Periodická sústava prvkov

Periodická sústava prvkov je zobrazená v tabuľke, kde sa nachádzajú všetky nám známe chemické prvky, a to podľa periodického zákona (vlastnosti prvkov sú periodickou funkciou ich protónového čísla, ale o tom neskôr). 

Jej zostavenie sa pripisuje ruskému vedcovi D.I. Mendelejovovi, podľa ktorého je Periodická sústava prvkov aj pomenovaná. Práve Mendelejev v roku 1869 prvý raz uverejnil článok, v ktorom vysvetlil svoj vlastný systém usporiadanie chemických prvkov podľa ich atómovej hmotnosti. Na prvé miesto dal najľahší vodík (H), na posledné vtedy najťažší známy prvok urán. 

Pamätať si túto súvislosť sa oplatí!

Tabuľka mala vtedy len 63 prvkov. Medzi nimi však Mendelejev vynechal prázdne miesto pre ďalšie prvky, ktorých existenciu už vtedy predpokladal. Viac o tomto géniovi a jeho objavoch sa dozvieš v samostatnom článku.

Celkový počet dnes známych prvkov je 118, z čoho 90 sa vyskytuje v prírode. 
Najnovšie 4 prvky boli objavené nedávno, v roku 2016 a vedci ešte predpokladajú objav ďalších prvkov.

Kým sa pustíš do tabuľky

Periodická sústava prvkov skrýva veľa informácií. Kým sa pustíš do ich spoznávania, čaká ťa „zoznamka“ s názvami jej prvkov. Najväčšie tajomstvá sa skrývajú vo vlastnostiach jednotlivých prvkov a ich vzájomných reakciách, a začiatkom cesty odhaľovania týchto tajomstiev je spoznať názvy (aspoň) tých najdôležitejších prvkov.

Prvkov je celkom dosť. Ibaže… je to ako keď prídeš do novej školy alebo triedy. Spolužiakov je síce veľa, no po nejakom čase a hlavne častým opakovaním si zapamätáš všetky mená.

Do prvkov sa pusti rovnako. Aby ti to išlo ľahko, rýchlo a bez stresu, pripravili sme pre teba pomocníka – ChemoMemo. Je vyskúšaný na vlastnej koži a pomohol aj ďalším.

Čo všetko nájdeš v periodickej tabuľke?

Periódy

Periodická sústava prvkov obsahuje jednotlivé prvky, ktoré sú usporiadané do 7 vodorovných radov – periód, a to podľa zvyšujúceho sa protónového čísla. Periódy sú značené arabskými číslicami 1 – 7. 

Tvar tabuľky a dĺžka periódy je taká, že prvky s podobnými vlastnosťami sú pod sebou.

Číslo periódy určuje počet elektrónových vrstiev! – o čo presne ide sa dočítaš ďalej.

Skupiny

V tabuľke vidíš zvislé stĺpce. Je ich osemnásť, označené sú číslom a nazývame ich skupiny. V nových tabuľkách sa zvykne používať už len označovanie 1 – 18. V starších nájdeš rozdelenie stĺpcov na skupiny A a B.

Skupina A je označovaná aj ako hlavná skupina (s, p-prvky), do ktorej patria neprechodné prvky. Číslo v označení skupiny I.A – VIII.A udáva počet valenčných elektrónov atómu (výnimkou je He). 

Skupina B je označovaná ako vedľajšia skupina (d-prvky), v ktorej sú prechodné prvky. Označená je ako  I.B až VIII.B.

Je tu veľa neznámych pojmov? Žiadna panika. Zoznámiš sa s nimi postupne.

Lantanoidy a aktinoidy

Pôsobia tajomne, lebo sú z tabuľky „vyčlenené“? Žiadna veľká veda v tom nie je. Ide o čisto praktickú vec.

Aby tabuľka nebola príliš dlhá, vyčleňujú sa z nej prvky zaradené medzi lantanoidy a aktinoidy (f-prvky), ktoré sa zobrazujú pod ňou a patria medzi vnútorne prechodné prvky. Znie to múdro?

Všimni si v tabuľke prvok ₅₇La – lantán, podľa neho sú lantanoidy pomenované. Tieto prvky nasledujú hneď za lantánom, lebo majú protónové číslo 58-71.

Aktinoidy sú na tom podobne. Podľa prvku ₈₉Ac – aktínium sú pomenované aktinoidy, ktoré nasledujú hneď za aktíniom. Ich protónové čísla sú 90-103.

