Taula periòdica: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
Ampliació
Línia 205:
 
=== Files o períodes ===
Les files d'elements, s'anomenen ''períodes'' i n'hi ha set, numerats de l'1 al 7 començant per la part superior. No tots tenen el mateix nombre d'elements: a la part superior el període 1 en té 2, l'[[hidrogen]] i l'[[heli]], un a l'esquerra i l'altre a la dreta; els períodes 2 i 3 en tenen 8 cadascun (2 a l'esquerra i sis a la dreta); els períodes 4 i 5 en tenen 18 cadascun; i els períodes 6 i 7 en tenen 32 cadascun. AixòTanmateix aquest dos darrers períodes tenen 15 elements cadascun (lantanoides i actinoides) que se situen separats a la part inferior, evitant així una taula desmesuradament llarga.

La diferència del nombre d'elements a cada període és degut a la capacitat que atenen els nivells energètics atòmics. A mesura que s'augmenta de nivell energètic s'incrementa la seva capacitat d'acollir electrons. Així al nivell de [[Nombre quàntic|nombre quàntic principal]] n = 1 hi caben 2 electrons; al nivell n = 2, 8 electrons; al nivell n = 3, 18 electrons i al nivell n = 4, 32 electrons.<ref name=":0">{{Ref-web|url=https://www.britannica.com/science/periodic-table-of-the-elements|títol=Periodic table of the elements|consulta=14 maig 2019|llengua=anglès|editor=Encyclopædia Britannica, inc.|data=13 març 2019|obra=Encyclopædia Britannica|cognom=Lagowski|nom=J.J.|cognom2=Pauling|nom2=L.C.}}</ref>
{| align="center"
|+ '''Elements químics del quart període'''
Linha 299 ⟶ 301:
# Al mig hi ha quaranta elements dels grups 3 al 12 s’anomenen [[Metall de transició|metalls de transició]]; són els elements de l'escandi (21) al zinc (30) o metalls de transició de grup del ferro; de l'itri (39) al cadmi (48), els metalls de transició del grup del pal·ladi; del luteci (71) al mercuri (80), els metalls de transició del grup del platí i el grup d'elements sintètics del laurenci (103) al copernici (112).<ref name=":0" /> La composició del grup 3 és una qüestió no resolta ja que podria estar format per escandi, itri luteci i laurenci o, per contra, per escandi, itri, lantani i actini.<ref>{{Ref-publicació|article=Which Elements Belong in Group 3 of the Periodic Table?|publicació=Chemistry International|url=https://www.degruyter.com/view/j/ci.2016.38.issue-2/ci-2016-0213/ci-2016-0213.xml|volum=38|exemplar=2|data=2016|pàgines=22–23|doi=10.1515/ci-2016-0213|issn=0193-6484}}</ref>
# A la dreta hi ha vuit grups de sis elements cadascun: el grup 13 o del bor que conté els elements bor, alumini, gal·li, indi, tal·li i nihoni; el grup 14 o del carboni que, a més del carboni, conté el silici, el germani, l'estany, el plom i el flerovi; el grup 15 o del nitrogen, amb nitrogen, fòsfor, arsènic, antimoni, bismut i moscovi; el grup 16 o dels [[Calcogen|calcògens]] (oxigen, sofre, seleni, tel·luri, poloni i livermori); el grup 17 o dels [[Halogen|halògens]](fluor, clor, brom, iode, àstat i tennes) i el 18 o dels [[Gas noble|gasos nobles]] (heli, neó, argó, criptó, xenó, radó i oganessó).<ref name=":0" />
# A la part de sota de la taula hi ha dues sèries horitzontals separades amb catorze elements cadascuna, són el grup dels lantànidslantanoides o(antigament terres rares), que va del lantani al luteci; i el grup dels actínidsactinoides, de l'actini al laurenci.<ref name=":0" />
 
Tot i que l’hidrogen s’inclou en el grup 1 (alcalins), podria incloure's en el grup 17 (halògens) malgrat no és gaire semblant ni a uns ni als altres en les seves propietats químiques. No obstant això, se li assigna el [[Estat d'oxidació|nombre d’oxidació]] +1 en compostos com el [[Fluorur d'hidrogen|fluorur d’hidrogen]], HF i −1 en compostos com l’[[hidrur de liti]], LiH; i per tant es pot considerar que és semblant a un element del grup 1 (alcalins) i a un element del grup 17 (halògens), respectivament, en compostos d'aquests dos tipus, prenent el lloc primer de Li i després de F al fluor de liti, LiF. L’hidrogen és, de fet, l’element més singular: cap altre element no s’assembla a ell, de la mateixa manera que el sodi s’assembla al liti, el clor s’assembla al fluor i el neó s'assembla a l’heli. És l’únic element que no es pot considerar convenientment com a membre d’un grup.<ref name=":0" />
 
