Periodieke tabel

Dmitri Mendelejef, die vader van die moderne periodieke tabel. Portret deur Ilja Repin.

Mendelejef se periodieke tabel uit sy boek.

Die periodieke tabel is 'n voorstelling van die bekende chemiese elemente, gerangskik volgens hul atoomgetal, elektronkonfigurasie en chemiese eienskappe. Elemente word gerangskik volgens toenemende atoomgetal (die getal protone). Die standaardvorm van die tabel bestaan uit ’n rooster van 18 x 7 blokkies, wat die hoofdeel vorm, plus ’n kleiner deel van twee rye onderaan.

Die tabel kan ook verdeel word in vier reghoekige blokke: die s-blok links, die p-blok regs, die d-blok in die middel en die f-blok daaronder. Die rye van die tabel word periodes genoem en die kolomme van die s-, d- en p-blok groepe; sommige van hulle het name soos halogene of edelgasse. Aangesien die periodieke tabel chemiese tendense behels, kan dit gebruik word om die verhouding tussen eienskappe van die elemente af te lei en om die eienskappe van nuwe, nog onontdekte elemente of sinteties vervaardigde elemente te voorspel.

Hoewel periodieke tabelle vantevore bestaan het, word Dmitri Mendelejef oor die algemeen beskou as die vader van die huidige tabel, wat hy in 1869 gepubliseer het. Dit is die eerste een wat algemeen aanvaar is. Hy het die tabel ontwikkel om tendense in die eienskappe van die destyds bekende elemente te illustreer. Hy het ook van die eienskappe van toe nog onbekende elemente voorspel na aanleiding van leë ruimtes in die tabel. Die meeste van sy voorspellings het korrek blyk te wees toe dié elemente later ontdek is. Mendelejef se periodieke tabel is sedertdien uitgebrei en verfyn met die ontdekking of sintetiese vervaardiging van nog nuwe elemente en die ontwikkeling van nuwe teoretiese modelle om chemiese gedrag te verduidelik.

Alle elemente van 1 (waterstof) tot 118 (oganesson) is al ontdek of sinteties vervaardig. Die elemente van 1 tot 98 (kalifornium) bestaan natuurlik, hoewel sommige net in klein hoeveelhede voorkom en aanvanklik ontdek is toe hulle sinteties vervaardig is. Die elemente ná 98 is sinteties vervaardig in laboratoriums. Die vervaardiging van elemente ná oganesson word beplan en voortdurende debatte word gevoer oor hoe die periodieke tabel verander sal moet word as enige sulke elemente bykom.

Uitleg

So lyk die huidige periodieke tabel van bekende chemiese elemente. Elemente waarvan die atoomgetal in rooi aangedui word, is sinteties vervaardig. Die eienskappe van elemente op ’n liggrys agtergrond is onbekend.

Groep →

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

↓ Periode

1

Waterstof 1 H 1,008

Helium 2 He 4,0026

2

Litium 3 Li 6,94

Berillium 4 Be 9,0122

Boor 5 B 10,81

Koolstof  6 C 12,011

Stikstof 7 N 14,007

Suurstof 8 O 15,999

Fluoor 9 F 18,998

Neon 10 Ne 20,180

3

Natrium 11 Na 22,990

Magne- sium 12 Mg 24,305

Alumi- nium 13 Al 26,982

Silikon 14 Si 28,085

Fosfor 15 P 30,974

Swael 16 S 32,06

Chloor 17 Cl 35,45

Argon 18 Ar 39,948

4

Kalium 19 K 39,098

Kalsium 20 Ca 40,078

Skandium 21 Sc 44,956

Titaan 22 Ti 47,867

Vanadium 23 V 50,942

Chroom  24 Cr 51,996

Mangaan 25 Mn 54,938

Yster 26 Fe 55,845

Kobalt 27 Co 58,933

Nikkel 28 Ni 58,693

Koper 29 Cu 63,546

Sink 30 Zn 65,38

Gallium 31 Ga 69,723

Germa- nium 32 Ge 72,630

Arseen 33 As 74,922

Seleen 34 Se 78,971

Broom 35 Br 79,904

Kripton 36 Kr 83,798

5

Rubidium  37 Rb 85,468

Stronsium 38 Sr 87,62

Yttrium 39 Y 88,906

Sirko- nium 40 Zr 91,224

Niobium 41 Nb 92,906

Molib- deen 42 Mo 95,95

Tegne- sium 43 Tc [97]

