Periodni sistem elemenata

  • Published on
    02-Feb-2016

  • View
    65

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

PSE referat

Transcript

<p>REFERAT IZ HEMIJE:Periodni sistem elemenata i povezanost PSE sa graom elektronskog omotaa</p> <p>Sadraj1. Uvod2. Periodni sistem elemenata 2.1. Otkrie periodnog sistema elemenata3. Podjela PSE 3.1.Periode 3.2. Grupe4.Atomi i elektronski omota5. PSE I osobine elemenata6. Zakljuak 7. Literatura</p> <p>1. UVOD</p> <p>Periodni sistem elemenata je tablica u koju su smjeteni svi do sada poznati elementi potujui zakon periodinosti. U 19. stoljeu poveavao se broj otkrivenih hemijskih elemenata, a samim tim i potreba da se oni klasifikuju na odreen nain. Mnogi hemiari tog vremena pokuavali su da izvre tu klasifikaciju. Prva poznata klasifikacija hemijskih elemenata potie iz sredine XIX vijeka. Tada su svi elementi bili podijeljeni na dvije grupemetale i nemetale. Ovakva klasifikacija hemijskih elemenata bila je veoma gruba i nesavrena zato to je izmeupojedinih metala, kao i meu nemetalima postojala znatna razlika. Osim toga, utvreno je da neki elementi imaju svojstva i metala i nemetala.Najvie uspjeha u tom poslu imao je ruski hemiar DMITRIJ IVANOVI MENDELJEJEV (1834 1907). On je redao do tada poznate hemijske elemente u niz po porastu njihove atomske mase. Prvi u nizu bio je element sa najmanjom atomskom masom, dok je svaki slijedei imao veu masu. Na taj nain je svaki element dobio svoje mjesto i svoj redni broj (danas je to atomski broj Z ). U isto vrijeme, ispitivao je i svojstva tih elemenata i uoio da su hemijska svojstva svakog osmog elementa slina, tj. da sesvojstva elemenata periodino ponavljaju. Elemente sa slinim svojstvima Mendeljejev je stavljao jedne ispod drugih. Tako je dobio tablicu sa vodoravnim (horinzontalnim) i uspravnim (vertikalnim) redovima. Ruski naunik D. I. Mendeljejev je 1869. godine doao na ideju da poreda 63 do tada poznata elementa u jedan red prema rastuim atomskim masama. Elemente je numerisao prema redoslijedu po kome ih je redao, a broj koji je svaki element dobionazvao je redni broj. Posmatrajui elemente u ovom dugom nizu, Mendeljejevje primijetio da se one pravilno i periodino mijenjaju: poslije odreenog broja elemenata slijedio je element slinih svojstava.Na osnovu toga, Mendeljejev je definisao zakon periodinosti svojstva elemenata u periodnom sistemu elemenata se periodino ponavljaju sa porastom njihove atomske mase. Tako je nastao Periodni sistem elemenata sa sedam vodoravnih redova koje se nazivaju PERIODE i osamnaest uspravnih redova koje se nazivaju GRUPE.</p> <p>Primjenom ovog zakona kod nekih elemenata se javljaju neloginosti. Tako je Mendeljev stavio argon (Ar) ispred kalija (K),iako argon ima veu atomsku masu.Mendeljev je smatrao da je ovo odstupanje posljedica neprecizno odreenih relativnih atomskih masa. Otkrivanjem novih elemenata utvreno je da ovakvih odstupanja ima jo. Ovaj problem u hemiji je rijeen kasnije, kada je utvreno da bitno obiljeje elementa nije relativna atomska masa nego atomski ili redni broj. Zbog toga je zakon periodinosti izmijenjen i danas glasi:Osobine elemenata kao i osobine i oblici njiovih spojeva,pravilno se mijenjaju i periodino ponavljaju,ako se elementi redaju po rastuim atomskim brojevima.</p> <p>Prema slinosti fizikih i hemijskih svojstava, hemijski elementi se dijele u 4 grupe :1) Metali,2) Nemetali,3) Metaloidi ili prelazni elementi i4) Plemeniti ili inertni gasovi.