=== Blocs ===
Linha 320 ⟶ 322:
 
== Propietats periòdiques atòmiques ==
[[Fitxer:Atoomradius.png|thumb|400px|Taula periòdica amb el radi atòmic dels elements]]
=== Radi atòmic ===
{{Principal|Radi atòmic}}
 
El [[radi atòmic]] és la distància entre el nucli i els [[electrons]] més externs.
[[Fitxer:Empirical atomic radius trends.png|alt=|miniatura|400x400px|Variació del radi atòmic dels elements amb el número atòmic]]
* En un grup, creix en augmentar el [[nombre atòmic]] <math>Z</math>. El radi augmenta dins d'un grup perquè el darrers electrons, els de valència, estan cada vegada més allunyats del nucli. Intervenen diferents factors: el primer factor és que en baixar dins d'un grup, els electrons ocupen cada vegada nivells d'energia més alts i, per tant, més allunyats del nucli, la qual cosa dóna lloc a un augment del radi atòmic. En part, aquest augment es compensa amb l'increment de la càrrega nuclear. Els àtoms que estan més avall tenen una càrrega nuclear més elevada que els que estan per damunt i, segons la [[llei de Coulomb]], l'atracció a la qual estan sotmesos els electrons és major, cosa que fa que s'aproximin al nucli disminuint el radi. Però aquest segon factor es veu en part compensat per un tercer factor, l'efecte d'apantallament dels electrons interiors, els quals repel·leixen els electrons exteriors i redueixen l'efecte d'atracció del nucli. En conjunt, aquests tres factors donen que el radi atòmic augmenti considerablement en davallar dins d'un grup i els elements que estan situats a la part inferior de la taula periòdica tinguin radis majors.
El [[radi atòmic]] és la distància entre el nucli de l'àtom i els [[electrons]] més externs.
* En un període, disminueix en augmentar <math>Z</math>. En aquest cas intervenen només dos factors: el primer és que els electrons més externs estan situats tots en el mateix nivell, la qual cosa fa que el radi no variï. El segon factor és l'augment de la càrrega nuclear que es produeix en avançar dins d'un període. Això produeix una contracció dels àtoms i una disminució del seu radi. Els electrons interns produeixen apantallament, però per a tots els àtoms és el mateix, ja que els nivells ocupats sempre són els mateixos i no és un factor determinant.<ref name=Russell /><ref name=Gillespie />
 
* En un grup de la taula periòdica, creix en augmentar el [[nombre atòmic]] <math>Z</math>. El radi augmenta dins d'un grup, perquè el darrers electrons, elsanomenats [[Electró de valència|de valència]], estan cada vegada més allunyats del nucli. IntervenenEl diferentsprimer factors:factor elque primerhom factorha de considerar és que en baixar dins d'un grup, els electrons ocupen cada vegada nivells d'energia més alts i, per tant, més allunyats del nucli, la qual cosa dóna lloc a un augment del radi atòmic. En part, aquest augment es compensa amb l'increment de la càrrega nuclear. Els àtoms que estan més avall tenen una càrrega nuclear més elevada que els que estan per damunt i, segons la [[llei de Coulomb]], l'atracció a la qual estan sotmesos els electrons és major, cosa que fa que s'aproximin al nucli disminuint el radi. Però aquest segon factor es veu en part compensat per un tercer factor, l'efecte d'apantallament dels electrons interiors, els quals repel·leixen els electrons exteriors i redueixen l'efecte d'atracció del nucli. En conjunt, aquests tres factors donen que el radi atòmic augmenti considerablement en davallar dins d'un grup i els elements que estan situats a la part inferior de la taula periòdica tinguin radis majors.
* En un període, el radi atòmic disminueix en augmentar <math>Z</math>. En aquest cas intervenen només dos factors: el primer és que els electrons més externs estan situats tots en el mateix nivell, la qual cosa fa que el radi no variï. El segon factor és l'augment de la càrrega nuclear que es produeix en avançar dins d'un període. Això produeix una contracció dels àtoms i una disminució del seu radi. Els electrons interns produeixen apantallament, però per a tots els àtoms és el mateix, ja que els nivells ocupats sempre són els mateixos i no és un factor determinant.<ref name="Russell" /><ref name="Gillespie" />
 
=== Volum atòmic ===
Linha 334 ⟶ 338:
 
=== Energia de ionització ===
[[Fitxer:Ionization energies.png|thumb|400px|Energies de ionització dels elements]]
{{Principal|Energia d'ionització}}
 
