyšší vrstva je 3 → 3. perioda. Poslední se plní p → p-blok. Valenčních elektronů 2 + 2 = 4 → skupina 4 + 10 = 14. Je to křemík Si.
Kolik valenčních elektronů mají halogeny (17. skupina)?
17 − 10 = 7. Proto snadno přijmou jeden elektron a tvoří anionty F⁻, Cl⁻.

Jména skupin

SkupinaNázev
1 (bez vodíku)alkalické kovy
2kovy alkalických zemin
16chalkogeny
17halogeny
18vzácné plyny

Trendy v kostce

ElektronegativitaSchopnost atomu přitahovat k sobě elektrony ve vazbě. Roste doprava a nahoru – nejvyšší má fluor.

Atomový poloměr naopak roste doleva a dolů – největší atomy jsou vlevo dole (cesium).

Periodický zákonVlastnosti prvků se periodicky opakují v závislosti na protonovém čísle. Příčina: periodicky se opakuje podobné uspořádání valenčních elektronů.
✗Číslo periody = počet valenčních elektronů.
✓Číslo periody = číslo valenční vrstvy. Počet valenčních elektronů určuje skupina.

Sodík i chlor jsou ve 3. periodě, ale sodík má 1 valenční elektron a chlor 7.

Perioda = valenční vrstva, skupina = podobné valenční elektrony. Bloky s, p, d, f podle posledního zaplňovaného orbitalu. Elektronegativita roste doprava nahoru, poloměr doleva dolů.

Trendy

O čem to je

Proč je fluor nejagresivnější prvek a cesium tak reaktivní kov, že vybuchne ve vodě? Obojí se dá předpovědět jen z polohy v tabulce – bez učení nazpaměť.

Stačí pochopit dvě věci: jak daleko jsou valenční elektrony od jádra a jak silně je jádro přitahuje.

Nové pojmy

Periodická soustava prvků (PSP)Tabulka, kde jsou prvky seřazené podle protonového čísla Z (počtu protonů). Řádky = periody (číslo = počet elektronových vrstev), sloupce = skupiny (podobné valenční elektrony).
Valenční elektronyElektrony v nejvzdálenější vrstvě. Jsou nejslaběji vázané a účastní se vazeb.
Atomový poloměrVelikost atomu – vzdálenost od jádra k vnějšímu okraji obalu.
Ionizační energieEnergie potřebná k odtržení elektronu z atomu. Malá = atom elektron snadno ztratí (typické pro kovy).
Elektronegativita XSchopnost atomu přitahovat elektrony ve vazbě. Bezrozměrné číslo (Paulingova stupnice), fluor má asi 4,0.
Kovový charakterJak moc se prvek chová jako kov – ochotně odevzdává elektrony a tvoří kationty.

Proč se vlastnosti mění

V periodě zleva doprava přibývají protony v jádře, ale elektrony jdou do stejné vrstvy.
Silnější jádro přitáhne obal víc k sobě → atom se zmenšuje.
Elektrony jsou držené pevněji → ionizační energie a elektronegativita rostou.
Ve skupině shora dolů přibývají vrstvy → atom je větší.
Valenční elektrony jsou dál od jádra a stíněné vnitřními vrstvami → snáz se odtrhnou → ionizační energie a elektronegativita klesají, kovový charakter roste.
  • Elektronegativita a ionizační energie: rostou doprava a nahoru (maximum F).
  • Atomový poloměr a kovový charakter: rostou doleva a dolů (maximum Cs, Fr).

Podívej se na čísla

Graf ukazuje elektronegativitu prvků 3. periody. Sleduj, jak roste zleva doprava – od sodíku po chlor.

Který atom je větší: Na, nebo Cl?
Oba jsou ve 3. periodě (stejný počet vrstev). Cl má o 6 protonů víc → přitahuje obal silněji → je menší. Větší je Na.
Který atom je největší: Li, Na, K, nebo Cs?
Všechny jsou v 1. skupině. Shora dolů přibývají vrstvy: Li (2), Na (3), K (4), Cs (6). Největší je Cs.
Seřaď podle rostoucí elektronegativity: F, Na, P, Al, Cl.
Na, Al, P, Cl jsou ve 3. periodě → rostou zleva doprava. F je nad Cl → ještě vyšší. Pořadí: Na < Al < P < Cl < F.

Periodický zákon

Periodický zákonVlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich protonového čísla. Platí proto, že se periodicky opakuje podobná konfigurace valenčních elektronů. Sestavil ho D. I. Mendělejev (1869).
✗Atomový poloměr ve skupině shora dolů klesá, protože jádro je těžší.
✓Poloměr ve skupině shora dolů roste.

S každou periodou přibude jedna elektronová vrstva. Ta zvětší atom víc, než ho stáhne větší náboj jádra.

Doprava a nahoru roste elektronegativita a ionizační energie (max. F). Doleva a dolů roste poloměr a kovový charakter (max. Cs). Příčina: náboj jádra a počet vrstev.
🌀Elektronový obal a konfigurace🔗Chemická vazba a interakce