Układ okresowy pierwiastków to najpopularniejsza forma prezentacji pierwiastków chemicznych na całym świecie. Jej fenomen polega na tym, że poznając położenie pierwiastka w tej tabeli, jesteśmy w stanie wiele powiedzieć na temat jego właściwości. Pierwiastki klasyfikowane są według wzrastającej liczby atomowej, a ich symbole i nazwy są standardowe dla całej nauki.
Pierwiastki dzielą się na metale i niemetale, a ich położenie w układzie okresowym odpowiada za podobieństwo właściwości. Układ okresowy pierwiastków umożliwia interpretowanie prawa okresowości, opisywanie budowy układu okresowego, wskazywanie grup i okresów, określanie położenia pierwiastka w układzie okresowym, wskazywanie metali i niemetali oraz odczytywanie podstawowych informacji o pierwiastku (liczba atomowa, masa atomowa, rodzaj pierwiastka).
W XIX wieku naukowcy zaczęli badać i opisywać kilkadziesiąt pierwiastków chemicznych, a następnie szukali sposobu, aby je uporządkować i sklasyfikować. Zauważyli, że pewne pierwiastki wykazują podobne właściwości i postanowili je ułożyć w szeregu według wzrastającej masy atomowej. Odkryli, że co ósmy, a potem co osiemnasty pierwiastek ma podobne cechy i stworzyli w ten sposób układ okresowy pierwiastków.
Prawo okresowości Mendelejewa
Prawo okresowości zostało sformułowane przez Dymitra Mendelejewa, jednego z najwybitniejszych chemików w historii. Mendelejew zauważył, że właściwości pierwiastków chemicznych uszeregowanych według rosnącej liczby atomowej powtarzają się okresowo. To spostrzeżenie pozwoliło mu sformułować ogólne prawo, które nazwano prawem okresowości Mendelejewa.
Podstawowe założenia
Prawo okresowości Mendelejewa mówi o tym, że właściwości chemiczne pierwiastków zależą przede wszystkim od liczby protonów w jądrze atomowym, czyli liczby atomowej. Pierwiastki o podobnych właściwościach chemicznych mają zbliżoną liczbę atomową.
Wykres przedstawiający zależność promieni atomowych od masy atomowej pierwiastków
Długa droga do systematyki pierwiastków to film dostępny na portalu epodreczniki.pl, który prezentuje sposoby ułożenia pierwiastków chemicznych w układzie okresowym. W filmie pojawia się wykres przedstawiający zależność promieni atomowych od masy atomowej pierwiastków. Na układzie współrzędnych naniesione zostają pozycje dla wszystkich dwudziestu dwóch pierwiastków. Punkty tworzą trzy wyraźne grupy po siedem pierwiastków. Punkty tych grup układają się w krzywe o kształtach zbliżonych do hiperbol.
Opis wykresu
Na ekranie pojawia się tablica z symbolami różnych pierwiastków ułożonych przypadkowo. Następnie na ekranie pojawia się napis: „Uporządkowanie pierwiastków według wzrastającej masy atomowej”, a symbole zaczynają się układać w kolejności swoich liczb atomowych: od wodoru po lewej stronie, po mangan po prawej, łącznie 22 pierwiastki. Symbole w tej kolejności zjeżdżają na dół ekranu. Nad nimi pojawia się układ współrzędnych z osią poziomą oznaczoną jako masa atomowa w unitach, a osią pionową oznaczoną: promień atomu w pikometrach. Pojawia się czerwona linia łącząca po kolei ze sobą wszystkie atomy.
Okresowy układ pierwiastków chemicznych
Zjawisko okresowości w właściwościach pierwiastków chemicznych było obserwowane już od dawna. Jednak dopiero w 1869 roku rosyjski chemik Dmitrij Mendelejew oraz niemiecki chemik Julius Lothar Meyer niezależnie od siebie ułożyli pierwiastki według ich właściwości chemicznych i fizycznych. Powstał wtedy okresowy układ pierwiastków, w którym pierwiastki ułożone są według rosnącej masy atomowej i w ten sposób ich właściwości zmieniają się okresowo.
Układ współrzędnych
Film rozpoczyna się tablicą z symbolami różnych pierwiastków ułożonych przypadkowo. Następnie na ekranie pojawia się układ współrzędnych z osią poziomą oznaczoną jako masa atomowa w jednostkach, a osią pionową oznaczoną jako promień atomu w pikometrach.
Wykres zależności promieni atomowych od masy atomowej
Po ukazaniu się układu współrzędnych, na ekranie pojawia się wykres przedstawiający zależność promieni atomowych od masy atomowej pierwiastków. Na wykresie naniesione zostają pozycje dla wszystkich dwudziestu dwóch pierwiastków. Poza wodorem, który odstaje wyraźnie w lewym dolnym rogu wykresu, wszystkie punkty tworzą trzy wyraźne grupy po siedem pierwiastków. Punkty tych grup układają się w krzywe o kształtach zbliżonych do hiperbol.
