LA TAULA PERIÒDICA LA TAULA PERIÒDICA DELS ELEMENTSDELS ELEMENTS

Què és la taula periòdica dels elements?Què és la taula periòdica dels elements?

La Taula Periòdica dels Elements és l'ordenació que, atenent a diversos criteris, distribueix els diferents elements químics d'acord amb certes característiques.

La primera taula sol atribuir-se a Dimitri Mendeléiev, qui va ordenar els elements basant-se en la variació manual de les propietats químiques, si bé Julius Lothar Meyer, treballant per separat i gairebé al mateix temps, va dur a terme un ordenament a partir de les propietats físiques dels àtoms.

Actualment està distribuïda en 7 files i 18 columnes que agrupen els 118 elements coneguts.

Una mica d'històriaUna mica d'històriaAl llarg del segle XIX va augmentar espectacularment el nombre dels elements químics coneguts. Es va comprovar, a més, que entre alguns elements existien notables semblances en les seves propietats químiques i físiques.

Davant d'aquest fet, es va fer necessari trobar una manera de poder-los classificar i ordenar per tal de facilitar la seva comprensió i estudi.

Döbereiner (1780-1849) va fer un dels primers intents de classificació dels elements, quan en 1817 va presentar agrupacions dels elements segons la similitud de les propietats, relacionant els seus pesos atòmics.

Posteriorment va mostrar l'existència de més grups com aquest, als quals va anomenar Tríades.

MENDELÉIEV: MENDELÉIEV: EL PARE DE LA TAULA PERIÒDICAEL PARE DE LA TAULA PERIÒDICA

El 1869 el químic rus Dimitri Ivánovich Mendeléiev (1834-1907) va presentar una taula en la qual apareixien els elements distribuïts en files i columnes, agrupats ordenadament en diverses famílies, seguint un ordre creixent de masses atòmiques.

- Els elements ordenats segons el seu pes atòmic presenten una periodicitat en les seves propietats. La magnitud del pes atòmic determina el caràcter químic de l'element. Algunes de les propietats característiques d'un element es poden deduir del seu pes atòmic.

- Es descobriran més elements, alguns d'ells semblants a l'Al i l'Si amb un pes atòmic comprès entre 65 i 75.

- El pes atòmic d'un element es pot corregir a partir de les seves propietats i dels seus anàlegs. Així el pes atòmic del Te ha de ser entre 123 i 126 en lloc de 128.

A partir d'aquesta ordenació Mendeléiev va deduir:

MENDÉLEIEV: MENDÉLEIEV: EL PARE DE LA EL PARE DE LA TAULA PERIÒDICATAULA PERIÒDICA

A la taula de Mendeléiev del 1869 apareixen els 63 elements coneguts en aquella època en ordre creixent de pes atòmic.

Alguns d'aquests pesos figuren a la taula amb interrogacions doncs Mendeléiev considerava que els experiments amb què s'havien obtingut no eren del tot fiables.

MENDELÉIEV: MENDELÉIEV: EL PARE DE LA TAULA PERIÒDICAEL PARE DE LA TAULA PERIÒDICA

Després de diverses modificacions Mendeléiev va publicar l'any 1871 una nova Taula Periòdica constituïda per vuit columnes desdoblades en dos grups cadascuna.

Gràcies a la distribució que realitzà, Mendeléiev pogué predir l'existència d'elements químics encara no descoberts i les propietats físiques (punt de fusió, densitat, color...) i químiques (massa atòmica, compostos, reactivitat química amb l'aire, l'aigua, els àcids, les bases...) que tindrien.

El descobriment d'algun d'aquests elements es realitzà poc després (el gal·li el 1875, el germani el 1886,...) i es confirmaren les prediccions fetes pel químic rus, la qual cosa donà un fort suport a la seva taula periòdica.

MENDELÉIEV: MENDELÉIEV: EL PARE DE LA TAULA PERIÒDICAEL PARE DE LA TAULA PERIÒDICA

L’any 1955 es va anomenar Mendelevi (Md) a l’element químic de nombre atòmic 101, en homenatge al gran científic.

El mendelevi, element de la sèrie dels actínids, no es troba en la natura; va ser descobert i es prepara per transmutació nuclear artificial d'un element més lleuger.

La taula periòdica original de Mendeléiev s'hagué de modificar per incloure grups d'elements que no havien estat predits (gasos nobles, lantànids) o que se sintetitzaren a laboratoris perquè no existeixen en la natura (actínids) donant lloc a la taula periòdica actual.