Rutenium 44 Ru 101,07

Rodium  45 Rh 102,91

Palladium 46 Pd 106,42

Silwer 47 Ag 107,87

Kadmium  48 Cd 112,41

Indium 49 In 114,82

Tin 50 Sn 118,71

Antimoon 51 Sb 121,76

Telluur 52 Te 127,60

Jodium 53 I 126,90

Xenon 54 Xe 131,29

6

Sesium 55 Cs 132,91

Barium 56 Ba 137,33

*

Hafnium  72 Hf 178,49

Tantaal 73 Ta 180,95

Wolfram  74 W 183,84

Renium 75 Re 186,21

Osmium 76 Os 190,23

Iridium 77 Ir 192,22

Platinum 78 Pt 195,08

Goud 79 Au 196,97

Kwik 80 Hg 200,59

Tallium 81 Tl 204,38

Lood 82 Pb 207,2

Bismut 83 Bi 208,98

Polonium 84 Po [209]

Astaat 85 At [201]

Radon 86 Rn [222]

7

Frankium 87  Fr  [223]

Radium 88 Ra [226]

* *

Ruther- fordium 104 Rf [267]

Dubnium 105 Db [268]

Sea- borgium 106 Sg [269]

Bohrium 107 Bh [270]

Hassium 108 Hs [270]

Meit- nerium 109 Mt [278]

Darm- stadtium 110 Ds [281]

Rönt- genium 111 Rg [282]

Koperni- kium 112 Cn [285]

Nihonium 113 Nh [286]

Flero- vium 114 Fl [289]

Mosko- vium 115 Mc [290]

Liver- morium 116 Lv [293]

Tennes- sien 117 Ts [294]

Oganes-  son 118 Og [294]

* Lantaniede

Lantaan 57 La 138,91

Serium 58 Ce 140,12

Praseodi- mium 59 Pr 140,91

Neodi- mium 60 Nd 144,24

Prome- tium 61 Pm [145]

Sama- rium 62 Sm 150,36

Euro- pium 63 Eu 151,96

Gadoli- nium 64 Gd 157,25

Terbium  65 Tb 158,93

Dispro- sium 66 Dy 162,50

Holmium 67 Ho 164,93

Erbium 68 Er 167,26

Tulium 69 Tm 168,93

Ytterbium 70 Yb 173,05

Lutesium 71 Lu 174,97

* * Aktiniede

Aktinium 89 Ac [227]

Torium 90 Th 232,04

Protakti- nium 91 Pa 231,04

Uraan 92 U 238,03

Neptu- nium 93 Np [237]

Pluto- nium 94 Pu [244]

Ameri- kium 95 Am [243]

Curium 96 Cm [247]

Berke- lium 97 Bk [247]

Kalifor- nium 98 Cf [251]

Einstei- nium 99 Es [252]

Fermium 100 Fm [257]

Mendele- vium 101 Md [258]

Nobelium 102 No [259]

Lawren- sium 103 Lr [266]

Standaardatoomgewig A_{r, std}(E) Ca: 40,078 – amptelike kort waarde, afgerond (geen onsekerheid)

 Po: [209] – massagetal van die stabielste isotoop

Kategorieë van elemente

Alkalimetale	Aardalkalimetale	Lantaniede	Aktiniede	Oorgangsmetale	Onbekende   chemiese   eienskappe
Hoofgroepmetale	Metalloïdes	Niemetale	Halogene	Edelgasse

Alle weergawes van die periodieke tabel bevat net chemiese elemente, nie samestellings of elementêre deeltjies nie. Elke chemiese element het ’n unieke atoomgetal wat ooreenstem met die getal protone in sy kern. Die meeste elemente het ’n verskillende aantal neutrone in verskillende atome, en dié variasies word isotope genoem. Koolstof het byvoorbeeld drie isotope wat in die natuur voorkom: al sy atome het ses protone en die meeste het ook ses neutrone, maar sowat 1 persent het sewe neutrone en ’n baie klein aantal het agt neutrone. Isotope word nooit apart in periodieke tabelle aangetoon nie; hulle word altyd saam as een element gegroepeer.