</p> <p>2. PERIODNI SISTEM ELEMENATA</p> <p>Slika 1. Periodni sistem elemenata (PSE)</p> <p>Tablica PSE sadri osnovne podatke o svakom hemijskom elementu, i to : njegov hemijski simbol, naziv, atomski broj i relativnu atomsku masu.2.1. OTKRIE PERIODNOG SISTEMA ELEMENATA</p> <p>Sredinom devetnaestog stoljea ruski hemiar Dimitrije Ivanovi Mendeljejev je otkrio da hemijski elementi pokazuju osobinu periodinosti kada se poredaju po rastuim atomskim teinama. Taj zakon je omoguio Mendeljejevu da elemente svrsta u periodni sistem prema atomskim teinama tako da srodni elementi zauzmu mjesto u istoj koloni jedan ispod drugog. Tako je bio u mogunosti da predvidi na kom se mjestu u Periodnom sistemu nalaze jo neotkriveni elementi, u kakvim se jedinjenjima moraju traiti i mogu nai, i kakve su im hemijske i fizike osobine.[footnoteRef:1] [1: Jasmina Hadimurtezi, Hemija za II razred gimnazije, Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta, Sarajevo, 1996., 49.] </p> <p>Njegov vrhunski domet koji ga je maksimalno ispunio bilo je stvaranje Mendeljejevog zakona i razvoj periodnog sistema elemenata. Jos u mladosti vjerovao je u postojanje reda meu elementima i proveo je vie od 13 godina u skupljanju podataka i stvaranju koncepta periodnog sistema. 6. marta 1869. predstavio je u ruskom hemijskom drutvu svoj rad pod naslovom Zavisnost svojstava atoma od njihove atomske teine. Rad je imao osam glavnih taaka:1. Elementi su grupisani prema njihovoj atomskoj teini i imaju prirodnu periodinost osobina. 2. Elementi koji su slini po hemijskim svojstvima imaju atomsku teinu koja je blizu iste vrijednosti ( na primer Pt, Ir i Os ) ili koja raste pravilno ( na primjer K, Ru i Cs ). 3. Elementi koji pripadaju istoj grupi u pogledu atomske teine imaju istu valentnost. 4. Elementi koji su u prirodi najzastupljeniji imaju male atomske teine. 5. Veliina atomske teine odreuje karakter elementa, ba kao to veliina molekula odreuje karakter jedinjenja. 6. Moraju se oekivati otkria dosada nepoznatih elemenata, na primjer elemenata anlognih aluminijumu i silicijumu, ija je atomska teina izmeu 65 i 75. 7. Atomska teina moe doprinjeti novim saznanjima o odreenom elementu. Tako atomska teina telura mora biti izmeu 123 i 126 i ne moe biti 128. Karakteristine osobine elemenata odreene su njihovom atomskom teinom. </p> <p>Slika 2. Dmitrij Ivanovi Mendeljejev (8. februar 1834. - 2. februar 1907.)3. PODJELA PERIODNOG SISTEMA ELEMENATA</p> <p>Prema slinosti fizikih i hemijskih svojstava, hemijski elementi se dijele u 4 grupe : Metali, Nemetali, Metaloidi ili prelazni elementi i Plemeniti ili inertni gasovi.Svaki element u periodnom sistemu predstavljen je hemijskim simbolom, atomskim (rednim) brojem i relativnom atomskom masom. Elementi su u PSE poredani po rastuim atomskim brojevima. Horizontalni redovi elemenata zovu se periode, a vertikalni grupe.</p> <p>3.1. PERIODE</p> <p>Periodni sistem elemenata se sastoji od 7 perioda. Prvaperioda sadri 2 elementa, a druga i trea po 8. One su maleperiode. etvrta i peta perioda sadre po 18 elemenata, a esta 32 elementa. Ove tri periode su velike periode. Sedma perioda nije zavrena. Jezgra atoma elemenata sedme periode nisu stabilna i spontano se raspadaju. Hemijska svojstva elemenata u pojedinimperiodama postepeno se mijenjaju : na poetku perioda nalaze seizraziti metali, iji oksidi sa vodom grade jake baze. Idui u desno, u pravcu porasta atomskih brojeva, opada metalni, a raste nemetalni karakter elemenata. U sredini perioda nalaze se elementi koji imaju svojstva i metala i nemetala (tzv. metaloidi).Njihovi hidroksidi imaju amfoterni karakter i otapaju se i ukiselinama i u bazama. Na kraju perioda nalaze se izraziti nemetali, iji oksidi sa vodom grade kiseline. Sve periode, osim sedme, zavravaju se plemenitim (inertnim) gasom.Unutar este periode, koja ukljuuje 32 elementa, iza lantana dolazi posebna grupa od 14 elemenata po hemijskim svojstvima nalik lantanu, pa se zovu lantanoidi. I sedma perioda, iza aktinijuma, ukljuuje grupu od 14 elemenata nalik aktinijumu, koji se nazivaju aktinoidi. Lantanoidi i aktinoidi se redovno, iz isto grafikih razloga, izdvajaju na dno tablice periodnog sistema elemenata.