Periodiska systemet

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Periodiska systemet, även kallat grundämnenas ordning,[1] är en indelning av grundämnen efter deras ökande atomnummer (antal protoner i kärnan), och även dess kemiska och fysikaliska egenskaper samt elektronkonfigurationen i de yttre elektronskalen. Denna ordning visar periodiska trender, såsom grundämnen med liknande egenskaper i samma kolumn (grupp). Det finns även fyra rektangulära block med några approximativt likartade kemiska egenskaper. I allmänhet inom varje rad (period) återfinns metallerna på den vänstra sidan, medan icke-metallerna återfinns på den högra sidan.

Den första versionen av periodiska systemet uppställdes av Dmitrij Mendelejev (1869) som var först med att publicera sina resultat, och Lothar Meyer, men allteftersom nya grundämnen upptäcktes och den teoretiska grundvalen för systemet fördjupades, har det modifierats och förfinats.

Ämnena 113 (borgruppen), 115 (kvävegruppem, 117 (halogen), 118 (ädelgas) har fram till nyligen varit förutspådda, men inte konstaterade. De har därför tilldelats provisoriska namn, med latininspirerade symboler för atomnumrets siffror, således:

  • 1 = un
  • 3 = tritium
  • 5 = pentium
  • 7 = septium
  • 8 = oktium

Exempel: 113 = ununtritium.

2014 lyckades man emellertid att framställa dessa ämnen i laboratorier. Förklaringen till att man inte hittat derssa ämnen i naturen är att de visade sig vara radioaktiva och därmed instabila, så att de mer eller mindre snabbt sönderfaller till kända ämnen. De sista luckorna i Mendelejevs system har genom att de nyupptäckta ämnena faktiskt är möjliga fyllts.[2] De nya ämnenas fysiska och kemiska egenskaper vet man ännu inget bestämt om, och frågan om definitiva namn och kemisk beteckning är därför t v vilande.

Indelningar[redigera | redigera wikitext]

Grupper och block i det periodiska systemet.

Grupper[redigera | redigera wikitext]

En grupp motsvarar en kolumn i en tabell över det periodiska systemet. I en del grupper har grundämnena mycket lika egenskaper och visar en tydlig trend för egenskaperna inom gruppen. Dessa grupper brukar tilldelas triviala (osystematiska) namn, som exempelvis alkalimetaller, alkaliska jordmetaller, halogener och ädelgaser. Vissa andra grupper i det periodiska systemet påvisar färre likheter och/eller kolumnvisa trender (exempelvis grupperna 4 och 5) och dessa har därför inte tilldelats triviala namn utan benämns endast utifrån gruppnummer.

Perioder[redigera | redigera wikitext]

En period motsvarar en rad i det periodiska systemets tabell. Även om grupper är det vanligaste sättet att klassificera grundämnen, finns det vissa områden där de radvisa trenderna och likheterna är viktigare än de kolumnvisa grupptrenderna. Detta gäller bland annat d-blocket liksom f-blocket där lantanoiderna och aktinoiderna bildar två viktiga radvisa serier av grundämnen. Lantaniderna och aktiniderna placeras under varandra utanför den övriga delen av det periodiska systemets tabell av det praktiska skälet att tabellbredden därmed minskas avsevärt.[3]

Block[redigera | redigera wikitext]

Ett block är en familj av angränsande grupper. Dessa områden får sina namn från atomernas elektronskal. Det finns fyra block: s-, p-, d- och f-blocket.

Övriga[redigera | redigera wikitext]

Grundämnena kan även delas in och grupperas på andra sätt. Några sådana indelningar som ofta ritas in det periodiska systemet är övergångsmetaller och metalloider. Det finns även mer inofficiella indelningar såsom platinagruppen och ädelmetallerna.

Historik[redigera | redigera wikitext]

De tidigaste försöken att ordna och gruppera grundämnena gjordes utan någon kunskap om atomernas uppbyggnad. Den tyske kemisten Johann Wolfgang Döbereiner försökte hitta samband mellan olika ämnens atomvikt och deras kemiska egenskaper och fann på 1820-talet flera grupper av tre likartade ämnen där ett av ämnena kemiskt var en blandning av de båda andra och hade en atomvikt som låg mitt emellan de övrigas. Han kallade dessa för triader.

Newlands tabell[redigera | redigera wikitext]

John Alexander Reina Newlands periodiska system från 1866

Under flera decennier betraktas Döbereiners upptäckt som en oväsentlig kuriositet, vad vetenskapshistorikern Stephen Toulmin kallar för ett "naket faktum", men när nya och riktigare uppgifter om olika ämnens atomvikter blev kända under 1860-talet, intresserade sig olika forskare för nya samband mellan atomvikter och kemiska egenskaper. 1866 uppställde den brittiske kemisten John Alexander Reina Newlands en tabell med 62 av de då 63 kända grundämnena, ordnade efter stigande atomvikt. Tabellen visade att ämnen med liknande egenskaper återkom med en periodicitet av 7 eller 14 ämnen, ungefär som oktaver i musiken.

Mendelejevs och Meyers system[redigera | redigera wikitext]

Dmitrij Mendelejevs system från 1871 med luckor (-) för ytterligare ämnen

Slutligen sammanställde 1869 ryssen Dmitrij Mendelejev och tysken Lothar Meyer oberoende av varandra, tabeller med horisontella perioder och vertikala grupper på samma sätt som vi nu är vana att visa systemet. Mendelejev publicerade sitt arbete samma år medan Meyer publicerade sina resultat först 1870. Mendelejevs tabell hade luckor för ytterligare 31 ämnen där inga av de då kända ämnena passade in. Hans idéer fick därför stor uppmärksamhet när det 1875 upptäckta ämnet gallium passade in i en av dessa luckor. När även ämnena strontium, som upptäcktes 1879, och germanium, upptäckt 1886, passade in i mönstret fick systemet stor acceptans bland övriga vetenskapsmän.

Efter Mendelejev[redigera | redigera wikitext]

Periodiska systemet 1924

Under 1920-talet, efter Mendelejev och Meyer, har systemet tydliggjorts. Fler och fler luckor i systemet har fortsatt att fyllas allt eftersom ytterligare grundämnen har upptäckts.

Andra sätt att ordna grundämnen[redigera | redigera wikitext]

En nackdel med periodiska systemet är att det inte skiljer mellan isotoper av samma element (det vill säga element med samma antal protoner, men olika antal neutroner), eftersom dessa i regel inte skiljer sig åt kemiskt (de kan däremot ha olika egenskaper med avseende på stabilitet och radioaktivitet). Ett alternativt sätt att tabellera grundämnen, som skiljer på olika isotoper, är en nuklidkarta (alternativt isotoptabell). En nuklidkarta ger bättre förståelse för olika isotopers karaktär än det periodiska systemet, men ger å andra sidan inte samma överblick av de kemiska egenskaperna.

Se även[redigera | redigera wikitext]

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Tweed, Matt (2003). Kemins värld: en titt på periodiska systemet. Svenska förlaget. ISBN 9789177386469 
  2. ^ Nationalencyklopedins årsbok nr 40 2015, Nationalencyklopedin AB, Malmö 2016, ISBN 978-91-7513-063-7
  3. ^ ”Periodiska systemet”. Nationalencyklopedin. http://www.ne.se/lang/periodiska-systemet. Läst 16 december 2009.