1. Ο ΠΕΡΙΟ ΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ Οι άνθρωποι από την φύση τους θέλουν να πετυχαίνουν σπουδαία αποτελέσµατα καταναλώνοντας το λιγότερο δυνατό κόπο και χρόνο. Για το σκοπό αυτό προσπαθούν να οµαδοποιούν τα πράγµατα µε βάση κοινά κριτήρια ή κοινές ιδιότητες. Η διαδικασία αυτή ονοµάζεται ταξινόµηση και διευκολύνει την διαχείριση όλων των τοµέων της ζωής. Η ταξινόµηση των χηµικών στοιχείων έγινε µε βάση την περιοδικότητα δηλαδή την επανάληψη των ιδιοτήτων τους µε καθορισµένο τρόπο. Με την ταξινόµηση επιτυγχάνεται η µελέτη κατά οµάδες και όχι ξεχωριστά για κάθε άτοµο-µέλος της οµάδας και διευκολύνεται η επικοινωνία. Ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας Ο περιοδικός πίνακας που χρησιµοποιούµε σήµερα περιέχει όλα τα χηµικά στοιχεία ταξινοµηµένα κατά σειρά αυξανόµενου ατοµικού αριθµού. (Ατοµικός αριθµός είναι ο αριθµός πρωτονίων που υπάρχουν στον πυρήνα ενός ατόµου). Ο πίνακας αυτός αποτελείται από επτά οριζόντιες σειρές (από 1 ως 7) που ονοµάζονται περίοδοι και δεκαοκτώ κατακόρυφες στήλες (από 1 ως 18) που ονοµάζονται οµάδες. Όταν µελετάµε τα στοιχεία κατ αύξοντα ατοµικό αριθµό παρατηρούµε µια σχετικά κανονική επανάληψη, δηλαδή µια περιοδικότητα, στις ιδιότητές τους. Τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια οµάδα έχουν παρόµοιες χηµικές ιδιότητες, ενώ οι ιδιότητες των στοιχείων που βρίσκονται σε µια περίοδο µεταβάλλονται προοδευτικά. ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟ ΙΚΟΤΗΤΑΣ : Οι ιδιότητες των χηµικών στοιχείων είναι περιοδική συνάρτηση του ατοµικού τους αριθµού. Μερικές οµάδες του περιοδικού πίνακα έχουν ξεχωριστές ονοµασίες. Έτσι τα στοιχεία της 1 ης οµάδας ονοµάζονται αλκάλια, της 2 ης αλκαλικές γαίες, της 17 ης ονοµάζονται αλογόνα και της 18 ης ευγενή αέρια.
Παλαιότερα χωρίζαµε τις οµάδες σε κύριες και δευτερεύουσες. Κύριες θεωρούνταν οι οµάδες 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 και 18 και οι υπόλοιπες δευτερεύουσες. Τότε τις συµβολίζαµε µε λατινικούς αριθµούς και σαν δείκτη βάζαµε το Α για τις κύριες και το Β για τις δευτερεύουσες οµάδες. I A II A III A IV A V A VI A VII A VIII A 1 2 13 14 15 16 17 18 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Τα κυριότερα στοιχεία που ανήκουν στις κύριες και στις δευτερεύουσες οµάδες είναι αυτά που φαίνονται µε ροζ χρώµα. III B IV B V B VI B VII B VIII B I B II B 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 5 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd 6 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 7 Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt
Μπορούµε επίσης να χωρίσουµε τον περιοδικό πίνακα σε ορισµένες περιοχές που λέγονται τοµείς. Οι τοµείς είναι τέσσερις και ονοµάζονται s τοµέας, p τοµέας, d τοµέας και f τοµέας. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Τα χηµικά στοιχεία που ανήκουν στον τοµέα d (δηλ. στις δευτερεύουσες οµάδες 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12) ονοµάζονται στοιχεία µετάπτωσης ή µεταβατικά στοιχεία. Από πλευράς φυσικής κατάστασης τα περισσότερα στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα είναι στερεά στις συνηθισµένες συνθήκες. Τα στοιχεία υδρογόνο (H), άζωτο (N), οξυγόνο (O), φθόριο (F), χλώριο (Cl) καθώς και τα στοιχεία της 18 ης οµάδας είναι αέρια και µόνο το βρώµιο (Br) και ο υδράργυρος (Hg) είναι υγρά. I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII B I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba L* Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra A* Rf Db Sg Bh Hs Mt
Επίσης ένα χονδρικός χωρισµός των στοιχείων του περιοδικού πίνακα που γίνεται ανάλογα µε τις ιδιότητές του είναι σε µέταλλα και σε αµέταλλα. Τα στοιχεία που βρίσκονται στα σύνορα µεταξύ µετάλλων και αµετάλλων ονοµάζονται µεταλλοειδή ή επαµφοτερίζοντα και άλλοτε παρουσιάζουν ιδιότητες µετάλλων και άλλοτε ιδιότητες αµετάλλων. Όταν γνωρίζουµε την θέση ενός στοιχείου στον Περιοδικό Πίνακα µπορούµε να βγάλουµε ορισµένα συµπεράσµατα για την κατανοµή των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα του ατόµου του στοιχείου αυτού. Οι παρακάτω πρακτικοί κανόνες µπορούν να εφαρµοστούν στα άτοµα των στοιχείων που ανήκουν στις κύριες οµάδες : 1) Ο αριθµός της περιόδου στην οποία ανήκει το στοιχείο που εξετάζουµε µας δείχνει πόσες ηλεκτρονικές στιβάδες έχει το άτοµο του στοιχείου αυτού. 2) Το ψηφίο των µονάδων, του αριθµού της οµάδας στην οποία ανήκει το στοιχείο που εξετάζουµε, µας δείχνει πόσα ηλεκτρόνια υπάρχουν στην τελευταία (εξωτερική) στιβάδα του ατόµου αυτού. 14 15 16 2 3 P 4 Για παράδειγµα, ο φωσφόρος βρίσκεται στην 3 η περίοδο και στην 15 η οµάδα. Αυτό σηµαίνει ότι το άτοµο του διαθέτει 3 ηλεκτρονικές στιβάδες και στην εξωτερική (την τρίτη) έχει 5 ηλεκτρόνια. Οι ιδιότητες των χηµικών στοιχείων καθορίζονται από τον τρόπο που είναι κατανεµηµένα τα ηλεκτρόνια στις διάφορες στιβάδες. Ιδιαίτερο ρόλο παίζουν τα ηλεκτρόνια της τελευταίας (εξωτερικής) στιβάδας. Όταν τα άτοµα δύο στοιχείων έχουν τον ίδιο αριθµό ηλεκτρονίων στην εξωτερική στιβάδα εµφανίζουν παρόµοιες ιδιότητες. Έτσι λοιπόν δικαιολογείται η οµοιότητα στις ιδιότητες που έχουν στοιχεία που ανήκουν στην ίδια οµάδα.
ΣΥΜΒΟΛΑ ΚΑΙ ΟΝΟΜΑΤΑ ΚΥΡΙΟΤΕΡΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Li, Na, K, Ag Mg, Ca, Ba,Zn B, Al C Si Sn, Pb N P, As, Sb O S F Cl, Br, I Fe Mn Cr Cu, Hg H Λίθιο, Νάτριο, Κάλιο, Άργυρος Μαγνήσιο, Ασβέστιο, Βάριο, Ψευδάργυρος Βόριο, Αργίλιο Άνθρακας Πυρίτιο Κασσίτερος, Μόλυβδος Άζωτο Φωσφόρος, Αρσενικό, Αντιµόνιο Οξυγόνο Θείο Φθόριο Χλώριο, Βρώµιο, Ιώδιο Σίδηρος Μαγγάνιο Χρώµιο Χαλκός, Υδράργυρος Υδρογόνο Τα κόκκινα είναι στοιχεία που ανήκουν στις κύριες οµάδες του Περιοδικού Πίνακα, ενώ τα πράσινα ανήκουν στις δευτερεύουσες οµάδες (στοιχεία µετάπτωσης ή µεταβατικά)