[footnoteRef:2]Najvii energetski nivo u atomu plemenitog gasa potpunoje popunjen elektronima, tako da ovaj element ne pokazuje nikakvu reaktivnost. Svojstva elemenata se periodino mijenjaju sa porastom atomskog broja jer se periodino mijenja broj elektrona u najviem energetskom nivou njihovih atoma. [2: Jasmina Hadimurtezi, Hemija za II razred gimnazije, Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta, Sarajevo, 1996., 48.] </p> <p>Periode se obiljeavaju arapskim ciframa. Prve tri periode su male periode, dok su preostale etiri velike periode. estoj periodi pripadaju lantanoidi, a sedmoj aktinoidi. Oni su u PSE prikazani izdvojeno u donjem dijelu tablice, radi preglednosti. Hemijski elementi koji pripadaju istoj periodi imaju atome u kojima se elektroni rasporeuju na istom broju energetskih nivoa. BROJ ENERGETSKIH NIVOA JEDNAK JE BROJU PERIODE.[footnoteRef:3] [3: S. Bievi, Repetitorij iz hemije za uenike srednjih kola, Zavod za izdavanje udbenika, Sarajevo, 1972., 39.] </p> <p>Na primjer, atomi natrijuma, magnezijuma i aluminijuma se nalaze u treoj periodi. To znai da se njihovi valentni elektroni nalaze na treem energetskom nivou, tj. na nivou M. Prvi element u periodi ima jedan valentni elektron, dok posljednji element u periodi ima osam valentnih elektrona. Hemijska svojstva elemenata u istoj periodi se postepeno mjenjaju. Svaka perioda poinje metalom, postepeno elementi prelaze u metaloide, pa u nemetale, dok je na kraju svake periode plemeniti (inertni) gas.</p> <p>3.2. GRUPE </p> <p>Vertikalne kolone elemenata u periodnom sistemu nazivaju se grupe. Postoji 18 grupa, a oznaavaju se na tri naina.[footnoteRef:4] Dva naina (evropski i ameriki) oznaavaju grupe rimskim brojevima i slovom (A ili B), a trei, kojeg preporuuje IUPAC oznaava grupe arapskim brojevima. [4: Ivan Filipovi, Stjepan Lipanovi: Opa i anorganska kemija, kolska knjiga, Zagreb, 1995., 41.] </p> <p>Grupe periodnog sistema elemenata su (u zagradama je naveden stari sistem oznaavanja: evropski i ameriki): 1. Grupa (IA,IA): Alkalni metali 2. Grupa (IIA,IIA): Zemnoalkalni metali 3. Grupa (IIIA,IIIB): Grupa skandijuma 4. Grupa (IVA,IVB): Grupa titanijuma 5. Grupa (VA,VB): Grupa vanadijuma 6. Grupa (VIA,VIB): Grupa hroma 7. Grupa (VIIA,VIIB): Grupa mangana 8. Grupa (VIII, VIIIB): Grupa eljeza 9. Grupa (VIII, VIIIB): Grupa kobalta 10. Grupa (VIII, VIIIB): Grupa nikla 11. Grupa (IB,IB): Grupa bakra 12. Grupa (IIB,IIB): Grupa cinka 13. Grupa (IIIB,IIIA): Grupa bora 14. Grupa (IVB,IVA): Grupa ugljika 15. Grupa (VB,VA): Grupa azota 16. Grupa (VIB,VIA): Halkogeni elementi 17. Grupa (VIIB,VIIA): Halogeni elementi 18. Grupa (Grupa 0): Plemeniti plinovi</p> <p>Atomi elemenata koji se nalaze u istoj grupi periodnog sistema sadre u najviem energetskom nivou isti broj elektrona: atomi elemenata prve grupe po jedan elektron; druge grupe po dva; tree grupe po tri itd.Atomi elemenata nulte grupe (plemeniti gasovi), imaju popunjen najvii energetski nivo sa maksimalnim brojem od 2 elektrona (atom helijuma), odnosno 8 elektrona (atomi ostalih plemenitih gasova). Elementi slinih svojstava koji se nalaze u istoj grupiperiodnog sistema sadre u najviem energetskom nivou isti broj elektrona. Grupe, prema preporuci Meunarodne unije za istu iprimijenjenu hemiju, IUPAC, oznaavaju se brojevima od 1 do 18. Pojedine grupe elemenata imaju zasebne nazive. Tako se elementi 1. grupe zovu alkalni metali. To su: Li, Na, K, Rb, Cs i Fr, a naziv su dobili po tome to ine jake baze (alkalije). Elementi 2. grupe, Be, Mg, Ca, Sr, Ba i Ra, zovu se zemnoalkalnimetali, jer su to metali koji ulaze u sistem zemlje. Elementi od 3.do 11. grupe su prelazni metali. Za elemente 12. grupe kaemo da su cinkova, a 13. grupe borova grupa elemenata, prema prvom elementu u grupi. Po istom principu 14. i 15. grupa su karbonovai nitrogenova. Elemente 16. grupe zovemo halkogeni elementi, a17. grupe su halogeni, jer oni sa metalima grade soli (hals = so i genesis = rod). Posljednju, 18. grupu, ine inertni ili plemeniti gasovi.