Het Periodiek Systeem

Tegen het einde van de 19^de eeuw publiceerde de Russische chemicus Dmitri Mendeleev zijn eerste poging om de chemische elementen aan de hand van hun atoomnummer te rangschikken. In die tijd waren er slechts ongeveer 60 elementen bekend maar Mendeleev realiseerde zich dat als hij de elementen op massa organiseerde er bepaalde soorten elementen in regelmatige intervallen oftewel periodes voorkomen.

Tegenwoordig, 150 jaar later, erkennen chemici officieel 118 elementen (in 2016 werden de laatste vier nieuwkomers toegevoegd) en wordt het periodieke systeem der elementen van Mendeleev nog steeds gebruikt om ze te organiseren. De tabel begint met waterstof, het eenvoudigste atoom en organiseert dan de overige elementen op atoomnummer. Het atoomnummer is het aantal protonen dat ieder element in zijn kern heeft. Behoudens een aantal uitzonderingen correspondeert de volgende van de elementen met de toenemende massa van ieder atoom.

De tabel kent 7 rijen en 18 kolommen. Iedere rij representeert een periode; het periodenummer van een element geeft aan in hoeveel van zijn energieniveaus er elektronen voorkomen. Nemen we natrium als voorbeeld. Natrium bevindt zich in de derde periode en dat betekent dat een natriumatoom typisch elektronen heeft in de eerste drie energieniveaus. Gaan we naar beneden in de tabel dan worden de periodes langer. Dit komt doordat er meer elektronen nodig zijn om de grotere en meer complexere buitenste niveaus te vullen.

De kolommen van de tabel stellen de groepen oftewel de families van de elementen voor. De elementen van een groep lijken op elkaar en gedragen zich gelijkaardig. Dat komt omdat ze eenzelfde nummer elektronen in hun buitenste schil hebben. Groep 18 elementen, die zich helemaal rechts in de tabel bevinden, hebben hun buitenste schillen helemaal gevuld en dit zorgt ervoor dat ze maar zelden deelnemen aan chemische reacties. Deze elementen noemen we dan ook de edelgassen.

Elementen worden typisch geclassificeerd als of een metaal of een niet-metaal, deze scheidslijn is echter niet heel erg scherp. Metaalelementen zijn meestal goede elektrische en warmtegeleiders. De subgroepen binnen de metalen zijn gebaseerd op overeenkomstige kenmerken en chemische eigenschappen van deze verzamelingen.

 

Tabel 1: Periodiek systeem der elementen

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

1H 1,008

2He 4,0026

2

3Li 6,94

4Be 9,0122

5B 10,811

6C 12,011

7N 14,007

8O 15,999

9F 18.998

10Ne 20,180

3

11Na 22,990

12Mg 24,305

13Al 26,982

14Si 28,085

15P 90,974

16S 32,06

17Cl Chloor 35,45

18Ar 39,948

4

19K 39.098

20Ca 40,078

21Sc 44,956

22Ti 47,867

23V 50,942

24Cr 51,996

25Mn 54,938

26Fe 55,845

27Co 58.933

28Ni 58,693

29Cu 63,546

30Zn 65,38

31Ga 69,723

32Ge 72,630

33As 74,922

34Se 78,791

35Br 79,904

36Kr 83,798

5

37Rb 85,468

38Sr 87,62

39Y 88.906

40Zr 91,224

41Nb 92,906

42Mo 95,95

43Tc (98)

44Ru 101,07

45Rh 102,91

46Pd 106,42

47Ag 107,87

48Cd 112,41

49In 114,82

50Sn 118,71

51Sb 121,76

52Te 127,60

53I 126,90

54Xe 131,29

6

55Cs 132,91

56Ba 137.33

57-71

72Hf 178,49

73Ta 180,95

74W 183,84

75Re 186,21

76Os 190,23

77Ir 192,22

78Pt 195,08

79Au 196,97

80Hg 200,59

81Tl 204,38

82Pb 207,2

83Bi 208,98

84Po (209)

85At (210)

86Rn (222)

7

87Fr (223)

88Ra (226)

89-103

104Rf (267)

105Db (268)

106Sg (269)

107Bh (270)

108Hs (277)

109Mt (278)

110Ds (281)

111Rg (282)

112Cn (285)

113Nh (286)

114Fl (289)

115Mc (290)

116Lv (293)

117Ts (294)

118Og (294)

6

57La 138,91

58Ce 140,12

59Pr 140,91

60Nd 144,24

61Pm (145)

62Sm 150,36

63Eu 151,96

64Gd 157,25

65Tb 158,93

66Dy 162,50

67Ho 164,93

68Er 167,26

69Tm 168,93

70Yb 173,05

71Lu 174,97

7

89Ac (227)

90Th 232,04

91Pa 231,04

92U 238,03

93Np (237)

94Pu (244)

95Am (243)

96Cm (247)

97Bk (247)

98Cf (251)

99Es (252)

100Fm (257)

101Md (258)

102No (259)

103Lr (266)

 

Of zoek de elementen op volgens onderstaande alternatieve lijsten

• Alle elementen van het periodiek systeem gerangschikt op alfabet
• Alle elementen van het periodiek systeem gerangschikt op dichtheid
• Alle elementen van het periodiek systeem gerangschikt op smeltpunt
• Alle elementen van het periodiek systeem gerangschikt op kookpunt

Alkali metalen

De alkali metalen vullen het grootste deel van Groep 1, de eerste kolom van de tabel. Ze glanzen en ze zijn zacht genoeg om met een mes te snijden. Deze metalen starten met Lithium (Li) en eindigt met Francium (Fr). Het zijn extreem reactieve elementen die ontbranden of zelfs exploderen als ze in contact komen met water. Deze elementen worden dus bewaard in olie of in inerte gassen. Ook waterstof maakt deel uit van Groep 1 maar dit gas wordt als een niet-metaal beschouwd.

