Elemente chimice

Elemente chimice

Elementele chimice (elementum din latina, semnifica component al materiei) sunt specii ale materiei, formate din atomi, caracterizate printr-un anumit numar atomic Z.

Savantul rus D.I.Mendeleev (1869) tinand seama de legatura dintre proprietatile fizice si chimice ale elementelor chimice si maselor lor atomice, a reusit sa enunte legea periodicitatii astfel: "proprietatile fizice si chimice ale elementelor, cum si ale compusilor acestora se gasesc intr-o dependenta periodica de masele lor atomice".

Mai tarziu, Bohr si Moseley, pe baza cercetarilor privind structura atomului au formulat legea periodicitatii astfel: "proprietatile fizice si chimice ale elementelor si ale combinatiilor formate de ele sunt functii periodice de sarcinile nucleelor atomice ale elementelor".

Locul fiecarui element in sistem este desemnat prin numarul de ordine Z care se mai numeste si numar atomic.

Privind tabelul clasificarii periodice a elementelor, distingem mai multe regiuni sau familii de elemente, care pot fi caracterizate sumar astfel:

• Hidrogenul, elementul cu numarul atomic Z = 1, ocupa un loc deosebit fata de celelalte elemente, de care se deosebeste prin proprietatile chimice caracteristice. Gazul rar heliu poate fi incadrat fie intr-o serie aparte, alaturi de hidrogen, fie ca primul din seria gazelor rare.
• Elementele din grupele principale sunt incadrate in cele 8 coloane verticale numite grupe principale notate Ia, IIa, IIIa, ...VIIIa (numita adesea si grupa zero).
• Elementele tranzitionale, in numar de 30, apar pe randuri de cate 10, in perioadele 4, 5 si 6. Exista deci 10 subgrupe sau 8 grupe secundare, intercalate in tabelul periodic, intre grupa IIa si grupa IIIa; grupa IIIb urmeaza dupa grupa IIa, continandu-se cu IVb, Vb, VIb, VIb, VIIIb, iar apoi urmeaza Ib si IIb. Sensul acestei aranjari este justificat de structura invelisului electronic.
• Lantanidele si actinidele formeaza doua familii de cate 14 elemente fiecare, care se intercaleaza, prima dupa lantan Z = 57, iar a doua dupa actiniu Z = 89. Spre deosebire de elementele grupelor principale si secundare, lantanidele si actinidele nu prezinta nici un fel de periodicitate a proprietatilor chimice si fizice, ci acestea sunt asemanatoare cu cele ale lantanului si respectiv actiniului.     

Numarul grupei indica valenta maxima a elementelor din acea grupa fata de oxigen.

Valenta minima a elementelor fata de hidrogen creste in perioade de la grupa I la grupa IV principala, dupa care scade pana la grupa a VII principala.

In perioade, caracterul electropozitiv elementelor creste de la dreapta la stanga, iar in grupe, creste de sus in jos.

Energia de ionizare reprezinta energia necesara unui atom in stare gazoasa, pentru a trece in ion pozitiv. In functie de elementul chimic, se poate desprinde un electron, si avem o treapta de ionizare sau 2 electroni, cand avem doua trepte de ionizare, etc.

Afinitatea de electroni sau caracterul electronegativ exprima capacitatea elementelor de a accepta electroni, acceptare insotita de eliberare de energie. Caracterul electronegativ creste in grupa de jos in sus, iar in perioada de la stanga la dreapta.

Volumul atomic a fost calculat pentru prima data de Lothar Mayer ca raportul dintre masa atomica si densitate. Volumul atomic este direct proportional cu raza atomica. Astfel, se observa elemente chimice cu raza atomica mare, si elemente care au raza atomica mica. In perioada raza atomica creste de la dreapta la stanga, iar in grupa creste de sus in jos, o data cu cresterea numarului de straturi din invelisul electronic; asa deci elementele din grupa a I-a principala au razele atomice cele mai mari.

Razele ionice este firesc sa fie mai mari sau mai mici (dependent de natura fenomenului de acceptare sau cedare de ioni), comparativ cu razele atomice. Astfel ca, raza cationilor este mai mica decat raza atomica, pe cand raza anionilor este mai mare decat acesta.

Temperatura de topire scade o data cu cresterea razei atomice, deoarece cu cat raza atomica este mai mare cu atat nucleul este mai afanat si mai putin compact. Astfel ca, temperatura de topire creste pana la grupa IV-a principala, iar apoi scade, iar la elementele tranzitionale temperatura de topire creste pana la grupa a VI-a secundara, iar apoi scade.

Electronii din straturile exterioare ale atomilor sunt responsabili pentru proprietatile chimice ale atomilor. De aceea, acesti electroni se numesc electroni de valenta.