</p> <p>4. ATOM I ELEKTRONSKI OMOTAAtom se sastoji od pozitivno naelektrisanog jezgra i negativno naelektrisanog omotaa. Elektronski omota atoma ine negativno naelektrisane estice, tj elektroni. To su bile prve otkrivene estice iji naboj iznosi e=1,6x10-19 C. Ovim brojem elektrona atom je okruen jer je ovaj broj potreban da bi se pozitivno naelektrisanje jezgra neutralisalo. Elektroni se kreu oko jezgra po svojim putanjama tako da postoje dva elektrona koji se isto kreu oko jezgre. Neki se vrte u jednom, a neki u drugom smjeru. Neki su vrsto vezani i njihove ljuske su sasvim blizu jezgre, dok su ostali labavo vezani i krue dalje od jezgra. Hemijsku prirodu jednog atoma odreuje broj elektrona u perifernoj ljusci. Atomi svakog elementa imaju odreen broj elektrona.Atomski brojAtomski broj podrazumijeva atome razliitih elemenata koji se meusobno razlikuju po broju protona u jezgru, odnosno broju elektrona u omotau.Energija jonizacije i afinitet prema elektronu dva su zasebna kriterija koja karakteriu metalna, odnosno nemetalna svojstva elemenata. Zajedniki kriterij se jednim imenom naziva elektronegativnost. To je, dakle, sposobnost nekog elementa da oduzme elektrone atomu nekog drugog elementa sa kojim se hemijski vezuje. Elektronegativnost raste sa lijeva na desno i odozdo prema gore u PSE. U elektrolitima, tenostima koje provode elektricitet, joni ve postoje koji nose struje, a u gasovima koji provode elektricitet oni se moraju tek proizvesti. Obrazovanje jona u gasovima zove se jonizacija ili jonizovanje.</p> <p>5. PSE I OSOBINE ELEMENATA</p> <p> Osim hemijskih svojstava periodiki se mijenjaju i mnoga fizikalna svojstva elemenata, na primjer, radijus atoma, energijajonizacije i dr. i veina tih svojstava zavisi o elektronskoj konfiguraciji. Unutar jedne periode atomski radijus se smanjuje s lijevana desno. Atomi iste periode imaju isti broj ljusaka. </p> <p>Poznavanjem PSE olakava se i prouavanje elemenata.Na osnovu poloaja elemenata u PSE moe se zakljuiti koje su mu bitne osobine.Bitne veliine atoma, koje odreuju osobine elemenata su : prenik atoma, potencijal jonizacije i koeficijent elektronegativnosti po Polingovoj skali.</p> <p>Slika 3. Prenik atoma,koeficijent elektronegativnosti i potencijal jonizacije glavnih elemenataZakljuuje se da poveavanjem atomskog broja u jednoj periodi PSE, smanjuje se prenik atoma,poveava se potencijal jonizacije , poveava se koeficijent elektronegativnosti. Metalne osobine slabe, a nemetalne osobine rastu.U jednoj grupi PSE poveavanjem atomskog broja prenik atoma se poveava ,koeficijent elektonegativnosti se smanjuje ,potencijal jonizacije se smanjuje.Metalne osobine rastu,nemetalne osobine slabe.</p> <p>Slika 4. Metali i nemetali u PSE6. ZAKLJUAK</p> <p>Ruski naunik D. I. Mendeljejev je 1869. godine doao na ideju da poreda 63 do tada poznata elementa u jedan red prema rastuim atomskim masama. Elemente je numerisao prema redoslijedu po kome ih je redao, a broj koji je svaki element dobionazvao je redni broj. Posmatrajui elemente u ovom dugom nizu, Mendeljejevje primijetio da se one pravilno i periodino mijenjaju: poslije odreenog broja elemenata slijedio je element slinih svojstava.Ovu pravilnost koja predstavlja periodni zakon, Mendeljejev jeformulisao ovako: Svojstva hemijskih elemenata nalaze se u periodinoj zavisnosti od njihovih atomskih masa. On je iz dobijenog niza izdvojio elemente slinih svojstava i stavljao ih jedan ispod drugog. Svaki element u periodnom sistemu predstavljen je hemijskim simbolom, atomskim (rednim) brojem i relativnom atomskom masom. Elementi su u periodnom sistemu poredani po ras...</p>