Блок (периодни систем)

Блокпериодног системаелемената је сет суседнихгрупа.Верује се да је прва особа која је употребила овај терминШарл Жане.^[1]Одговарајућиелектрониса највише енергије за сваки елемент појединог блока имају исти типатомске орбитале.Сваки блок се именује према својој карактеристичној орбитали; тако постоје следећи блокови:

Имена блокова (s, p, d, f и g) изведена су изспектроскопског именовањаприпадајућих атомских орбитала:sharp(оштра),principal(главна),diffuse(дифузна) иfundamental(темељна), а затимgдолази послеfпо абецедном редоследу.

Редослед попуњавања орбитала „подљуски”, премаАуфбауевом принципу,даје линеарни низ „блокова” (како се атомски број повећава) у периодном систему:

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p,...

Енергије блокова се на овај начин природно распоређују у сложениматомимазахваљујући правилима по којим се стварају атомске орбитале односно добијаелектронска конфигурација.

„Периодична” природа попуњавања орбитала као и настанакs,p,dиf„блокова” постају јаснији ако се редослед попуњавања дадне у обликуматрице,тако да пораст у главном квантном броју започиње нове редове („периоде” ) матрице. Тада се свака подљуска (састављена из прва два квантна броја) понавља онолико пута колико је потребно за сваки пар електрона које може да садржи. Резултат је збијени периодни систем у коме свако поље представља два узастопна елемента:

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

Периодни систем[уреди|уреди извор]

Постоји приближно поклапање између начина именовања блокова (на основу електронске конфигурације) и груписања елемената периодног система (на основухемијских својстава). Елементиs-блокаиp-блоказаједно се често називајуелементима главне групе,d-блокобухватапрелазне метале,а уf-блокусу смештенилантаноидииактиноиди.Међутим, не слажу се сви са оваквим идеалистичким разврставањем сетова елемената по блоковима; тако на пример, у12. групиелементицинк,кадмијумиживапрема неким научницима треба да се сврстају у елементе главне групе а према другима у прелазне метале, пошто су хемијски и физички сличнији елементимаp-блоканего остали елементиd-блока.Исто тако,елементи 3. групеиf-блокпонекад се такође сматрају елементима главне групе због својих сличности са елементимаs-блока.Групе (колоне)f-блока(између2.и3. групе) нису нумерисане.

Хелијумје обојен различито од елеменатаp-блокакоји га окружују зато што се налази уs-блоку,а само су му спољашњи (и једини) електрони у атомској орбитали 1s, мада су му хемијска својства више налик на онаплеменитих гасоваp-блоказбог пуне љуске. Поред блокова приказаних у овом систему, постоји и хипотетичкиg-блоккоји овде није представљен. Елементиg-блокамогу да се виде упроширеном периодном систему.Такође,лантаниактинијумсу распоређени исподскандијумаиитријумада би се истакао њихов статус елеменатаd-блока(иако неки^[2]тврде да билутецијумилоренцијумуместо лантана и актинијума требало да се нађу испод скандијума и итријума); разлог је то што немају електрона у [редом] 4f и 5f орбитали, док лутецијум и лоренцијум имају.^[3]

Група→

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

↓Периода

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

57
La

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

89
Ac

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

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

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

Боја позадинепоказујеблокпериодног система

Примордијални Од распада Синтетички Рубпоказује налажење елемента у природи

s-блок[уреди|уреди извор]

s-блоксе налази на левој страни периодног система која укључује елементе првих двеју колона,алкалне метале(1. група),земноалкалне метале(2. група) ихелијум.Хелијум је контроверзан елемент за научнике јер може да се постави или уs-блокили уp-блок,али већина научника се слаже да хелијум треба да буде на врху 18. групе односно изнаднеона(атомски број 10) зато што има много својстава као и елементи 18. групе.

Већина елеменатаs-блокасу високореактивниметали због лакоће којом њихове спољашњеs-орбиталестварају везеједињења.Елементи прве периоде у овом блоку су, међутим,неметали. Водоникје високо реактиван у погледу своје хемије, као што је случај и са осталим елементимаs-блока;како год, хелијум је готово нереактиванплеменити гас.