In die standaardmodel word die elemente gelys in volgorde van toenemende atoomgetalle. ’n Nuwe periode (ry) begin wanneer ’n nuwe elektronskil sy eerste elektron het. Groepe (kolomme) word bepaal deur die elektronkonfigurasie van die atoom; elemente met dieselfde getal elektrone in ’n spesifieke subskil val in dieselfde kolom (suurstof en seleen is byvoorbeeld in dieselfde kolom omdat albei vier elektrone in die buitenste p-subskil het). Elemente met soortgelyke chemiese eienskappe val gewoonlik in dieselfde groep in die periodieke tabel, hoewel elemente in dieselfde periode in die f-blok, en in ’n mate in die d-blok, geneig is om ook soortgelyke eienskappe te hê. Dit is dus relatief maklik om die chemiese eienskappe van ’n element te voorspel as die eienskappe van die omringende elemente bekend is.

Sedert 2012 bevat die periodieke tabel 118 bevestigde chemiese elemente. Altesaam 98 kom in die natuur voor, waarvan 84 oorspronklik is. Die ander 14 natuurlike elemente kom net voor in vervalreekse van oorspronklike elemente. Alle elemente van einsteinium (99) tot oganesson (118) word erken al is hulle sinteties vervaardig en kom hulle nie in die natuur voor nie.

Groepering

Groepe

’n "Groep" of "familie" is ’n vertikale kolom in die periodieke tabel. Elemente in dieselfde groep het ooreenstemmende chemiese eienskappe. Byvoorbeeld die verbindings met waterstof in kolom 17 het die formule HX: HF, HCl, HBr, HI, terwyl in kolom 16 dit juis H₂X is: H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te. In een kolom toon van die eienskappe ’n duidelike tendens met die toename van die atoomgetal. In sommige dele van die tabel, soos in die d- en f-blok, kan horisontale ooreenkomste egter net so belangrik of duideliker wees as vertikale ooreenkomste.

Die groepe word van 1-18 genommer, van die linkerkantse kolom (die alkalimetale) tot die regterkantse kolom (die edelgasse). Voorheen is hulle in Romeinse syfers gemerk.

Elemente in dieselfde groep neig om patrone te toon in atoomradius, ionisasie-energie en elektronegatiwiteit. Van bo na onder in ’n groep neem die atoomradius van die elemente toe; elektrone kom dus verder van die kern af voor. Van bo na onder neem die ionisasie-energie af, want dit is makliker om ’n elektron te verwyder omdat die atome se verbinding nie so sterk is nie. Net so neem elektronegatiwiteit af van bo na onder. Daar is egter uitsonderings op die reël, soos in groep 11, waar die elektronegatiwiteit verder af in die groep toeneem.

Periodes

’n "Periode" is ’n horisontale ry in die periodieke tabel. Hoewel vertikale ooreenkomste gewoonlik groter is, is daar dele van die tabel waar die horisontale ooreenkomste groter is, soos in die f-blok, waar die lantaniede en aktiniede twee duidelike horisontale reekse elemente is.

Die verskillende blokke in die periodieke tabel.

Elemente in dieselfde periode toon tendense in die atoomradius, ionisasie-energie en elektronegatiwiteit. Van links na regs in die tabel neem die atoomradius gewoonlik af. Dit gebeur omdat elke opeenvolgende element ’n bykomende proton en elektron het, wat veroorsaak dat die elektron meer deur die kern aangetrek word. Dit veroorsaak dat die ionisasie-energie van links na regs toeneem: hoe meer die elektrone deur die kern aangetrek word, hoe meer energie is nodig om ’n elektron te verwyder. Net so neem elektronegatiwiteit van links na regs toe. Elektronaffiniteit toon ook ’n tendens. Metale (links) het gewoonlik ’n laer elektronaffiniteit as die nie-metale (regs), met die uitsondering van die edelgasse.

Blokke

Vanweë die belangrikheid van die buitenste elektronskil word die verskillende areas van die periodieke tabel soms "blokke" genoem, waarvan die name verwys na die subskil met die "laaste" elektron. Die s-blok bevat die eerste twee groepe (alkalimetale en aardalkalimetale) sowel as waterstof en helium. Die p-blok bevat die laaste ses groepe: van 13 tot 18, onder meer die metalloïdes. Die d-blok bevat groep 3 tot 12, onder meer al die oorgangsmetale. Die f-blok, wat gewoonlik onderaan die res van die tabel aangetoon word, bevat die lantaniede en aktiniede.