Posteriorment, quan es va descobrir que un element queda caracteritzat pel seu nombre atòmic, es va comprovar que el criteri correcte de classificació dels elements a la taula no era en base a l’ordre creixent de la massa atòmica sinó en base a l’ordre creixent del nombre atòmic.

LA TAULA PERIÒDICA VA MILLORANT...LA TAULA PERIÒDICA VA MILLORANT...

Taula periòdica del 1953.

La taula ha anat evolucionant fins arribar a la que hi ha actualment.

La taula periòdica dels elements

ELS ELEMENTS QUÍMICSELS ELEMENTS QUÍMICSActualment es coneixen 118 elements diferents, dels quals només 92 es troben en la natura, la resta s’han obtingut al laboratori.

Un element químic és una substància pura formada a partir d’àtoms que tenen el mateix nombre atòmic. Alguns elements químics es troben en la natura en estat lliure, però la majoria es troben combinats amb altres elements formant els compostos químics.

A la taula periòdica cada element es representa mitjançant el seu símbol, el nombre atòmic i la massa atòmica.

Abundància dels elementsAbundància dels elements

TAULA PERIÒDICA SEGONS L'ABUNDÀNCIA D'ELEMENTS A LA TERRATAULA PERIÒDICA SEGONS L'ABUNDÀNCIA D'ELEMENTS A LA TERRA

ESTRUCTURA DE LA TAULA PERIÒDICAESTRUCTURA DE LA TAULA PERIÒDICALa taula periòdica s'estructura en:

- 7 files que s’anomenen PERÍODES.

- 18 columnes que s’anomenen GRUPS o famílies.

ELS PERÍODES (files)ELS PERÍODES (files)

IMPORTANT!

El període al qual pertany l'element coincideix amb l'últim nivell energètic on es poden trobar els electrons dels seus àtoms.

Els períodes són les files horitzontals de la taula i es constitueixen col·locant els elements en ordre creixent de nombre atòmic. En cada període, els àtoms de cada element tenen un protó i un electró més que el de la seva esquerra.

La taula té 7 períodes.

Ex. 12Mg 1s2 2s2 2p6 3s1

L'últim nivell que s'omple és n=3; per tant, Mg pertany al període 3.

ELS PERÍODES (files)ELS PERÍODES (files)

El primer període té només dos elements, el segon i tercer període tenen vuit elements, el quart i cinquè períodes tenen divuit, el sisè període té trenta-dos elements, i el setè no té els trenta-dos elements perquè està incomplet.

Els períodes 6 i 7 tenen catorze elements separats (lantànids i actínids), per no allargar massa la taula i facilitar el seu treball amb ella.

ELS PERÍODES de la TAULA PERIÒDICA estesaELS PERÍODES de la TAULA PERIÒDICA estesa

ELS GRUPS (columnes)ELS GRUPS (columnes)

IMPORTANT!

Tots els elements del mateix grup tenen a l'última capa el mateix nombre d'electrons (electrons de valència).

La taula periòdica té 18 columnes que representen els 18 grups o famílies que reuneixen els elements amb propietats semblants.

Avui en dia sabem que aquesta semblança obeeix a la similitud en l’estructura electrònica dels elements, ja que aquestes propietats depenen del nombre d’electrons de valència.

ELS GRUPS o FAMÍLIES D'ELEMENTSELS GRUPS o FAMÍLIES D'ELEMENTS

ELS GRUPS o FAMÍLIES D'ELEMENTSELS GRUPS o FAMÍLIES D'ELEMENTS

ELS GRUPS ELS GRUPS

ELS GRUPS DE LA TAULA PERIÒDICA ELS GRUPS DE LA TAULA PERIÒDICA

METALLS I NO METALLSMETALLS I NO METALLSA la taula periòdica hi ha una divisió en forma d’escala que separa els elements metàl·lics dels no metàl·lics. Els elements que toquen la divisió són els semimetalls.

ELS METALLSELS METALLSEls metalls són el grup majoritari d’elements de la taula periòdica. Ocupen la banda esquerra i el mig. Un element és metall quan té tendència a desprendre dels electrons de la seva última capa o capa de valència (formant cations).