Елементеs-блокаспаја чињеница да су њиховивалентниелектрони (они спољашњи) сви уs-орбиталама.s-орбиталаје једансферичаноблак који може да садржи само један пар електрона; тако сеs-блоксастоји само од две колоне у периодном систему. Елементи у 1. колони, са једним валентним електрономs-орбитале,најреактивнији су у свом блоку. Елементи у 2. колони имају дваs-орбиталнавалентна електрона и (изузев хелијума) сви су само мало мање реактивни у односу на оне из прве колоне.

p-блок[уреди|уреди извор]

p-блоксе налази на десној страни периодног система и укључује елементе од шест колона, почев од13.па до18. групе.Хелијум,иако је смештен на врху 18. групе, није деоp-блока.

p-блокје дом највећем броју различитих елемената и једини је блок који садржи све три типа елемената:метале,неметалеиметалоиде.Генерално говорећи, елементиp-блоканајбоље се могу описати узимајући у обзир њихов тип или групу.

Елементеp-блокаспаја чињеница да су њиховивалентниелектрони (они спољашњи) сви уp-орбиталама.p-орбиталасе састоји од шестелиптичнихоблика који су међусобно постављени под једнаким угловима и имају исту централну тачку.p-орбиталаможе да има максимално шест електрона, па је тако и шест колона уp-блоку.Елементи у 13. колони, првој колониp-блока,имају једанp-орбиталниелектрон. Елементи у 14. колони, другој колониp-блока,имају дваp-орбиталнаелектрона. Тренд се наставља на овај начин све до 18. колоне, која има шестp-орбиталнихелектрона.

Метали[уреди|уреди извор]

Металиp-блокаимају класичне карактеристике метала: сјајни су, добри супроводници топлотеиелектрицитета,те губе своје електроне веома лако. Генерално, ови метали имају високетачке топљењаи добро реагују са неметалима у стварањујонских једињења.Јонскаједињења настају када се позитивни јон (катјон) метала веже са негативним јоном (анјон) неметала.

Од великог броја металаp-блока,неки имају фасцинантна својства.Галијум,смештен у трећем реду 13. колоне, метал је који може да се отопи у длану руке.Калај,смештен у четвртом реду 14. колоне, заступљен је, флексибилан и веома користан метал; важан је део многих металнихлегуракао што јебронза,лемилипјутер.

Одмах испод калаја своје место је нашлоолово,отровниметал. Древни народи су користили олово за многе потребе: прављење заслађивача за храну, израда глазура за керамику, ливање прибора за јело и сл. Сумњало се да је тровање оловом повезано са падомримске цивилизације,^[4]али даљим истраживањем показано је да је то скоро па немогуће.^[5]^[6]Олово се користило веома дуг временски период за производњу боја. Тек је последњег века уведена забрана коришћења оловних боја због његове токсичне природе.

Металоиди[уреди|уреди извор]

Металоидиимају својства и метала и неметала, али појамметалоиднема стриктну дефиницију. Сви елементи који се најчешће сврставају у металоиде су уp-блоку:бор,силицијум,германијум,арсен,антимонителур.Металоиди теже поседовању мање електричне проводности него метали, али веће него неметали. Такође теже формирању хемијских веза слично као и неметали, али постоји могућност растварања у металним легурама без ковалентних или јонских веза. Додаци металоида могу побољшати својства металних легура, понекад парадоксално својим привидним својствима. Неки могу имати добру електричну проводност, велику отпорност на корозију, велику дуктилност или флуидност у растопљеном стању итд., те тако легуре учинити бољим.

