CLASIFICAREA ELEMENTELOR IN SISTEMUL PERIODIC

CLASIFICAREA ELEMENTELOR IN SISTEMUL PERIODIC

Dimitri Ivanovici Mendeleev a realizat clasificarea elemen-telor in sistemul periodic in anul 1868 prin insiruirea acestora in ordinea crescanda a maselor lor atomice si asezarea in aceeasi coloana a elementelor cu proprietati asemanatoare.

Aceasta clasificare a fost confirmata printre altele de structura electronica a atomilor. Locul unui element in sistem, notat cu un numar numit numar de ordine Z, este egal cu numarul de electroni din atom. Ulterior, datorita caracterului neutru al atomului, s-a dovedit ca numarul de sarcini negative (electroni) din atom este egal cu numarul de sarcini pozitive (protoni) din nucleu. Deci numarul de ordine Z este egal cu numarul de protoni din nucleul atomic, fapt pentru care s-a numit si numar atomic. Odata cu alcatuirea sistemului periodic, Mendeleev a descoperit legea periodicitatii care a fost formulata ulterior astfel:"proprietatile elementelor sunt functii periodice ale numarului lor atomic". Aceasta lege este consecinta revenirii periodice la configuratii electronice asemanatoare pe stratul exterior al atomilor.

Considerand electronul care se adauga de la un element la altul ca electron distinctiv, elementele se clasifica azi in trei categorii (tab. 2):

a) Elemente reprezentative (nemetale si cele cu caracter net metalic) la care electronul distinctiv se adauga pe un nivel din ultimul strat.

b) Elemente de tranzitie (metale grele), la care electronul distinctiv se adauga pe un nivel din penultimul strat.

c) Lantanidele si actinidele, la care electronul distinctiv se adauga pe un nivel din antepenultimul strat fata de stratul de valenta.

Tabelul 2.

Clasificarea periodica a elementelor in functie de pozitia electronului distinctiv in invelisul de electroni

a) Elemente reprezentative (nemetale si metale tipice)

I_a II_a III_a IV_a V_a VI_a VII_a VIII_a

b) Elemente de tranzitie (metale grele)

^{IIIb IVb Vb VIb VIIb VIIIb IXb Xb Ib IIb}

c) Lantanide (Z = 58-71) si actinide (Z = 90-103)

Cele 109 cunoscute azi sunt asezate in sistemul periodic in sapte siruri orizontale numite perioade si in 18 coloane verticale numite grupe dupa cum urmeaza: elementele reprezentative sunt asezate in opt siruri verticale (grupe) notate cu cifre romane de la I_a la VIII_a , elementele de tranzitie sunt asezate in zece coloane verticale numerotate cu I_b - X_b, iar lantanidele cuprinse intre Z = 58-71 si actinidele intre Z = 90-103, sunt scrise in partea de jos a sistemului periodic.

Elementele din aceeasi subgrupa au proprietati asema-natoare, de exemplu subgrupa metalelor alcaline (I_a), a halogenilor (VII_a) sau a gazelor rare (VIII_a).

Numarul elementelor din perioade si proprietatile lor difera foarte mult. Astfel, in perioada 1 exista numai doua elemente (H si He), in perioadele 2 si 3 cate 8 elemente, in perioadele 4 si 5 cate 18, in perioada 6 un numar de 32, iar in ultima perioada exista tot 32 de elemente din care se cunosc pana in prezent 24. Perioadele 1, 2 si 3 se mai numesc si perioade scurte, avand un numar redus de elemente, in timp ce perioadele 4, 5, 6, 7 se numesc perioade lungi. Se observa deci ca numerele de elemente din perioade se afla intre ele in raporturile: 2 : 8 : 18 : 32 adica 21² : 22² : 23² : 24² , regularitate ce decurge din numarul de electroni care formeaza straturile electronice.

Proprietatile fizice si chimice ale elementelor variaza intr-o anumita ordine, atat in grupe cat si in perioade. Astfel, valenta maxima fata de oxigen variaza periodic si este data, cu mici exceptii, de numarul grupei din care face parte elementul. Valenta fata de hidrogen a elementelor reprezentative creste de la 1 la 4 pentru primele patru grupe (este data de numarul grupei) iar de la cinci la opt scade, fiind data de diferenta dintre opt si numarul grupei.

Electronegativitatea elementelor (masurata prin afinitatea fata de electroni) scade in subgrupe de sus in jos si creste in perioade de la stanga la dreapta.

O serie de proprietati fizice ale elementelor ca volumul atomic, razele atomice si ionice, potentialele de ionizare, spectrele optice, punctele de topire si de fierbere ale elementelor etc., sunt de asemenea functii periodice ale numarului lor atomic.