L'energia de ionització és l'energia que cal subministrar a un àtom en el seu estat fonamental i gasós per a arrancar-li un electró. Per al primer electró, s'anomena ''primera energia'' ''de'' ''ionització'', per a segon, ''2a energia de ionització'' i així successivament. La [[ionització]] d'un element '''X''' es pot representar per:
[[Fitxer:Ionization energies.png|thumb|400px|Energies de d'ionització dels elements en funció del número atòmic]]
<center><math>X \rightarrow X^+ + e^-</math></center>
L'energia de ionització és l'energia que cal subministrar a un àtom en el seu estat fonamental i gasós per a arrancar-li un electró. Per al primer electró, s'anomenasegons l''primeraequació energia''<math>X ''de''\rightarrow ''ionització'', per a segon, ''2a energia de ionització'' i així successivament. La [[ionització]] d'un element '''X''' es pot^+ representar+ per:e^-</math>
 
Pel primer electró, s'anomena ''primera energia'' ''de'' ''ionització'', pel segon, ''2a energia de ionització'' i així successivament.
 
* En un grup disminueix en augmentar el [[nombre atòmic]] <math>Z</math>. A la figura adjunta, s'observa clarament amb els gasos nobles (els màxims) o amb els [[alcalí|alcalins]] (els mínims). La causa d'aquesta variació és que, si bé en baixar dins d'un grup, la càrrega nuclear és major i, en principi, l'atracció electroestàtica també ho és, la posició dels electrons de la darrera capa és cada vegada més allunyada del nucli i això fa que l'atracció electroestàtica, segons la [[llei de Coulomb]], sigui menor, ja que és inversament proporcional a la distància entre càrregues (protons del nucli-electró més extern). També s'ha de considerar la repulsió dels electrons interns, l'apantallament, que redueix l'atracció del nucli. Amb tot això, les energies de ionització disminueixen en baixar dins d'un grup, per tant els àtoms que se situen a la part més baixa de la taula periòdica són més fàcilment ionitzables.
Linha 343 ⟶ 349:
 
=== Electroafinitat ===
Electroafinitat o [[afinitat electrònica]] és l'energia que desprèn un àtom en el seu estat fonamental i gasós quan guanya un electró i passa a ser un [[anió]]. Podem representar-ho per la<math>X següent+ equacióe^- corresponent\rightarrow aX^- la ionització d'un element '''X''':</math>
<center><math>X + e^- \rightarrow X^- </math></center>
 
* En un grup disminueix en augmentar el [[nombre atòmic]] <math>Z</math>, ja que els nous electrons se situen en orbitals cada vegada més allunyats del nucli on l'atracció electroestàtica del nucli és més feble per la [[llei de Coulomb]].
Linha 353 ⟶ 358:
{{Principal|Electronegativitat}}
[[Electronegativitat]] és la capacitat que té un àtom per a atreure els electrons de l'enllaç covalent que forma amb un altre àtom, és a dir, tendència que presenta un àtom a compartir desigualment els electrons de l'orbital o els orbitals del seu enllaç. Hom ha convingut d'acceptar com a valor de l'electronegativitat d'un element el valor que aquest agafa en combinar-se amb l'hidrogen. L'escala d'electronegativitats fou calculada per primera vegada per [[Linus Pauling]]<ref>{{ref-llibre|cognom=Pauling |nom=L |enllaçautor=Linus Pauling |títol=The nature of the chemical bond |editorial=Cornell University Press |lloc=Ithaca, New York |data=1960 |isbn= }} </ref><ref>{{ref-llibre|cognom=Pauling |nom=L. |enllaçautor=Linus Pauling |títol=General chemistry |editorial=Freeman|lloc=san Francisco |data=1970 |isbn= }}</ref> a partir dels [[moment dipolar|moments dipolars]], [[electroafinitat]]s i [[potencial d'ionització|potencials de ionització]], bo i donant com a valor patró 4,0 per al [[fluor]]. L'electronegativitat és emprada en fórmules empíriques per a calcular el caràcter iònic d'un enllaç i també per a calcular de manera aproximada la [[longitud d'enllaç]] a partir de la longitud dels radis covalents.
* En un grup disminueix en augmentar <math>Z</math>, ja que si bé augmenta la càrrega nuclear també augmenten els nivells ocupats i els darrers electrons, els que formen els enllaços estan més allunyats del nucli en davallar a la taula periòdica.
* En un període creix en augmentar <math>Z</math>, ja que augmenta la càrrega nuclear efectiva per l'augment del nombre de protons i els electrons se situen tots en el mateix nivell. Els elements químics situats a la dreta de la taula periòdica són els més electronegatius exceptuant-ne els gasos nobles.
 
== Propietats periòdiques físiques ==
Linha 362 ⟶ 367:
 
== Propietats periòdiques químiques ==
Les propietats periòdiques químiques són les que emprarenemprà Mendeléiev i Meyer per a descobrir la llei periòdica. A continuació se'n detallen algunes:
 
=== València ===