Бор има много својстава налик угљенику, али је веома редак. Много се користи, у разне сврхе; на пример, као допирајућа примеса за полупроводнике типа П.
Силицијум је можда најпознатији металоид. Други је најзаступљенији елемент у Земљиној кори и један од главних састојака у процесу израдестакла.Користи се за израдуполупроводничких кругова,затим великихпрекидачаидиодаса јаким струјама, као имикрочиповаза рачунаре и друге електронске уређаје. Такође се користи у одређеним металним легурама, на пример да побољша својства ливења алумијиума. Силицијум је толико битан за технологију и технолошку индустрију да јеСилицијумска долинауКалифорнијиназвана баш по њему.
Германијум има својства веома слична силицијуму, али овај елемент је много теже наћи. Некада се често користио због својих полупроводничких својстава, слично као што се силицијум користи данас; има нека изузетна својства у односу на друге елементе, али данас је у индустрији постао ретко коришћен материјал.
Арсен је отровни металоид који се током историје користио као додатак металним легурама, бојама, па чак и шминки.
Антимон се користи као саставни део легура које се праве ливењем, као што је метал за штампарије.

Елементи који се нису увек сматрали металоидима:

Угљеник, који је у истој колони у којој се налази и силицијум и германијум, има солидну електричну проводност за разлику од већине осталих неметала; неретко се нађе као пожељан или непожељан конституент у траговима код одређених металних легура, као што је челик.
Фосфор има између осталог металуршку употребу, на пример као саставни део неких легура бакра.
Селен, некад коришћен највише као полупроводнички материјал, такође се користи за повећавање квалитета металних легура.
Алуминијум седејуресматра металом; међутим, овај елемент иначе има неких металоидних и неметалних својстава, као што су негативна стања оксидације.

Племенити гасови[уреди|уреди извор]

Некада под именоминертни гасови,племенити гасовису своје ново име добили зато што постоји још неколико гасова који су инертни али нису племенити (нпр.азот). Смештени су у најдешњој колони периодног система, такође познатој и као нулта група или 18. група. Племенити гасови се такође зовуаерогени,алиIUPACовај назив групе не прихвата као званичан.

Сви племенити гасови имају попуњене спољашње љуске са осам електрона. Међутим, на врху племенитих гасова налази сехелијум,са љуском која је попуњена са само два електрона. То што су њихове спољашње љуске пуне значи да ретко реагују са другим елементима, што је и довело до надевања првобитногепитетаинертан(непокретан, тром).

Због својих хемијских својстава, ови гасови се такође користе улабораторијамаза стабилизацијуреакцијакоје би се иначе одвиле пребрзо. Како се атомски бројеви повећавају, елементи постају ређе заступљени, и то не само у природи већ такође и као корисни елементи.

Хелијум је напознатији по својој малој густини; користи се за безбедну израду пловних делова који силом потиска у ваздуху држе цепелине и балоне.
Неон је познат каоцрвено-жутисјајни медијум у старим сигналним лампама и знаковима мале снаге.
Аргон је коришћен као заштитни гас при MIG и TIG заваривању.
Ксенон је коришћен као плазма медијум у лучним лампама велике густине са волфрамовим електродама; аутомобилска ксенонска светла, међутим, у већини случајева представљају сијалице са живиним испарењима и ксеноном ниског притиска, чиме се помаже стварање лука и добијање светлости.
Криптон је доста коришћен као медијум лучних лампи; њиме су се пуниле енергетски некада најефикасније инкадесцентне сијалице, али је замењен халогенском технологијом.
Радон је радиоактиван и један од најгушћих елемената који остају у гасовитом стању на собној температури.

Халогени[уреди|уреди извор]

Друга колона с десне стране периодног система, 17. група — ово јехалогенскапородица елемената. Овим елементима недостаје само један електрон да би имали пуне љуске. Пошто су веома близу максималног попуњавања љуски, имају особину да се вежу са великим бројем различитих елемената и веома су реактивни. Често се налазе у вези са металима и елементима прве групе, зато што ови елементи имају само један слободан електрон који халогене доводи до стабилности (осам електрона у спољашњој љусци).

Сви халогени реагују различитим интензитетом.Флуорје најреактивнији и веже се са већином елемената окружења у периодном систему. Као што је то случај и са другим колонама, реактивност се смањује како се атомски број повећава.

Када се халоген споји са другим елементом, резултујуће једињење се зовехалид.Један од најбољих примера халида јенатријум хлорид(NaCl).

d-блок[уреди|уреди извор]

d-блоксе налази у средини периодног система и укључује елементе од3.до12. колоне.Ови елементи су такође познати и каопрелазни метализато што одражавају прелазност односно показују периодичност у својим својствима.