Li – Na – K – Rb – Cs – Fr

Aardalkali metalen

De aardalkali metalen vullen Groep 2 van het periodiek systeem. Het zijn de elementen Beryllium (Be) tot Radium (Ra). Elk van deze elementen heeft twee elektronen in zijn buitenste energieniveau. Dit zorgt ervoor dat de aardalkali elementen reactief genoeg zijn om zelden vrij in de natuur gevonden te worden. Maar ze zijn minder reactief zijn dan de alkali metalen. Hun chemische reacties verlopen in het algemeen langzamer en ze produceren minder hitte dan de alkali metalen.

Be – Mg – Ca – Sr – Ba – Ra

Lanthaniden

De derde groep is te groot om in de derde kolom te passen en daarom worden ze meestal buiten de tabel geplaatst. De lanthaniden zijn de elementen met atoomnummer 57 tot 71 oftewel Lanthaan (La) tot Lutetium (Lu). De elementen in deze groep hebben allemaal een zilverwitte kleur en ze worden dof in contact met lucht.

La – Ce – Pr – Nd – Pm – Sm – Eu – Gd – Tb – Dy – Ho – Er – Tm – Yb – Lu

Actiniden

De actiniden vormen de onderste rij van de twee rijen die meestal buiten de tabel worden geplaatst. De actiniden bevatten de elementen 89, Actinium (Ac) tot 103, Lawrencium (Lr). Van deze metalen komen alleen Thorium (Th) en Uranium (U) in voldoende hoeveelheden van nature voor. Het zijn allemaal radioactieve elementen. De actiniden en de lanthaniden samen vormen een groep die de binnenste transitiemetalen wordt genoemd.

Ac – Th – Pa – U – Np – Pu – Am – Cm – Bk – Cf – Es – Fm – Md – No – Lr

Transitie metalen

We gaan terug naar de tabel van het periodiek systeem. De resterende Groepen 3 tot 12 vormen de rest van de transitiemetalen. Ze zijn hard maar buigzaam en ze hebben een goede geleidbaarheid. Het zijn de elementen waaraan je denkt als we het over metalen hebben. In deze groep komen onder andere goud, zilver en platina voor.

Sc – Ti – V – Cr – Mn – Fe – Co – Ni – Cu – Zn – Y – Zr – Nb – Mo – Tc – Ru

Rh – Pd – Ag – Cd – Hf – Ta – W – Re – Os – Ir – Pt – Au – Hg – Rf – Db – Sg

Bh – Hs – Cn – Ds – Rg – Mt

Post-transitie metalen

Vooruitlopend op de sprong naar de wereld van de niet-metalen worden gedeelde kenmerken niet meer netjes verdeeld langs verticale groepslijnen. De post-transitiemetalen zijn Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (Tl), Tin (Sn), Lood (Sn) en Bismut (Bi). Ze omvatten groep 13 tot groep 17. De elementen hebben enkele van de klassieke kenmerken van de transitiemetalen maar ze zij doorgaans zachter en hebben een slechtere geleiding dan de andere transitiemetalen. Veel periodieke tabellen hebben een vetgedrukte trap-lijn onder de diagonale verbindingslijn van Boor naar Astatine. De post-transitiemetalen bevinden zich linksonder deze lijn.

Al – Ga – In – Sn – Tl – Pb – Bi – Po – Mc (?) – Nh (?) – Lv (?)

Metalloïden

De metalloïden zijn de elementen Boor (B), Silicium (si), Germanium (Ge), Arseen (As), Antimoon (Sb), Telluur (Te) en Polonium (Po). Ze vormen een trap die de geleidelijke transitie van metaal naar niet metaal voorstelt. Deze elementen gedragen zich soms als halfgeleiders (B, Si, Ge) in plaats van als geleider. Metalloïden worden ook wen semi-metalen of arme metalen genoemd.

B – Si – Ge – As – Sb – Te – Fl (?)

Overige niet-metalen

Al het andere tot de rechterbovenzijde van de trap (plus Waterstof (H), die in Groep 1 is gestrand) is een niet-metaal. Hier horen ook Koolstof (C), Stikstof (N), Fosfor (P), Zuurstof (O), Zwavel (S) en Seleen (Se) bij.

H – C – N – O – P – S – Se

Halogenen

De bovenste 4 elementen van groep 17, van Fluor (F) tot Astatine (At) representeren de een van de twee subsets van de niet-metalen. De halogenen zijn chemisch gezien behoorlijk reactief en neigen te reageren met alkalimetalen om zo verschillende soorten zouten te vormen. Zo bestaat bijvoorbeeld ons normale keukenzout uit het alkalimetaal natrium en de halogeen chloor.

F – Cl – Br – I – At – Ts

Edelgassen

Kleurloos, geurloos en nagenoeg volledig niet-reactief. De edelgassen vormen groep 18 in de tabel. Veel chemici verwachten dat Oganesson, een van de vier laatst benoemde elementen, ook deze kernmerken heeft. Echter het is niet te achterhalen want het element heeft een halfwaardetijd van in de milliseconden. Oganesson completeert de 7de periode van het periodiek systeem dus als er iemand in slaagt om element 119 te synthetiseren (en daar is men mee bezig) dan zal dit element starten op rij 8 in de kolom van de alkalimetalen.

He – Ne – Ar – Kr – Xe – Rn – Og