Zębaty kształt wykresu
Ciekawostką jest, że wykres ma regularny, zębaty kształt. Pojawia się czerwona linia łącząca po kolei ze sobą wszystkie atomy, co jeszcze bardziej uwydatnia ten zębaty kształt.
Właściwości pierwiastków
Zgodnie z układem Mendelejewa, pierwiastki o podobnych właściwościach chemicznych i fizycznych są ułożone w jednej kolumnie, zwanej grupą. Właściwości te zmieniają się okresowo wraz z rosnącą liczbą atomową pierwiastka. Dlatego tak ważne jest ich uporządkowanie według wzrastającej masy atomowej, co umożliwia dokładniejsze przewidywanie ich właściwości i zachowań chemicznych.
Film, który przedstawia okresowy układ pierwiastków i ich właściwości, jest dostępny na stronie epodreczniki.pl.
Aplikacja interaktywna Układu Okresowego Pierwiastków
Opis aplikacji
Aplikacja interaktywna Układu Okresowego pierwiastków pozwala na łatwe i szybkie wyszukiwanie informacji o pierwiastkach chemicznych. Po kliknięciu na pole z danym pierwiastkiem, użytkownik otrzymuje podstawowe informacje dotyczące jego właściwości fizycznych oraz krótki opis zastosowania.
Funkcje aplikacji
Aplikacja umożliwia również podświetlenie wszystkich pierwiastków z danej grupy lub okresu. W górnej części okna dostępne są opcje umożliwiające wyróżnienie podziału na grupy i okresy, wraz z krótkim opisem tych podziałów. Użytkownik może również wybrać sortowanie pierwiastków według liczb atomowych lub wyróżnić symbole pierwiastków. Dodatkowo, w aplikacji zostały uwzględnione i opisane grupy specjalne: Lantanowce i Aktynowce.
Czym jest układ okresowy pierwiastków?
Układ okresowy pierwiastków to tabela, w której pierwiastki chemiczne są ułożone w porządku rosnącej liczby atomowej, a także w grupy i okresy. Układ okresowy daje możliwość ujednolicenia symboliki, nazewnictwa i wzorów stosowanych przez chemików na całym świecie.
Jak wygląda najprostsza wersja układu okresowego?
Najprostsza wersja układu okresowego zawiera ponumerowane symbole pierwiastków chemicznych, numery grup i okresów. Każdy pierwiastek otrzymuje swój unikalny numer atomowy, który jest związany z kolejnością pierwiastków na osi poziomej tabeli. Grupy, z kolei, to pionowe kolumny, w których pierwiastki mają podobne właściwości chemiczne.
Jakie są różnice między różnymi wersjami układu okresowego?
Istnieją różne wersje układu okresowego, opracowane przez różnych naukowców, które prezentują dodatkowe informacje, takie jak nazwy pierwiastków, ich właściwości, budowę atomów czy wielkość atomów. Jednak niezależnie od ilości informacji, które prezentują, wszystkie wersje mają identyczną kolejność pierwiastków, liczbę grup i okresów, a także identyczne rodzaje pierwiastków w grupie i okresie.
Czym są grupy w układzie okresowym?
Grupy to kolumny w układzie okresowym, w których pierwiastki mają podobne właściwości chemiczne. Wszystkim grupom nadano nazwy, które pochodzą od nazw pierwiastków znajdujących się na początku grupy. Na przykład grupa 1 to grupa alkaliczna, ponieważ pierwiastki z tej grupy reagują z wodą tworząc zasady alkaliczne.
Czym charakteryzują się pierwiastki należące do jednej grupy?
Pierwiastki należące do jednej grupy mają podobne właściwości chemiczne. Mają one tę samą liczbę elektronów w swojej ostatniej powłoce elektronowej, co powoduje, że zachowują się podobnie w reakcjach chemicznych. Na przykład alkalia (pierwiastki z grupy 1) mają jedną walencyjną elektronową, co powoduje, że łatwo oddają ją podczas reakcji chemicznych, tworząc dodatnie jony.
Nazwy grup pierwiastków w układzie okresowym
Układ okresowy pierwiastków jest podzielony na 18 kolumn nazywanych grupami. Każda grupa ma swoją nazwę i oznaczenie numeryczne. Nazwy grup pierwiastków w układzie okresowym to:
- Grupa 1 – alkalia
- Grupa 2 – ziemie alkaliczne
- Grupa 3 – pierwiastki trójskojarzeniowe
- Grupa 4 – węgiel
- Grupa 5 – azot
- Grupa 6 – tlen
- Grupa 7 – halogeny
- Grupa 8 – gazy szlachetne
- Grupa 9-12 – metale przejściowe
- Grupa 13 – glin
- Grupa 14 – krzem
- Grupa 15 – fosfor
- Grupa 16 – siarka
- Grupa 17 – niektóre niemetale
- Grupa 18 – hel
Uzyskiwanie informacji o tlenie z układu okresowego
Prezentacja rozpoczyna się planszą z napisem: „Jakie informacje o tlenie można uzyskać z układu okresowego?” Następnie pojawia się obraz układu okresowego, gdzie wyróżnione zostaje pole zawierające informacje o tym pierwiastku.
