Basiskennis chemie/Classificatie van stoffen/Periodiek Systeem Elementen
Atomen rangschikken
Was het idee van atomen en elementen rond 1800 in de wetenschap geaccepteerd, hoeveel elementen er waren was toen nog lang niet duidelijk. In de eerste helft van de 19e eeuw was de jacht op elementen open. In een hoog tempo werden steeds weer nieuwe elementen gevonden. Sommige leken op elkaar, zoals chloor, broom en jood, of de groep lithium, natrium, kalium. Ook koper, zilver en goud werden als groep herkend. Een algemeen overzicht ontbrak nog omdat niet duidelijk was hoeveel elementen er nu precies waren: de in Kern en elektronen genoemde lading van de kern, en het feit dat elk element zijn eigen kernlading heeft, werden pas aan het eind van de 19e eeuw bekend.
Orde in de chaos
Na zink ontbraken er, wat eigenschappen betreft twee elementen. Volgens Mendelejev waren die twee gewoon nog niet ontdekt!. Op grond van de eigenschappen van aluminium en indium enerzijds en silicium en tin anderzijds durfde hij de eigenschappen van de ontbrekende elementen, door hem eka-aluminium en eka-silicium genoemd en nu bekend als gallium en germanium, te voorspellen. Toen de elementen een aantal jaren later gevonden werden, bleken de eigenschappen, verbindingen en vindplaats opmerkelijk goed overeen te stemmen met de voorspellingen van Mendelejev.
.svg)
| Eigenschap | Gallium[1] | Germanium[2] | ||
| Voorspelling | Gemeten | Voorspelling | Gemeten | |
| Atoomgewicht | ~68 | 69.723 | 72.64 | 72.59 |
| Dichtheid (g/cm3) | 5.9 | 5.904 | 5.5 | 5.35 |
| Smeltpunt (°C) | laag | 29.767 | hoog | 947 |
| Kleur | grijs | grijs | ||
| oxide type | Vuurvast dioxide | vuurvast dioxide | ||
| Formule van het oxide | ||||
| Dichtheid van het oxide (g/cm3) | 5.5 | 5.88 | 4.7 | 4.7 |
| Type van het hydroxide | amfoteer | amfoteer | ||
| Type oxide | zwak basisch | zwak basisch | ||
| Formule van het chloride | ||||
| Kookpunt van het chloride (°C) | < 100 | 86 ( ) | ||
| Dichtheid van het chloride (g/cm3) | 1.9 | 1.9 | ||
Eka-Aluminium
Eka-Germanium
Eka-Germanium
Omdat Mendelejev nog niets wist over de kernlading of de elektronen had hij ook geen last van het feit dar de edelgassen nog niet bekend waren in zijn tijd. Ook op sommige plaatsen waar de molaire massa van een volgend element net iets lager uitvalt, was voor hem geen probleem omdat een van de twee elementen nog niet gevonden was. Op andere plaatsen was hij brutaal genoeg om enkele keren het geheel van eigenschappen van een element zwaarder te laten wegen dan de volgorde van de molaire massa's.
Edelgassen
Omdat kenmerkende eigenschappen zich periodiek in de lijst herhalen, wordt de tabel die door Mendelejev ontworpen werd aangeduid met de naam: Periodiek Systeem der Elementen, of kortweg Periodiek Systeem. Vandaag de dag kunnen we deze periodiciteit verklaren uit de opbouw van de elektronenwolk. Omdat de meer naar buiten gelegen schillen meer elektronen kunnen bevatten (zie de paragraaf over elektronenschillen zijn de latere periodes langer. Je kunt ook zeggen: in de eerdere periodes worden plaatsen opengelaten.
Periodiek Systeem
Het periodiek systeem
Het blijkt dat als de verschillende atoomsoorten worden gerangschikt in een tabel op volgorde van hun kernlading of, wat ook vaak gezegd wordt, atoomnummer van linksboven naar rechtsonder met rijen van bepaalde lengte dan vormen de atoomsoorten in de kolommen families met gelijksoortige eigenschappen. De tabel heet het periodiek systeem der elementen (PS).
Het totaal van de elementen bedraagt (in 2020): 2 + 8 + 8 + 18 + 18 + 32 + 32 = 118. Het systeem en de theorie hebben wel al ruimte voor elementen die (misschien) nog ontdekt worden. Deze elementen hebben dan een hogere kernlading dan 118.Aantal elementen
Het huidige periodiek systeem
| Het periodiek systeem der elementen | ||||||||||||||||||
| 1 Ia |
18 0 | |||||||||||||||||
| 1 | 1 H |
2 IIa |
13 IIIa |
14 IVa |
15 Va |
16 VIa |
17 VIIa |
2 He | ||||||||||
| 2 | 3 Li |
4 Be |
5 B |
6 C |
7 N |
8 O |
9 F |
10 Ne | ||||||||||
| 3 | 11 Na |
12 Mg |
3 IIIb |
4 IVb |
5 Vb |
6 VIb |
7 VIIb |
8 VIIIb |
9 VIIIb |
10 VIIIb |
11 Ib |
12 IIb |
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 |
* |
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 |
** |
(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 |
| *Lanthaniden | 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 | |||
| **Actiniden | 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 | |||
Huidige periodiek systeem
De kolommen van het PS heten groepen, genummerd van 1 tot en met 18, en de rijen, heten periodes, genummerd van 1 tot en met 7. De groepen 1,2,13,..,18 heten hoofdgroepen en de groepen 3,..,12 overgangsmetalen.
