CHEMIEhttp://homen.vsb.cz/~val15

http://rccv.vsb.cz/iTutor

Periodická soustava prvků (PSP)Je grafickým vyjádřením periodického zákona

D. I. Mendělejev (1869):

Vlastnosti prvků i složení a vlastnosti jejich sloučenin jsou periodickou funkcí jejich atomové hmotnosti.

současná formulace periodického zákona:

Fyzikální a chemické vlastností prvků a jejich sloučenin jsou periodickou funkcí jejich protonového čísla.

Periodická soustava prvků (PSP)

PSP – radioaktivní prvky

PSP – skupenství

Kapalné (2 prvky)

Plynné (11 prvků)

Periodická soustava prvků (PSP)Řazení podle protonového čísla

7 řad (period) a 18 sloupců (skupin-hlavní a vedlejší)

Skupinové názvy některých prvků

Oxidační čísla prvků

Acidobazický charakter prvků

Kovový charakter prvků

Elektronegativita

Elektronová konfigurace

s, p, d, f prvky

Alkalické kovy Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Kovy alkalických zemin Ca, Sr, Ba, Ra

Chalkogeny O, S, Se, Te, Po

Halogeny F, Cl, Br, I, At

Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Přehled skupinových názvů

PSP- skupinové názvy

!chyba

PSP – oxidační číslaVšechny prvky mohou mít kladná ox.č.(výjma fluoru)

Všechny kovové prvky mají pouze kladné ox. č.

Prvky IV.A-VII.A a vodík mohou mít i záporná ox.č.

Max. kladné ox.č.: č. skupiny (výjma I.B a VIII.B)

Max. záporné ox.č.: č. skupiny-8 (IV.A – VII.A)

Sudé ox. č. sudé č. skupiny (obdobně liché ox. č.)

PSP – oxidační čísla

PSP - elektronová konfigurace

1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p

(ns)+(n-2)f+(n-1)d+(np)

1 2 3 4 5 6 7

Číslo periodyvalenční vrstva (hl. kvantové číslo)

Číslo skupinypočet valenčních elektronů

Zaplňování AO v periodách

Perioda Elektronové konfigurace prvků Počet prvků

1. 1s1 1s2 2

2. 2s1 2p0 – 2s2 2p6 8

3. 3s1 3p0 – 3s2 3p6 8

4. 4s1 3d0 4p0 – 4s2 3d10 4p6 18

5. 5s1 4d0 5p0 – 5s2 4d10 5p6 18

6. 6s1 4f0 5d0 6p0 – 6s2 4f14 5d10 6p6 32

7. 7s1 5f0 6d0 7p0 – 7s2 5f14 6d10 7p6 32

PSP – elektronová konfigurace

82Pb [54Xe]: 4f14 5d10 6s2 6p2

PSP - s,p,d,f prvkyp

d

s

f

Rozdělení prvků do bloků podle valenčních AO a elektronů

Blok Valenční elektrony Počet skupin

s-prvky ns1až2 2

p-prvky ns2 np1až6 6

d-prvky ns2(1) (n-1)d1až10 10

f-prvky ns2 (n-2)f1až14 14

Podobnost vlastností prvků v PSP

s

d

p

f

Acidobazický charakter prvků 3. periody

NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4

silná slabá amfoternívelmi

slabá

středně

silnásilná

velmi

silná

zásada kyselina

Acidobazický charakter hydroxosloučenin prvků 3. periody

PSP - acidobazický charakter

F

roste kyselost

zásadotvornost

kovový charakterFr

roste zásaditost

Platí pro nepřechodné s,p prvky. U přechodných d, f prvků souvislost s ox. č. ( ox. č.zásaditost a naopak)

silně zásaditý silně kyselý

Acidobazický charakter prvků

Acidobazický charakter d, f-prvků

ox. č. II, III, IV, VI, VII

Oxidační číslo prvku Charakter sloučeniny Příklad

MnII mírně zásaditý MnO

MnIII, MnIV amfoterní MnO2

MnVII silně kyselý Mn2O7

Acidobazické vlastnosti sloučenin manganu

Acidobazický charakter d, f-prvků

ox. č. zásaditost ox. č. kyselost

Li

Na

K

Rb

Cs

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

C

SnII

PbII

N

P

As

Sb

S

Se

Te

Cl

Br

I

B

Al

TlI

MnVII

MnIV

TcVII

Re

CrVI

CrIII

kyselinotvornézásadotvorné

amfoterní

Acidobazický charakter prvků

Zn

PSP - elektronegativita

Značí se X Empiricky nalezené číslo vyjadřující schopnost

atomu přitahovat valenční elektrony kovalentní vazby.