Prvok v periodickej tabuľke

V periodickej tabuľke prvkov nájdeš pri každom chemickom prvku niekoľko údajov. Všetky značky a čísla majú svoj význam. Ak im rozumieš, o prvku ti povedia veľa informácií.

Zoberme si ako príklad prvok striebro. V periodickej tabuľke nájdeš pri jeho značke (Ag), takýto popis:

Názov a značka prvku

Začnime tým, čomu porozumie každý hneď, a to je názov prvku. Uvedený je v strede políčka. Dočítaš sa slovenský a obyčajne aj latinský názov. Neostáva ti iné, len sa ho naučiť. Dobrá správa je, že nájdeš priamu spojitosť medzi latinským názvom každého prvku a jeho značkou.

Značka prvku sa nedá prehliadnuť. Je uvedená najväčším písmom, nachádza sa hneď nad názvom prvku a je z názvu odvodená. Upozorňujem na to zámerne.

Všimni si: Ag – argentum.

V škole to od teba možno latinské názvy chcieť nebudú. Z vlastnej skúsenosti vieme, že sa oplatí učiť naraz so značkami a slovenskými názvami.

Prečo? Medzi slovenským názvom striebro a značkou Ag spojitosť nenájdeš. Ale keď vidíš latinský názov argentum, značka ti začne dávať zmysel a naučíš sa ju ľahko.

Najľahšie sa mi učilo takto:
značka – latinský názov – slovenský názov alebo
latinský názov – značka – slovenský názov

Oxidačné číslo

V chemických zápisoch sa píše vždy rímskymi číslicami, ako horný index niekedy v strede, niekedy v pravom hornom rohu pri značke prvku.

Oxidačné čísla nám hovoria, aký náboj má konkrétny ión. To znamená, koľko elektrónov prijal, alebo odovzdal. Preto sa pred rímskou číslicou píše znamienko „+“ alebo „-„.

Sú prvky, pri ktorých oxidačné číslo v periodickej tabuľke prvkov nenájdeš. Sú to tie, ktoré sa nerady zlučujú. Hovoríme im elektroneutrálne. Existujú si samé pre seba. Nájdeš aspoň jeden taký?

Všeobecne platí, že súčet oxidačných čísel v neutrálnej molekule sa rovná 0.

Protónové číslo

Protónové číslo nám hovorí, koľko protónov má jadro chemického prvku. Je to zároveň poradové číslo chemického prvku v periodickej tabuľke. Poradie prvkov je číslované po riadkoch.

Striebro má protónové číslo 47.
Znamená to, že má v jadre svojho atómu 47 protónov a v periodickej tabuľke sa nachádza na 47. mieste.

Kyslík má protónové číslo 8.
Znamená to, že má v jadre svojho atómu 8 protónov a v periodickej tabuľke sa nachádza na 8. mieste.

Vďaka protónovému číslu uvedenému v periodickej tabuľke vieme aj to, koľko elektrónov sa pohybuje okolo atómového jadra prvku.

V literatúre sa stretneš aj s názvom atómové číslo.

Obsadenosť elektrónových vrstiev

Obsadenosť elektrónových vrstiev nám hovorí o počte elektrónov, ktoré má daný prvok v jednotlivých elektrónových vrstvách. Nie každá periodická tabuľka ich uvádza.

V každej periodickej tabuľke ale nájdeš protónové číslo. Stačí si teda uvedomiť, že počet protónov a elektrónov je v atóme prvku vždy rovnaký. Vieš teda ľahko určiť aj počet elektrónov, ktoré sa pohybujú na jednotlivých vrstvách okolo atómového jadra prvku. Doteraz známe prvky majú maximálne 7 elektrónových vrstiev.

Prvá vrstva elektrónov, označuje sa ako vrstva K, má vždy 2 elektróny.
Druhá vrstva sa označuje ako vrstva L, má vždy 8 elektrónov.
Ďalej sú vrstvy v smere od jadra značené ako vrstva M, N, O, P a Q.

Nájdi si v periodickej tabuľke napríklad kyslík. Jeho protónové číslo 8 nám hovorí:

– že je v periodickej tabuľke na 8. poradovom mieste,

– že v jeho jadre je 8 protónov a v obale má teda spolu 8 elektrónov,

– že na 1. elektrónovej vrstve má 2 elektróny a na druhej má 6 elektrónov, čo je spolu 8 elektrónov.

