Periodická tabulka

Periodická tabulka prvků, nebo též periodická soustava prvků, je uspořádání všech chemických prvků v podobě tabulky, ve které jsou prvky seskupeny podle rostoucích protonových čísel, elektronové konfigurace a cyklicky se opakujících podobných chemických vlastností. Řídí se tzv. periodickým zákonem, který roku 1869 publikoval Dmitrij Ivanovič Mendělejev, jenž seřadil prvky podle rostoucí hmotnosti jejich atomů. Rovněž používaný název Mendělejevova tabulka prvků je striktně vzato pouze názvem původní Mendělejevovy tabulky. Na počest 150. výročí publikace periodického zákona prohlásila OSN rok 2019 za Mezinárodní rok periodické tabulky prvků.[1]

Periodická tabulka
 
 
 
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Charakteristika

Dnes je známo, že některé lehčí prvky jsou až za těžšími (jod stojí za tellurem). Proto roku 1913 Henry Moseley opravil periodický zákon podle rostoucích protonových čísel. V tabulce je obvykle kromě chemického symbolu prvku uvedeno i jeho atomové číslo, relativní atomová hmotnost, případně další údaje o prvcích. V současné době je v tabulce 118 známých prvků, z nichž 94 se přirozeně vyskytuje na Zemi; zbylé byly připraveny pouze uměle a zatím nebyl objeven žádný jejich stabilní izotop.

Základem uspořádání prvků je jejich seskupení podle elektronového obalu tak, aby ve skupinách nad sebou ležely prvky se stejným počtem valenčních elektronů. Přitom platí, že prvky, nacházející se ve společné skupině, vykazují i podobné chemické vlastnosti. Někde bývá zvykem dělení skupin na hlavní a vedlejší, prvky v hlavních skupinách mají valenční elektrony ve sférách s a p, prvky vedlejších skupin doplňují valenční elektrony do slupek d a f.

Příkladem skupiny prvků jsou alkalické kovy, které (spolu s vodíkem) zaujímají místo v 1. skupině a mají vždy pouze jeden valenční elektron ve slupce s. Jiným příkladem jsou halogeny, prvky nacházející se v 7. hlavní skupině prvků se sedmi valenčními elektrony – dvěma ve slupce s a 5 ve sféře p.

Typy tabulek
Dlouhá tabulka – schéma
Velmi dlouhá tabulka – schéma
Krátká tabulka

Pro snadnější zapamatování skupin prvků v periodické tabulce lze využít mnemotechnické pomůcky.

Standardní dlouhá tabulka

Skupina 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
CAS skupina I A II A III B IV B V B VI B VII B --- VIII B --- I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A
Perioda
1 1
H		 2
He
2 3
Li		 4
Be		 5
B		 6
C		 7
N		 8
O		 9
F		 10
Ne
3 11
Na		 12
Mg		 13
Al		 14
Si		 15
P		 16
S		 17
Cl		 18
Ar
4 19
K		 20
Ca		 21
Sc		 22
Ti		 23
V		 24
Cr		 25
Mn		 26
Fe		 27
Co		 28
Ni		 29
Cu		 30
Zn		 31
Ga		 32
Ge		 33
As		 34
Se		 35
Br		 36
Kr
5 37
Rb		 38
Sr		 39
Y		 40
Zr		 41
Nb		 42
Mo		 43
Tc		 44
Ru		 45
Rh		 46
Pd		 47
Ag		 48
Cd		 49
In		 50
Sn		 51
Sb		 52
Te		 53
I		 54
Xe
6 55
Cs		 56
Ba		 * 72
Hf		 73
Ta		 74
W		 75
Re		 76
Os		 77
Ir		 78
Pt		 79
Au		 80
Hg		 81
Tl		 82
Pb		 83
Bi		 84
Po		 85
At		 86
Rn
7 87
Fr		 88
Ra		 ** 104
Rf		 105
Db		 106
Sg		 107
Bh		 108
Hs		 109
Mt		 110
Ds		 111
Rg		 112
Cn		 113
Nh		 114
Fl		 115
Mc		 116
Lv		 117
Ts		 118
Og
↓
Lanthanoidy * 57
La		 58
Ce		 59
Pr		 60
Nd		 61
Pm		 62
Sm		 63
Eu		 64
Gd		 65
Tb		 66
Dy		 67
Ho		 68
Er		 69
Tm		 70
Yb		 71
Lu
Aktinoidy ** 89
Ac		 90
Th		 91
Pa		 92
U		 93
Np		 94
Pu		 95
Am		 96
Cm		 97
Bk		 98
Cf		 99
Es		 100
Fm		 101
Md		 102
No		 103
Lr

Vysvětlivky

Historie

Objev periodické tabulky umožnil italský chemik Stanislao Cannizzaro (1826–1910), který v roce 1858 publikoval soubor zaměřených atomových vah (nyní známých jako hmotnostní čísla) šedesáti prvků, které byly tehdy známy. Seřazení prvků podle vzrůstající atomové váhy odhalilo pozoruhodné opakování chemických vlastností v pravidelných intervalech. Toho si všiml v roce 1864 anglický chemik John Newlands (1838–1898), avšak jeho "zákon oktáv" mu nepřinesl nic než výsměch.

Dmitrij Ivanovič Mendělejev (1834–1907) učinil v zásadě tentýž objev o pět let později. To, co Mendělejev vykonal, bylo však mnohem významnější, takže je plným právem považován za pravého objevitele periodické tabulky on.

Mendělejevova periodická tabulka prvků nebyla prvním pokusem sestavit prvky podle některých jejich vlastností. Historicky první doloženou tabulku pocházející z roku 1772 vytvořil Louis-Bernard Guyton de Morveau. Zahrnovala chemicky jednoduché látky a použil ji Antoine Lavoisier.