Periode 1 heeft twee groepen, H waterstof en He Helium. Periode 2 en 3 hebben elk 8 groepen. In periode 4 tot en met 7 worden 10 groepen toegevoegd. In periode 6 en 7 bestaat groep 3 uit 15 elementen.Periode
Groep
Hoofdgroep
Overgangsmetalen
Groep
Hoofdgroep
Overgangsmetalen
Speciale namen
Groepen worden, met name die met de overgangsmetalen, benoemd door het bovenste element van de groep. Daarnaast worden ook onderstaande benamingen vaak gebruikt:
- Alkalimetalen
- De elementen in groep 1, behalve waterstof. Als metaal reageren deze elementen allemaal heftig tot zeer heftig met water onder vorming van een loog.
Alkalimetalen
Groep 1
Groep 1
- Aardalkalimetalen
- Deze elementen staan in groep 2. Ze reageren ook met water, maar minder heftig dan hun buren in groep 1 in dezelfde periode.
Aardalkalimetalen
Groep 2
Groep 2
- Halogenen
- De naam van deze groep betekent "zoutvormers". De bekendste vertegenwoordiger is chloor, dat als chloride deel uitmaakt van keukenzout.
Halogenen
Groep 17
Groep 17
- Edelgassen
- De laatst ontdekte groep in het periodiek systeem. De atomen van deze elementen hebben allemaal een volle of voorlopig volle valentieschil. Hierdoor reageren ze allemaal niet of met grote moeite met andere elementen.
Edelgassen
- Lanthaniden
- De extra elementen in groep 3 in periode 6
Lanthaniden
- Actiniden
- De extra elementen in groep 3 in periode 7
Actiniden
Het Periodiek systeem in 1869
In onderstaand periodiek systeem zijn de molaire massa's vermeld met de nauwkeurigheid zoals die in 1869 bekend was, op één decimaal. Hoewel de rode draad wel de oplopende molaire massa is, geven de rode vakjes aan waar Mendelejev de moed had te volgorde om te draaien om de eigenschappen van de elementen op de juiste wijze te rangschikken.
Van de groen aangegeven elementen zijn door Mendelejev goede voorspellingen van de eigenschappen gedaan.
| De elementen die 1869 bekend waren in het periodiek systeem. | ||||||||||||||||||
| 1 Ia |
goede voorspelling | 18 0 | ||||||||||||||||
| 1 | H 1.0 |
2 IIa |
omgewisseld ivm eigenschappen | 13 IIIa |
14 IVa |
15 Va |
16 VIa |
17 VIIa |
||||||||||
| 2 | Li 6.9 |
Be 9.0 |
B 10.8 |
C 12.0 |
N 14.0 |
O 16.0 |
||||||||||||
| 3 | Na 23.0 |
Mg 24.3 |
3 IIIb |
4 IVb |
5 Vb |
6 VIb |
7 VIIb |
8 VIIIb |
9 VIIIb |
10 VIIIb |
11 Ib |
12 IIb |
Al 27.0 |
Si 28.1 |
P 31.0 |
S 32.1 |
Cl 35.5 |
|
| 4 | K 39.1 |
Ca 40.1 |
Ti 45.0 |
V 50.9 |
Cr 52.0 |
Mn 54.9 |
Fe 55.9 |
Co 58.9 |
Ni 58.7 |
Cu 63.6 |
Zn 65.4 |
As 74.9 |
Se 79.0 |
Br 79.9 |
||||
| 5 | Rb 85.5 |
Sr 87.6 |
Y 88.9 |
Zr 91.2 |
Nb 92.9 |
Mo 95.9 |
Ru 101.1 |
Rh 102.9 |
Pd 106.4 |
Ag 107.9 |
Cd 112.4 |
In 114.8 |
Sn 118.7 |
Sb 121.8 |
Te 127.6 |
I 126.9 |
||
| 6 | Cs 132.9 |
Ba 137.3 |
* |
Ta 180.9 |
W 183.9 |
Os 190.2 |
Ir 192.2 |
Pt 195.1 |
Au 197.0 |
Hg 200.6 |
Tl 204.4 |
Pb 207.2 |
Bi 209.0 |
|||||
| 7 | ** |
|||||||||||||||||
| *Lanthaniden | La 138.9 |
Ce 140.1 |
Sm 150.4 |
Tb 159.9 |
Er 167.3 |
|||||||||||||
| **Actiniden | Th 232.0 |
U 238.0 |
||||||||||||||||
Periodiek systeem in 1869
- ↑ Greenwood and Earnshaw, p. 217.
- ↑ Winkler, Clemens (1887). Mittheilungen über des Germanium. Zweite Abhandlung. J. Prak. Chemie 36 (1): 177–209. DOI: 10.1002/prac.18870360119. Geraadpleegd op 20 augustus 2008.