Elektronegativita

V chémii predstavuje elektronegativita schopnosť atómu priťahovať väzobné elektróny. V periodickej sústave prvkov všeobecne platí, že čím má prvok väčšiu elektronegativitu, tým svoje valenčné elektróny priťahujú (držia) pevnejšie. Dalo by sa povedať, že ich „neradi púšťajú“ a majú snahu pripútať k sebe iný atóm, s menšou elektronegativitou.

V rámci periódy (riadku) sa v periodickej tabuľke prvkov hodnoty elektronegativity zvyšujú so stúpajúcim protónovým číslom – zľava doprava.

V rámci skupiny (stĺpca) so stúpajúcim protónovým číslom – teda zhora nadol – elektronegativita prvkov klesá.

Skupinové označenia

Niektoré skupiny prvkov majú svoje skupinové označenia. Názvy jednotlivých skupín a ich umiestnenie v periodickej tabuľke vidíš na obrázku nižšie. 

Patria sem: 
– alkalické kovy (I.A – okrem H), 
– kovy alkalických zemín (II.A – okrem Be a  Mg), 
– triely (III.A), 
– tetrely (IV.A), 
– pentely (V.A), 
– chalkogény (VI.A), 
– halogény (VII.A) a 
– vzácne plyny (VIII.A).

Medzi skupinové označenia patrí tiež: 
– triáda železa (Fe, Co, Ni) 
– platinové kovy (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt)

Prvky zoskupené v skupinách

Periodická sústava prvkov má svoju logiku. Prvky sú v nej zoskupené do skupín. Ktoré prvky patria do konkrétnych skupín vidíš na obrázku nižšie. Prvky každej skupiny majú svoje charakteristické vlastnosti. 

O ktorej skupine sa chceš dozvedieť viac? Klikni!

Rozdelenie podľa fyzikálnych vlastností

Že má periodická sústava prvkov svoj systém, sme už spomínali. Prvky sú v nej zoskupené do skupín aj podľa svojich fyzikálnych vlastností. A to tak, že v každej skupine majú prvky svoje charakteristické vlastnosti. 

Podľa fyzikálnych vlastností delíme prvky do 3 základných skupín: nekovy, polokovy a kovy.

Kovy

Nachádzajú sa prevažne v ľavej časti periodickej tabuľky!
Tvoria väčšinu známych chemických prvkov, v periodickej tabuľke majú jasnú prevahu. V zemskej kôre sú z kovov najviac zastúpené hliník a železo. 

Medzi atómami kovov je kovová väzba. 

Zvyčajne majú nasledujúce vlastnosti:
– kovový lesk
– sú vodivé, to znamená že dobre vedú elektrický prúd a teplo (najlepším je striebro)
– sú kujné a ťažné, to znamená, že sa dajú tvarovať a naťahovať
– majú pevné skupenstvo (pri bežnej izbovej teplote), okrem ortuti, ktorá je tekutá.  

Kovy majú nízku ionizačnú energiu. Je to energia potrebná na uvoľnenie elektrónu. Kovy teda ľahko tvoria katióny. 

O kovoch sa oveľa viac dočítaš v samostatnom článku.

Nekovy

Nachádzajú sa v pravej časti periodickej tabuľky!
Nevedú elektrický prúd, ani teplo. 
Nie sú kujné, ťažné, nemajú kovový lesk. V organizmoch aj v zemskej kôre prevládajú nad kovmi. 
Sú to prvky s veľkou elektrónovou afinitou (energia, ktorá sa uvoľní, keď atóm prijme elektrón – vznikajú anióny). 
Štruktúru valenčných orbitálov majú podobnú najbližšiemu vyššiemu vzácnemu plynu (napríklad halogény).

Polokovy

V periodickej tabuľke tvoria hranicu medzi jej ľavou a pravou časťou.
Medzi polokovy patria prvky, ktoré majú vlastnosti na rozhraní medzi kovmi a nekovmi, teda niektoré vlastnosti kovov a niektoré nekovov (napr. bór, kremík). Väčšinou majú polovodičový charakter.

Zdroje:
CHRENČÍKOVÁ a spol. 2002. Zmaturuj z chémie. Brno. DIDAKTIS
KUPKA. 2010. Periodická sústava prvkov. Praha. Kupka
obrázky a školské poznámky šprta