Roku 1857 publikoval Jean-Baptiste Dumas základní periodickou tabulku, která obsahovala 32 prvků v osmi sloupcích, které poukazovaly na jejich společné vlastnosti.

Roku 1862 uspořádal Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois poprvé prvky podle vzrůstající atomové hmotnosti. Podobné prvky umístil stejným směrem a vytvořil tak šroubovicové uspořádání prvků. Roku 1864 publikoval Julius Lothar Meyer tabulku mocenství pro 49 tehdy známých prvků a ještě v témže roce publikoval také William Odling svou téměř správnou tabulku se 17 svislými sloupci, do které zahrnul 57 prvků.

Roku 1869 zformuloval Dmitrij Ivanovič Mendělejev periodický zákon a různé formy periodické tabulky, která obsahovala 63 prvků. O dva roky později Mendělejev upravil a zlepšil svou periodickou tabulku a předpověděl objev 10 prvků – dnes známé jako Sc, Ga, Ge, Tc, Re, Po, Fr, Ra, Ac a Pd. Z těchto prvků popsal s udivující předvídavostí skandium, gallium, germanium a polonium. Pro neobjevené prvky nechal Mendělejev v tabulce místo a postupem času se všechna volná místa, která v tabulce nechal, zaplnila nově objevenými prvky. Významným Mendělejevovým obhájcem, neboť jeho zákon nebyl zpočátku jednoznačně přijat, byl český chemik Bohuslav Brauner.

Objevují se i alternativní uspořádání periodické tabulky. Nejvýznamnější je verze, kterou roku 1928 zavedl Charles Janet. Tato tabulka je uspořádána podle zaplňování orbitalů a je užívána fyziky.[3]

Budoucí vývoj
Související informace naleznete také v článku Rozšířená periodická tabulka.

Vědci předpokládají, že v průběhu 21. století se podaří objevit další prvky.[4]

Budoucí vývoj rozvržení periodické tabulky při objevování dalších prvků je zkoumán kvantověmechanickými výpočty. Glenn T. Seaborg navrhl rozšíření o 8. periodu, která bude po prvcích bloku s nově zahrnovat (ve velmi dlouhé podobě tabulky) tzv. superaktinoidy (až do prvku 153).[5] Představa vycházela z pokračující platnosti Madelungova pravidla – po bloku s bude následovat nejprve vložený blok g (orbitaly 5g) a poté blok f (orbitaly 6f).

Podrobné kvantověmechanické výpočty se započtením relativistických efektů, provedené Pekkou Pyykkö, B. Frickem a dalšími fyziky, však zpochybnily takové pořadí zaplňování, a to nejen pro 9. periodu,[6] ale již i pro druhou polovinu 8. periody (po prvcích bloku 5g, tedy od prvku 139).[7] Podle jejich výsledků by se zásadně změnilo pořadí zaplňování konce 8. periody, která by tak již nebyla analogická nižším periodám.

Že tradiční výstavba elektronového obalu podle Madelungova pravidla nebude pro 8. periodu platit, ukazují již relativistické kvantově-mechanické výpočty provedené pro oganesson. Vzhledem k velikosti obalu začíná ve spin-orbitální interakci převažovat nad LS vazbou vazba jj a klasický popis uspořádání obalu do slupek a orbitalů se již nejeví jako korektní, ale že jeho struktura je bližší Fermiho elektronovému plynu.[8][9][10]

Reference
  1. https://www.iypt2019.org/
  2. IUPAC Periodic Table of the Elements. Dostupné online (anglicky)
  3. STEWART, Philip J. Charles Janet: unrecognized genius of the periodic system. S. 5–15. Foundations of Chemistry [online]. 2010-04. Roč. 12, čís. 1, s. 5–15. Dostupné online. DOI 10.1007/s10698-008-9062-5. (anglicky)
  4. Meteor : Český rozhlas, 2. 2. 2016
  5. FRAZIER, Kendrick. Superheavy elements. S. 236–238. Science News [online]. 15. duben 1978. Svazek 113, čís. 15, s. 236–238. Dostupné online. DOI 10.2307/3963006. (anglicky)
  6. FRICKE, B.; GREINER, W.; WABER, J. T. The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements. S. 235–260. Theoretica chimica acta [online]. 1. září 1971. Svazek 21, čís. 3, s. 235–260. Dostupné online. ISSN 1432-2234. DOI 10.1007/BF01172015. (anglicky)
  7. PYYKKÖ, Pekka. A suggested periodic table up to Z ≤ 172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions. S. 161–168. Physical Chemistry Chemical Physics [online]. 22. říjen 2010. Svazek 13, čís. 1, s. 161–168. Dostupné online. PDF . DOI 10.1039/C0CP01575J. PMID 20967377. (anglicky)
  8. BALL, Philip. Immense oganesson projected to have no electron shells. Chemistry World [online]. Royal Society of Chemistry, 9. říjen 2017. Dostupné online. (anglicky)
  9. WILSON, Angela K. Heaviest Element Has Unusual Shell Structure. Kapitola Viewpoint, s. 1–2. Physics [online]. American Physical Society, 31. leden 2018. Svazek 11, čís. 10, s. 1–2. Dostupné online. PDF . (anglicky)
  10. JERABEK, Paul; SCHUETRUMPF, Bastian; SCHWERDTFEGER, Peter; NAZAREWICZ, Witold. Electron and Nucleon Localization Functions of Oganesson: Approaching the Fermi-Gas Limit [online]. 2017-07-27, rev. 2017-09-29. Dostupné online. (anglicky)

Literatura
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood - A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.