Imaginează-ți că ai 118 elemente și trebuie să le aranjezi astfel încât, doar privind locul unui element, să-i poți ghici comportarea. Exact asta face tabelul periodic. Ideea de bază a fost publicată de Dmitri Mendeleev în 1869, iar el a lăsat chiar locuri libere pentru elemente încă nedescoperite, cărora le-a anticipat proprietățile. Pentru tine, tabelul periodic este cea mai utilă „fițuică” permisă la chimie.
Structura atomului, pe scurt
Atomul are un nucleu format din protoni și neutroni, înconjurat de electroni.
- Numărul atomic = numărul de protoni = numărul de electroni din atomul neutru.
- Numărul de masă = numărul de protoni + numărul de neutroni.
- Numărul de neutroni: .
Notația unui atom este , de exemplu are protoni, electroni și neutroni.
Izotopii sunt atomi ai aceluiași element (același ) cu număr de masă diferit (de exemplu și ).
Configurația electronică
Electronii ocupă straturi (numerotate sau K, L, M, …) împărțite în substraturi , , , . Un substrat poate avea cel mult electroni, cel mult , cel mult , iar cel mult .
Ordinea de ocupare (după energie) începe astfel:
Observă că se ocupă înaintea lui .
Organizarea tabelului periodic
Tabelul are 7 perioade (rânduri) și 18 grupe (coloane). În manualele românești vei întâlni și notația veche: grupele principale IA–VIIIA și grupele secundare B.
Legea periodicității: proprietățile elementelor variază periodic în funcție de numărul atomic .
Legătura dintre configurație și poziție:
- numărul perioadei = numărul de straturi ocupate cu electroni;
- pentru grupele 1 și 2 (IA, IIA), numărul grupei = numărul de electroni de valență;
- pentru grupele 13–18 (IIIA–VIIIA), numărul de electroni de valență = numărul grupei − 10 (heliul, cu doar 2 electroni, este excepția din grupa 18).
Blocurile: elementele din grupele 1–2 formează blocul s, cele din grupele 13–18 blocul p, metalele tranziționale (grupele 3–12) blocul d, iar lantanidele și actinidele blocul f.
Cum variază proprietățile
| proprietate | în perioadă (stânga → dreapta) | în grupă (sus → jos) |
|---|---|---|
| raza atomică | scade | crește |
| caracterul metalic | scade | crește |
| caracterul nemetalic | crește | scade |
| electronegativitatea | crește | scade |
Explicația: într-o perioadă, numărul de straturi rămâne același, dar sarcina nucleului crește, deci electronii sunt atrași mai puternic. Într-o grupă, fiecare element are un strat în plus, deci electronii de valență sunt mai departe de nucleu.
Metalele (în stânga) cedează ușor electroni și formează ioni pozitivi: . Nemetalele (în dreapta) acceptă electroni și formează ioni negativi: . Gazele rare (grupa 18) au configurații stabile și reacționează foarte greu.
Exemple rezolvate
Exemplul 1: clorul ()
Configurația: .
- straturi ocupate: 3, deci perioada 3;
- electroni de valență: , adică , deci grupa 17 (VIIA), blocul p;
- îi lipsește un electron până la octet, deci este un nemetal care formează ionul .
Exemplul 2: calciul ()
Configurația: (după urmează , nu ).
- straturi ocupate: 4, deci perioada 4;
- electroni de valență: , deci grupa 2 (IIA), blocul s;
- este un metal care cedează 2 electroni și formează .
Pentru izotopul : neutroni.
Exemplul 3: comparații în perioadă și în grupă
Ordonează Na (), Mg () și Cl () după rază și după electronegativitate.
Toate sunt în perioada 3, iar crește de la Na la Cl. Deci:
- raza atomică: ;
- electronegativitatea: .
În grupa 1, de la Li la Na și apoi la K, raza crește, electronul de valență este cedat tot mai ușor, iar reactivitatea față de apă crește: litiul reacționează liniștit, potasiul mult mai violent.
Greșeli frecvente
- Confuzia între și . (numărul mic, jos) dă identitatea elementului; (numărul mare, sus) include și neutronii.
- Ordinea / . La potasiu și calciu, electronii intră în , nu în .
- Numărul grupei pentru blocul p. Clorul are 7 electroni de valență, dar este în grupa 17. În notația veche este VIIA, iar cifra romană coincide cu numărul de electroni de valență.
- Tendințele inversate. Raza scade spre dreapta în perioadă, chiar dacă atomii au mai mulți electroni: crește atracția nucleului.
- Electronii ionilor. are electroni, nu ; are , nu .
Pe scurt
- = protoni = electroni (în atomul neutru), .
- Perioada = numărul de straturi; grupa se deduce din electronii de valență.
- Raza și caracterul metalic cresc în jos și spre stânga; electronegativitatea și caracterul nemetalic cresc în sus și spre dreapta.
- Metalele formează ioni pozitivi, nemetalele ioni negativi, ca să ajungă la o configurație stabilă.