Сви елементиd-блокасу метали који имају два или више начина формирања хемијске везе. Како је разлика у енергијама различитихd-орбиталнихелектрона релативно мала, број електрона који учествује у хемијском везивању може да варира. Ово резултује особином да један елемент има два или вишестања оксидације,што одређује тип и број његових најближих суседа у хемијским једињењима.

Елементеd-блокаспаја чињеница да су њиховивалентниелектрони (они спољашњи) сви уd-орбиталама;немају ниједан електронp-орбитале.d-орбиталесадрже до пет парова електрона; тако блок обухвата десет колона у периодном систему.

f-блок[уреди|уреди извор]

f-блоксе налази у централном левом делу периодног система формата 32 колоне, односно представља фуснотни додатак система са 18 колона. Елементи овог блока обично се не сматрају делом иједнегрупе.Већином се називајуунутрашњим прелазним металимајер омогућавају смену измеђуs-блокаиd-блокау 6. и 7. реду (периоди), на исти начин као штопрелазни металипружају мост за смену измеђуs-блокаиp-блокау 4. и 5. реду.

Познати елементиf-блокадолазе у два реда,лантаноиди6. периоде и радиоактивниактиноиди7. периоде. Сви су метали. Пошто суf-орбиталниелектрони мање битан фактор који утиче на карактеристичну хемију ових елемената, њихова хемијска својства већином одређују спољашњиs-орбиталниелектрони. Следствено томе, много је мање хемијске разноликости унутарf-блоканего унутар s, p илиd блока.

Елементеf-блокаспаја чињеница да су њиховивалентниелектрони (они спољашњи) сви уf-орбиталама;немају ниједан електрон d илиp орбитале.f-орбиталесадрже до седам парова електрона; тако блок обухвата четрнаест колона у периодном систему.

g-блок[уреди|уреди извор]

g-блокје хипотетички блок елемената упроширеном периодном системуза чије се спољашње електроне верује да ће да буду сви уg-орбиталама,без електрона f, d илиp орбитале.

Референце[уреди|уреди извор]

^Janet, Charles (1928).La classification hélicoïdale des éléments chimiques.Beauvais.
^Scerri, Eric.„Mendeleev's table finally completed and what to do about group 3”.
^Lavelle, Laurence.„Lanthanum (La) and Actinium (Ac) Should Remain in thed-Block”(PDF).lavelle.chem.ucla.edu.Приступљено9. 11. 2014.
^Wilford, John Noble (17. 3. 1983).„Roman Empire's Fall Is Linked With Gout And Lead Poisoning”.The New York Times.Приступљено19. 1. 2016.
^Killgrove, Kristina (20. 1. 2012).„Lead Poisoning in Rome – The Skeletal Evidence”.Powered by Osteons.Приступљено19. 1. 2016.
^Sumner, Thomas (21. 4. 2014).„Did Lead Poisoning Bring Down Ancient Rome”.Science Magazine.Приступљено19. 1. 2016.

[1] Janet, Charles (1928).La classification hélicoïdale des éléments chimiques.Beauvais.

[2] Scerri, Eric.„Mendeleev's table finally completed and what to do about group 3”.

[3] Lavelle, Laurence.„Lanthanum (La) and Actinium (Ac) Should Remain in thed-Block”(PDF).lavelle.chem.ucla.edu.Приступљено9. 11. 2014.

[4] Wilford, John Noble (17. 3. 1983).„Roman Empire's Fall Is Linked With Gout And Lead Poisoning”.The New York Times.Приступљено19. 1. 2016.

[5] Killgrove, Kristina (20. 1. 2012).„Lead Poisoning in Rome – The Skeletal Evidence”.Powered by Osteons.Приступљено19. 1. 2016.

[6] Sumner, Thomas (21. 4. 2014).„Did Lead Poisoning Bring Down Ancient Rome”.Science Magazine.Приступљено19. 1. 2016.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]