Variasies

Die lantaniede en aktiniede word gewoonlik onderaan die res van die periodieke tabel aangetoon, soos heel bo. Dit is bloot om estetiese en praktiese redes. Hulle kan ook deel van die hooftabel vorm en op hul regte plek as deel van die sesde en sewende periode ingevoeg word om ’n breë tabel te vorm, soos onder aangedui:

Groep →

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

↓ Periode

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87  Fr

88 Ra

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Nh

114 Fl

115 Mc

116 Lv

117 Ts

118 Og

Kategorieë van elemente

Alkalimetale	Aardalkalimetale	Lantaniede	Aktiniede	Oorgangsmetale	Onbekende   chemiese   eienskappe
Hoofgroepmetale	Metalloïdes	Niemetale	Halogene	Edelgasse

Periodieke eienskappe

Talle eienskappe van die elemente, soos die atoomradius, die ionisasie-energie, die elektronegativiteit, die smeltpunte en so meer vertoon 'n periodieke gedrag en die tabel kan gebruik word om dit in kaart te bring.

Elektronegativiteit

Hierdie belangrike kenmerk van 'n element se eienskappe bepaal hoofsaaklik watter bindings die element met ander elemente kan vorm. Langs die hoofdiagonaal van frankium (linksonder) na fluoor (regsbo) neem die waarde van die elektronegatiwiteit toe, maar daar is ook party eilande met taamlik hoë waardes (sien wolfram, goud, lood).

Elektronegatiwiteit van die elemente

Smeltpunt

Veral in die d-blok kan elemente 'm hoë smeltpunt bereik maar die diagonale groep van die metalloïede het ook hoë smeltpunte.

Smeltpunte van die elemente

Geskiedenis

Die periodieke tabel is oorspronklik ontwerp sonder kennis van die inwendige bou van die atoom. Die elemente is gerangskik volgens hul atoommassa. Die Duitser Johann Wolfgang Döberreiner was die eerste wat opgemerk het dat daar ’n golfbeweging ontstaan het in die eienskappe. Hy het triade van ooreenkomstige elemente onderskei. Die Engelsman John Alexander Reina Newlands het ontdek daar bestaan ’n reëlmatigheid in elke 8 elemente, maar hy is bespot toe hy die vermoede uitspreek dat dit vergelykbaar met die oktawe in musiek kon wees. Uiteindelik het die Duitser Lothar Meyer en die Rus Dmitri Mendelejef die eerste perodieke tabel gepubliseer. Daarby het hulle die massa van telluur en jodium omgeruil. Dit het die ooreenstemming van tendense verbeter. Ná die koms van die golfmeganika het dit duidelik geword dat hierdie stap geregverdig was.

Sien ook

• Uitgebreide periodieke tabel
• Lys van elemente volgens naam
• Lys van elemente volgens simbool

Bibliografie

• Ball, Philip (2002). The Ingredients: A Guided Tour of the Elements. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-284100-9.
• Chang, Raymond (2002). Chemistry (7th uitg.). New York: McGraw-Hill Higher Education. ISBN 0-07-112072-6.
• Gray, Theodore (2009). The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. New York: Black Dog & Leventhal Publishers. ISBN 978-1-57912-814-2.
• Huheey, JE; Keiter, EA; Keiter, RL. Principles of structure and reactivity (4th uitg.). New York: Harper Collins College Publishers. ISBN 0-06-042995-X.
• Moore, John (2003). Chemistry for Dummies. New York: Wiley Publications. p. 111. ISBN 978-0-7645-5430-8. OCLC 51168057.
• Scerri, Eric (2007). The periodic table: Its story and its significance. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-530573-6.
• Scerri, Eric R. (2011). The periodic table: A very short introduction. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-958249-5.
• Venable, F P (1896). The development of the periodic law. Easton PA: Chemical Publishing Company.

Eksterne skakels

• Chemistry: Web Elements (en)
• 'n Weergawe van die periodieke tabel Geargiveer 2 Desember 2003 op Wayback Machine vir magnetiese resonansie. (en)
• Kook- en smeltpunte van die elemente (Afrikaans)
• Interaktiewe periodieke tabel (Afrikaans)
• Wikiwoordeboek het 'n inskrywing vir periodieke tabel.
• Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia