Periodická soustava prvků
3. a) Periodická soustava prvků
(zákonitosti uspořádání prvků v periodické tabulce, periody, skupiny, elektronegativita, oxidační čísla atd.)
- vychází z periodického zákona -> Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich protonového čísla
- v řadě prvků uspořádaných podle rostoucí hodnoty protonového čísla jsou vždy po určitém počtu prvků (periodě) prvky navzájem podobné
- prvky v periodické tabulce jsou uspořádány:
o podle vzrůstajícího protonového čísla
o do 7 vodorovných řad – PERIOD (podobné prvky jsou umístěny pod sebou)
o do 18 svislých sloupců – SKUPIN (sdružující chemické prvky podobných vlastností)
o tabulka se vyčleňuje ze 6. periody 14 prvků za lanthanem (lanthanoidy) a ze 7. periody 14 prvků za aktinem (aktinoidy) = prvky vnitřně přechodné
- podobné vlastnosti prvků v jedné skupině tabulky jsou důsledkem podobné konfigurace valenční elektronové vrstvy jejich atomů. Elektronová konfigurace valenční vrstvy prvků téže skupiny se liší pouze hlavním kvantovým číslem, počet valenčních elektronů je stejný
- elektronegativita je schopnost vázaného atomu přitahovat vazebný elektronový pár. Značí se velkým písmenem X a nemá jednotku. Opakem elektronegativity je elektropozitivita.
o Chemická vazba nepolární je vazba, ve které je rozdíl elektronegativit menší než 0,4. Vazebný elektronový pár je přesně uprostřed mezi vazebnými partnery.
o Rozdíl elektronegativit vypočítáš tak, že odečteš hodnoty elektronegativit obou prvků podílejích se na vazbě.
o Chemická vazba polární je vazba, ve které je rozdíl elektronegativit větší než 0,4 a menší než 1,7. Vazebnýelektronový pár je blíže elektronegativnějšímu atomu.
o Chemická vazba polární je vazba, ve které je rozdíl elektronegativit větší než 0,4 a menší než 1,7. Vazebnýelektronový pár je blíže elektronegativnějšímu atomu.
o Chemická vazba iontová je vazba, ve které je rozdíl elektronegativit větší než 1,7. Elektronegativnější atom si přitáhne celý vazebný elektronový pár a vznikne z něj anion. Elektropozitivnější atom je ochuzen o elektron a vznikne z něj kation.
o Iontové sloučeniny se neskládají z molekul, ale jsou složeny z kationtů a aniontů.
- Oxidační číslo definuje součet pozitivních a negativních nábojů v atomu. Udává počet přijatých, nebo odevzdaných elektronů. Pokud elektrony přijímá - je toto číslo záporné a pak se jedná o anion. Pokud je odevzdává - je číslo kladné a jde o kation. Atom v základním stavu má oxidační číslo rovné nule. Atom jednoho prvku může mít různá oxidační čísla podle toho, v jaké sloučenině se zrovna nachází.
o Algebraický součet oxidačních čísel atomů v neutrální molekule musí být roven nule, v případě iontu se musí rovnat jeho náboji.
1. Fluor má vždy oxidační číslo -1, protože je to nejelektronegativnější prvek.
2. Vodík má běžně oxidační číslo +1, s výjimkou sloučenin, kde je vázán k elektropozitivnějšímu prvku (NaH, NaBH4, ...), kde má oxidační číslo -1.
3. Kyslík má oxidační číslo -2, výjimku tvoří (peroxidy (-1), …)
4. Alkalické kovy mají oxidační stav +1, výjimku tvoří pouze alkalidy.
5. Kovy alkalických zemin mají vždy oxidační číslo +2.
6. Halogeny, mají oxidační číslo -1, pokud nejsou vázány ke kyslíku, dusíku nebo elektropozitivnějšímu halogenu.
Příklad: V molekule Cr(OH)3, má kyslík oxidační číslo -2 a vodík +1. Tři hydroxidové skupiny mají tedy náboj -3. Jelikož se jedná o neutrální molekulu musí být oxidační stav chromu +3.
- Mezi nepřechodné prvky patří:
o s-prvky, jejichž valenční elektrony obsazují pouze hladiny ns, kde n je rovno číslu periody (prvky 1. a 2. skupiny a helium)
o p-prvky, - obsahují ns a np, kde n je rovno číslu periody (prvky 13. – 18. skupiny)
- Mezi přechodné prvky patří:
o d-prvky -> ns a (n-1)d, kde n je rovno číslu periody (3. – 12. skupina)
- Mezi vnitřně přechodné prvky patří:
o f-prvky, jejichž valenční elektrony obsazují hladiny ns a (n-2)f, popřípadě i (n-1)d, tzv. lanthanoidy a aktinoidy
- prvky podle fyzikálních vlastností můžeme dělit na:
o NEKOVY – prvky, které mají velkou elektronovou afinitu, strukturu valenčních orbitalů podobnou nejbližšímu vyššímu vzácnému plynu (např. halogeny – snadno přijmou elektron a tvoří anion)
o POLOKOVY – prvky, které mají některé vlastnosti kovů a některé nekovů (bor, křemík, tellur)
o KOVY- mají nízkou ionizační E (snadno tvoří kationty), s kovovým leskem, velkou elektrickou i tepelnou vodivost, tažné, kujné (alkalické kovy – snadno odstěpí elektron a vytvoří kladný ion)
- Některé skupiny prvků mají své skupinové názvy:
o 1. skupina (kromě H) ->Alkalické kovy (mají vždy pouze jeden valenční elektron ve slupce s)
o 2. (kromě Be a Mg) -> Kovy alkalických zemin
o 13. -> Triely
o 14. -> Tetrely
o 15.-> Pentely
o 16. -> Chalkogeny
o 17. -> Halogeny (se sedmi valenčními elektrony – dvěma ve slupces a 5 ve sféře p)
o 18. -> vzácné plyny
- Vlastnosti atomů prvků závislé na protonovém čísle:
o velikost atomů v jednotlivých skupinách nepřechodných prvků s rostoucím protonovým číslem roste (platí i pro odpovídající ionty)
o hodnoty ionizační energie s rostoucím protonovým číslem
§ v jednotlivých skupinách klesají
§ v periodách rostou
o elektronegativita prvků v tabulce plynule roste zleva doprava a zdola nahoru
o kovový charakter prvků v tabulce stoupá zprava doleva a svrchu dolů
Statistika