PERIODISKA SYSTEMET

Finns det något vackrare än det periodiska systemet?
Kemisterna började förstå skillnaderna mellan grundämnen och kemiska föreningar på 1800-talet, men det var först 1870 som man fick ett system för att ordna alla grundämmnen på ett logiskt sätt. Vi är alla tacksamma för Dimitrij Mendelejevs bidrag till vetenskapen. 

En liten rubrik.

Det finns massor av olika varianter av periodiska systemet, där det inte bara skiljer sig i layout utan även vilken information som ges. Det finns även interaktiva periodiska system där ett klick på ett grundämne ger betydligt mer information än vad som får plats på det tryckta versionerna.

Den information som normalt ges är:

  • Symbolen för grundämnet. Dessa är internationellt standardiserade.
  • Atomnumret, vilket visar hur mänga protoner och elektroner grundämnet har.
  • Atomvikten. Här kan det skilja sig i hur många decimaler man valt att ange.
  • Många periodiska system visar namnet på ämnet, men en del anser att det räcker med symbolen.

Utöver den grundläggande informationen kan det periodiska systemet också visa aggregationstillståndet för grundämnet. Annan information som kan finnas, både i interaktiva och trycka versioner, är till exempel smältpunkt, kokpunkt, elektronkonfiguration, elektronegativitet, oxidationstal och normalpotential. Siffrorna utanför rutan förklaras nedan.

Periodiska systemets uppbyggnad

Mendelejevs stora bidrag till vår kunskap är att han skrev upp egenskaper för de grundämnen man kände till då på var sin lapp och lade ut alla lappar på golvet i ordning. Det fanns en hel del luckor, men det gjorde att Mendelejev kunde förutspå egenskaperna på dessa ännu inte upptäckta grundämnen. Det system Mendelejev använde för att sortera grundämnena, var både enkla och logiska.

Grupper

Den vertikala ordningen i det periodiska systemet visar hur många valenselektroner det finns hos ämnena. I grupp 1, alkalimetallerna, har alla grundämnen en valenselektron. De alkaliska jordartsmetallerna har två valenselektroner, borgruppen tre, kolgruppen fyra, kvävegruppen fem, syregruppen sex, halogenerna sju och ädelgaserna åtta. Med denna information kan vi sluta oss till hur de olika grundämnena uppträder i kemiska reaktioner och i vilken typ av reaktioner de kan delta i. Det som vi har svårt att se direkt i det periodiska systemet är hur övergångsmetallerna reagerar. De yttre elekronernas energinivåer befinner sig här så nära varandra att de kan bilda joner med olika laddning. Ett exempel är järn som kan bilda både Fe2+ och Fe3+.  Gemensamt för övergångsmetallerna är att de bildar positiva joner.

Med "grupp" avses de vertikala raderna (kolumnerna). Gemensamt för grundämnena i samma grupp är att de har lika många valenselektroner. För övergångsmetallerna är det mer komplicerat på grund av att energinivåerna för de yttersta elektronerna ligger så nära varandra. De kan därför bilda joner med olika laddning.

Perioder

Period betyder här de horisontella raderna. gemensamt för dessa är att valenselektronerna befinner sig i samma skal. Grundämnen i period 1 har endast elektroner i det innersta skalet, i period 2 finns det elektroner i både skal ett och två, i period 3 finns det elektroner i skal ett, två och tre, osv. Antalet elektroner i det yttersta skalet ökar från vänster till höger. Längst till höger (ädelgaserna) har fullt med elektroner i det yttersta skalet och deltar ogärna i kemiska reaktioner.

Med "period" avses de horisontella raderna. Gemensamt för grundämnena i samma period är att de har valenselektroner i samma skal.

Alkalimetallerna

Du kan ändra denna exempeltext. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Donec libero. Suspendisse bibendum. Cras id urna. Morbi tincidunt, orci ac convallis aliquam, lectus turpis varius lorem, eu posuere nunc justo tempus leo. Donec mattis, purus nec placerat bibendum, dui pede condimentum odio, ac blandit ante orci ut diam.

Alkaliska jordartsmetaller

Du kan ändra denna exempeltext. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Donec libero. Suspendisse bibendum. Cras id urna. Morbi tincidunt, orci ac convallis aliquam, lectus turpis varius lorem, eu posuere nunc justo tempus leo. Donec mattis, purus nec placerat bibendum, dui pede condimentum odio, ac blandit ante orci ut diam.

Halogener

Du kan ändra denna exempeltext. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Donec libero. Suspendisse bibendum. Cras id urna. Morbi tincidunt, orci ac convallis aliquam, lectus turpis varius lorem, eu posuere nunc justo tempus leo. Donec mattis, purus nec placerat bibendum, dui pede condimentum odio, ac blandit ante orci ut diam.

Ädelgaser

Du kan ändra denna exempeltext. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Donec libero. Suspendisse bibendum. Cras id urna. Morbi tincidunt, orci ac convallis aliquam, lectus turpis varius lorem, eu posuere nunc justo tempus leo. Donec mattis, purus nec placerat bibendum, dui pede condimentum odio, ac blandit ante orci ut diam.

Atomradier

Natriumatomen har 11 protoner och 11 elektroner fördelade med två elektroner i skal 1, åtta  elektroner i skal 2 och en elektron i skal 3. 

Magnesiumatomen har 12 protoner och 12 elektroner fördelade med två elektroner i skal 1, åtta  elektroner i skal 2 och två elektron i skal 3. Den större kärnladdningen gör att elektronerna dras närmare kärnan jämfört med natriumatomen.

I det modifierade periodiska systemet nean syns tydligt två trender – ju längre ner man kommer i samma grupp desto större blir radien. Detta förklaras av att det tillkommer ett skall för varje nytt grundämne. Man kan också se att radien blir mindre ju längre åt höger man kommer i varje period. Som visats ovan, dras elektronerna närmare kärnan ju fler protoner det finns där.
 

Bilden ovan visar bara de relativa förhållandena mellan de olika grundämnenas radier. De exakta värdena för de vanligaste grundämnena finns i formelsamlingar.

Förekomst

Alla ämnen som finns i det periodiska systemet går att hitta på jorden eller i atmosfären, men många av de tyngre grundämnena är radioaktiva och sönderfaller till mindre grundämnen. För en del kan detta gå mycket snabbt och det är därför svårt att hitta dem i naturen. Du lär dig mer om radioaktivitet och joniserande strålning i fysiken.

Syre och kisel är de vanligaste grund-ämnena  i jordskorpan. De bildar tillsammans bland annat mineralet kvarts, som är en viktig beståndsdel i många bergarter. Övriga grundämnen finns i mindre mängder, men de är mycket ojämnt fördelade. Större koncentrationer av metaller eller metallföreningar utvinns i gruvor.

Havsvatten består till största delen av av just vatten, men i havet finns också de flesta grundämnen lösta – inklusive guld! Av de lösta jonerna är natrium och klor absolut vanligast. De är de ämnen som finns i mindre mängd som till exempel ger havsvattnet sin bittra smak och förmåga att motstå försurning.

Alla levande organismer är uppbyggda på ungefär samma sätt, där nästan hela massan består av väte, syre och kol. Till detta kommer andra grundämnen som vi bara behöver i små mängder. Dessa är dock mycket viktiga för funktionen och kallas i biologin för mineraler, vilket egentligen är ett helt felaktigt begrepp. Ordet har dessutom nollplural.