Wyróżniona szesnasta grupa i drugi okres
W układzie okresowym wyróżniona zostaje szesnasta grupa i drugi okres, gdzie pierwiastek ten się znajduje. Po lewej stronie pojawia się czarne pole, na którym znajduje się kwadrat z informacjami o tlenie wycięty z układu okresowego. Kwadrat zawiera nazwę i symbol pierwiastka (tlen), liczbę atomową 8 oraz liczbę masową 16. Ponadto, znajdują się tam strzałki pozioma i pionowa z liczbami odpowiednio 16 i 2 symbolizujące grupę i okres pierwiastka.
Lista właściwości tlenowi
Układ okresowy z prawej strony stopniowo znika, a pojawia się lista właściwości możliwych do odczytania z układu okresowego dotyczących tlenowego pierwiastka. Są to:
- Okres 2
- Grupa 16
- Liczba atomowa 8
- Liczba masowa 16
- Tlen jest niemetalem
Cały film prezentujący sposób uzyskania informacji o tlenie z układu okresowego jest dostępny na portalu epodreczniki.
Jakie informacje o tlenie można uzyskać z układu okresowego?
Wstęp
Prezentacja rozpoczyna się od planszy z napisem, który odnosi się do tematu prezentacji: Jakie informacje o tlenie można uzyskać z układu okresowego? Następnie pojawia się obraz układu okresowego, który wyróżnia pole zawierające informacje o tlenie, szesnastą grupę i drugi okres, gdzie znajduje się pierwiastek.
Informacje o tlenie
Po lewej stronie pojawia się czarne pole z kwadratem, wyciętym z układu okresowego, zawierającym nazwę i symbol pierwiastka, liczbę atomową 8 i liczbę masową 16, a także strzałki poziomą i pionową z liczbami odpowiednio 16 i 2 symbolizujące grupę i okres pierwiastka.
Lista właściwości
Następnie, układ okresowy z prawej strony znika, a stopniowo pojawia się lista właściwości, które można odczytać z układu okresowego, takie jak: okres 2, grupa 16, z 8, masa atomowa 16 oraz to, że tlen jest niemetalem.
Ciekawostka
Najmniejszy układ okresowy na świecie to wyczyn wpisany do Księgi rekordów Guinnessa. Naukowcy w Wielkiej Brytanii zapisali na ludzkim włosie cały układ okresowy pierwiastków. Do tego celu użyli bardzo precyzyjnych narzędzi, w tym specjalnego rodzaju mikroskopu, i otrzymali układ o wymiarach 89,67 na 46,39 mikrometrów. 1 mikrometr odpowiada jednej tysięcznej milimetra. Tego układu okresowego nie bylibyśmy w stanie zobaczyć nieuzbrojonym okiem.
Systematyka pierwiastków chemicznych i układ okresowy pierwiastków
Zanim określono właściwości nieznanych wówczas pierwiastków, podczas prac nad ich systematyką przewidziano ich istnienie i trafnie określono ich właściwości. Układ okresowy pierwiastków jest to tabela przedstawiająca wszystkie pierwiastki chemiczne uporządkowane według rosnącej liczby atomowej, w grupach (obejmujących pierwiastki o podobnych właściwościach) i okresach (w których właściwości pierwiastków zmieniają się stopniowo).
Ćwiczenie 1
Zadanie interaktywne
W zadaniu należy zaznaczyć, które zdania są prawdziwe, a które fałszywe:
- Wszystkie pierwiastki w danym okresie mają podobne właściwości. [FAŁSZ]
- Większość metali znajduje się w lewej części układu okresowego. [PRAWDA]
- Pierwiastki należące do tej samej grupy układu okresowego mają jednakową liczbę atomową. [FAŁSZ]
- W układzie okresowym jest więcej metali niż niemetali. [PRAWDA]
- W układzie okresowym są grupy, które zawierają zarówno metale, jak i niemetale. [PRAWDA]
Ćwiczenie 2
Zadanie interaktywne
W zadaniu należy uzupełnić puste miejsca w zdaniach, wybierając brakujące elementy z listy:
- Układ okresowy pierwiastków przedstawiany jest w formie tabeli. [TABELI]
- Kryterium uporządkowania pierwiastków w układzie okresowym jest liczba atomowa pierwiastka. [LICZBA ATOMOWA PIERWIASTKA]
- Pionowe kolumny w układzie okresowym to grupy. [GRUPY]
- Wielkość drobin pierwiastka jest wyrażana na wykresie. [WYKRESU]
- Pierwiastki należące do tej samej grupy układu okresowego mają podobne właściwości. [TEJ SAMEJ GRUPY]
- W jednym okresie znajdują się pierwiastki o różnej liczbie elektronów w powłoce walencyjnej. [TEGO SAMEGO OKRESU]
- Pierwiastki o podobnych właściwościach umieszczone są w jednej grupie. [ZESPOŁY]
