Grundstoffernes periodiske system

Indledning

Overskrifterne for dette modul er:

• Grundstoffernes periodiske system
• Metaller og ikke-metaller
• Hovedgrupper

Grundstoffernes periodiske system

Grundstoffernes periodiske system er en tabel, der indeholder alle de kendte grundstoffer. Grundstoffernes periodiske system blev introduceret af den russiske kemiker Dmitri Mendelejev i 1869. På det tidspunkt var der kun kendt 63 grundstoffer, men Mendelejev genkendte, at der var mønstre i deres egenskaber, som kunne bruges til at forudsige egenskaberne hos grundstoffer, der endnu ikke var opdaget. Han arrangerede grundstofferne i en tabel med lignende egenskaber grupperet sammen, og efterlod pladser til grundstoffer, han forudså ville blive opdaget i fremtiden. Disse grundstoffer er siden blevet fundet.

Det periodiske system er opdelt i rækker og kolonner, hvor hvert grundstof har en specifik placering baseret på dets atomnummer (antal protoner i kernen), og hvorledes elektronerne er delt i de forskellige skaller (elektronkonfiguration). Det moderne periodiske system er opdelt i 18 kolonner (kaldet grupper) og 7 rækker (kaldet perioder). Grupperne er nummeret således at den første kolonne omtales som gruppe 1. Perioderne er tilsvarende nummeret således at den første række omtales som periode 1. Elementerne i hver gruppe har lignende egenskaber, og elementerne i hver periode har samme antal elektronskaller. Placeringen af et grundstof kan bruges til at forudsige grundstoffets kemiske egenskaber.

ØVELSE: GRUNDSTOFFERNES PERIODISKE SYSTEM

Metaller og ikke-metaller

Grundstoffer inddeles i metaller, ikke-metaller og halvmetaller på baggrund af deres egenskaber og placering i det periodiske system. Metaller er kendetegnet ved at afgive elektroner ved kemiske reaktioner. Det betyder, at metaller har en tendens til at reagere med andre stoffer ved at afgive elektroner. Eksempler på metaller er jern, natrium, aluminium, kobber og guld. Ikke-metaller er derimod kendetegnet ved at optage elektroner ved kemiske reaktioner. Det betyder, at ikke-metaller har en tendens til at reagere med andre stoffer ved at optage elektroner. Dette gælder for eksempel for hydrogen, chlor og fosfor. Grundstoffer der ikke kan kategoriseres som metaller eller ikke-metaller kaldes halvmetaller. Halvmetallerne er placeret således i det periodiske system, at de danner en grænse mellem metallerne til venstre og ikke-metallerne til højre. Eksempler på halvmetaller er silicium og bor.

Når et metal reagerer med et ikke-metal, danner de en ionforbindelse. Dette sker ved, at metalatomet afgiver elektroner til ikke-metalatomet, så de bliver til ioner. Ioner er atomer, der enten har fået elektroner tilføjet eller fjernet, hvilket giver dem en ladning. Fordi ionerne har modsat ladning, tiltrækker de hinanden og danner en ionforbindelse.

Et eksempel på en ionforbindelse er natriumchlorid (NaCl). Natrium (Na) er et metal, mens chlor (Cl) er et ikke-metal. Når natrium reagerer med chlor, afgiver natriumatomet en elektron til chloratomet, så de bliver til ioner med modsat ladning. Natriumionen  har en positiv ladning (skrives Na⁺), mens chloridionen har en negativ ladning (skrives Cl^–). De tiltrækker hinanden og danner en ionforbindelse, som er natriumchlorid.

ØVELSE: METALLER OG IKKE-METALLER

Hovedgrupper

Hovedgrupperne er nogle særlige grupper i det periodiske system (de to kolonner yderst til venstre og de seks kolonner yderst til højre). For disse grupper vil hovedgruppenummeret angive antallet af elektroner i yderste skal og kan dermed bruges til at forudsige, hvordan et givent grundstof vil reagere.

Grundstoffer i gruppe 1 og 2 kaldes henholdsvis hovedgruppe 1 og 2. Grundstoffer i hovedgruppe 1 har en tendens til at reagere ved at tabe én elektron og derved danne ioner med en ladning på +1 (f.eks. Na⁺), da atomet herved får tømt sin yderste skal. Grundstofferne i hovedgruppe 2 har tilsvarende en tendens til at reagere ved at tabe to elektroner og derved danne ioner med en ladning på +2 (f.eks. Mg²⁺).

Grundstoffer i gruppe 13 til 18 (kolonner yderst til højre), har hovedgruppenumrene 3 til 8. Alle ikke-metaller er placeret i disse grupper med undtagelse af hydrogen (hydrogen er i hovedgruppe 1). Når et ikke-metal i disse grupper reagerer med et metal vil det optage et antal elektroner således, at det får 8 elektroner i yderste skal (i overensstemmelse med oktetreglen). F.eks. kan man forudsige at oxygen vil optage 2 elektroner ved en reaktion med et metal, da det er placeret i hovedgruppe 6 (dannes O^2-).

ØVELSE: HOVEDGRUPPER

Opsamling

Dette modul har givet dig en introduktion til grundstoffernes periodiske system. Ved gennemgang af dette modul har du fået en forståelse for:

• Grundstoffernes periodiske system

TEST: Grundstoffernes periodiske system

Eksterne links

• Grundstoffernes periodiske system – Hvad er det?
• Metaller – Hvad er det egentligt de kan?
• Det periodiske system 1