Dosahuje hodnot od 0,7 u Fr po 4,1 u F. Elektropozitivní, elektronegativní prvky

PSP - elektronegativita

Elektronegativita podle Paulinga

PSP - elektronegativita

zásadotvornost

kovový charakterFr

klesá

F

roste

Neplatí pro přechodné d, f prvky, kde elektronegativity jsou velmi rozdílné a silně závislé na ox. č.

PSP-kovový a nekovový charakter

!chyba

PSP - kovový charakter

F

roste nekovový ch.

zásadotvornost

kovový charakterFr

roste kovový ch.

Kovový charakter vzrůstá s klesající elektronegativitou a rostoucím atomovým poloměrem

s-prvky (kromě H a He), d-, f-prvky a třetina p-prvků – celkem 89 prvků

malý počet valenčních elektronů mají vždy kladné oxidační číslo, netvoří jednoduché anionty mají velké atomové poloměry a malou ionizační energii s-prvky mají nejnižší elektronegativitu, tvoří jednoduché kationty d- , f- a kovové p-prvky mají elektronegativitu střední, závislou na

oxidačním čísle: - v OČ < 4 nižší elektronegativitu– tvoří jednoduché kationty, jejich oxidy jsou

zásadotvorné (jako s-prvky)

- v OČ > 4 vyšší elektronegativitu– vystupují v aniontech kyselin, jejich oxidy jsou kyselinotvorné (jako nekovy)

zvláštní typ vazby – vazba kovová

– vzájemné překrytí valenčních orbitalů

– vytvoření energetických pásů tepelná i elektrická vodivost, kujnost a tažnost tvorba slitin

Charakteristické vlastnosti kovů

vodík, helium a některé p-prvky (celkem 16 prvků) velká elektronegativita (>2,1), malý atomový poloměr snadno tvoří jednoduché anionty (kromě prvků 18.skupiny), mají 4 a více valenčních elektronů (s výjimkou H a He), mohou mít kladné i záporné oxidační číslo (kromě prvků

18.skupiny), malé molekuly s kovalentními vazbami (s výjimkou uhlíku a

prvků 18.skupiny), jsou nevodivé (kromě prvků 18.skupiny a grafitického uhlíku), jejich oxidy jsou kyselinotvorné (kromě CO, N2O a prvků

18.skupiny)

Charakteristické vlastnosti nekovů

Do této skupiny patří 7 p-prvků – B, Si,Ge,As,Sb,Te,At, které tvoří přechod mezi kovy a nekovy

Mají poměrně nízké hodnoty elektronegativity Současně mají některé vlastnosti obou skupin, např. : netvoří jednoduché kationty jako kovy za určitých podmínek jsou vodivé jejich oxidy jsou kyselinotvorné

Některé z těchto prvků mají vlastnosti tzv. polovodičů – jejich elektrická vodivost významně roste s teplotou (křemík, germanium)

Charakteristické vlastnosti polokovů

Kovový charakter prvků vs. skupenství

pevné

skupenství

kapalné skupenství

plynné skupenství

kov1.-12. sk., Al, Ga, In,

Sn, Tl, Pb, Bi, PoHg -

polokovB, Si, As, Te, At, Ge,

Sb, Se- -

nekov C, P, S, I Br N, O, F, Cl

PSP – atomový poloměr

zásadotvornost

kovový charakterFr

roste

F

klesá

Čím větší atom. poloměr, tím jsou valenční e- slaběji poutány.

PSP – atomový poloměr

I.A a II.A sk. VI.A a VII.A sk.

Obecné zákonitosti v PSP

elektronegativita

kyselinotvornost

nekovový charakter

atomové poloměry

zásadotvornost

kovový charakter