A temperatura ambient són sòlids (menys el mercuri, que és líquid) i brillants. Són bons conductors de la calor i de l’electricitat, dúctils, mal·leables. Per a la fabricació de joies s’han fet servir al llarg de la història molts tipus de materials, especialment metalls i pedres precioses o gemmes. Els primers metalls que es van utilitzar van ser el coure, la plata i l’or. Curiosament, aquests tres es troben junts a la taula periòdica dels elements.

Cu: Coure Ag: PlataAu: Or

ELS METALLSELS METALLS

K: Potassi Cr: Crom

Ni: NiquelHg: Mercuri Be: Beril·li

Zn: Zinc

ELS NO METALLSELS NO METALLSEls no metalls estan situats a la regió superior dreta de la taula periòdica. Al contrari dels metalls, són mals conductors de la calor i de l’electricitat, són molt fràgils i no poden estirar en fils ni en làmines. A temperatura ambient es troben en els tres estats de la matèria: són gasos (com l'oxigen, nitrogen, clor), líquids (brom) i sòlids (com el carboni). No acostumen a tenir brillantor metàl·lica i no reflecteixen la llum.

C: CarboniDiamant: xarxa cristal·lina de C

Br: Brom

ELS NO METALLSELS NO METALLS

S: Sofre I: Iode

N: Nitrogen líquidT ≤ –196 °C

O: Oxigen Se: Seleni

P: Fòsfor

ELS SEMIMETALLSELS SEMIMETALLSEls semimetalls se situen en diagonal, fent de frontera entre els metalls i no metalls. Tenen propietats químiques intermèdies entre les dels metalls i no metalls. La seva diferència principal amb els metalls és que tendeixen a ser semiconductors en lloc de conductors. A temperatura ambient són sòlids.

Són semimetalls el bor (B), el silici (Si), el germani (Ge) i l’arsènic (As).

ELS GASOS NOBLESELS GASOS NOBLESEls gasos nobles són gasos inerts, tenen una activitat química gairebé nul·la.

Al tenir plena la capà de valència, gairebé mai cedeixen ni guanyen electrons, són molt estables i no reaccionen amb el altres elements. Gràcies a aquesta estabilitat es presenten normalment com gasos monoatòmics.

ELS GASOS NOBLESELS GASOS NOBLES

BLOCS DE LA TAULABLOCS DE LA TAULATambé podem dividir la taula periòdica en quatre blocs: bloc s, bloc p, bloc d i bloc f segons l'orbital que estiguin ocupant els electrons més externs, prenent el bloc el nom d'aquest orbital, és a dir s, p, d o f.

Podria haver-hi més elements que omplirien altres orbitals, però encara no s'han sintetitzat o descobert.

L'ESTRUCTURA DE LA TAULAL'ESTRUCTURA DE LA TAULA

PROPIETATS PERIÒDIQUESPROPIETATS PERIÒDIQUESLes propietats periòdiques són aquelles propietats dels elements que varien d’una manera regular al llarg d’un grup i d’un període de la taula periòdica.

Per la col·locació d'un element químic en la taula periòdica, podem deduir quins valors presenten aquestes propietats, així com el seu comportament químic.

Algunes d'aquestes propietats són les següents:

- la massa atòmica

- el radi i volum atòmic

- l'energia d'ionització

- l'electronegativitat

- el caràcter metàl·lic i no metàl·lic

MASSA ATÒMICA (PROPIETATS PERIÒDIQUES)MASSA ATÒMICA (PROPIETATS PERIÒDIQUES)

RADI ATÒMIC (PROPIETATS PERIÒDIQUES)RADI ATÒMIC (PROPIETATS PERIÒDIQUES)

És la distància des del centre del nucli atòmic a l'orbital electrònic més extern en estat d'equilibri. El radi atòmic augmenta de dalt a baix i de dreta a esquerra, això és degut a la força d'atracció del nucli de l'àtom que exerceix sobre els electrons.

ENERGIA D'IONITZACIÓ (PROPIETATS PERIÒDIQUES)ENERGIA D'IONITZACIÓ (PROPIETATS PERIÒDIQUES)

És la mínima energia necessària per arrencar un electró (ionitzar) a un àtom d'un element en estat neutre i gasós.

CARÀCTER METÀL·LIC I NO METAL·LICCARÀCTER METÀL·LIC I NO METAL·LIC

VÍDEOSVÍDEOS

Taula periòdica interactiva (Propietats, procedència i aplicació dels elements)

Taula periòdica edu365 (Configuració, descobriment, propietats...)

Periodic Table of Videos

El origen de los elementos químicos (Carl Sagan)

FI