Periodiska systemet

Periodiska systemet, även kallat grundämnenas ordning,^[1] är en indelning av grundämnen och atomslag efter deras ökande atomnummer (antal protoner i kärnan), och även kemiska och fysikaliska egenskaper samt elektronkonfiguration i de yttre elektronskalen. Denna ordning visar periodiska trender, såsom grundämnen med liknande egenskaper i samma kolumn (grupp). Det finns även fyra rektangulära block med approximativt likartade kemiska egenskaper. Inom varje rad (period) �terfinns i allm�nhet metallerna p� den v�nstra sidan, medan icke-metallerna �terfinns p� den h�gra sidan.

Den f�rsta versionen av periodiska systemet st�lldes upp av Dmitrij Mendelejev (1869), som var f�rst med att publicera sina resultat, och Lothar Meyer. Allt eftersom nya grund�mnen uppt�ckts och den teoretiska grundvalen f�r systemet f�rdjupats, har det modifierats och f�rfinats.

�nnu ej bekr�ftade grund�mnen har tilldelats provisoriska namn, sammansatta av symboler f�r atomnumrets siffror inspirerade av r�kneord fr�n latin och grekiska, s�ledes: 0 = nil; 1 = un; 2 = bi; 3 = tri; 4 = quad; 5 = pent; 6 = hex; 7 = sept; 8 = okt; 9 = enn. Namnen avslutas med suffixet -ium. Exempel: 113 = ununtritium.

�mnena 113 (borgruppen), 115 (kv�vegruppen), 117 (halogen), 118 (�delgas) var under m�nga �r f�rutsp�dda, men inte konstaterade. �r 2014 framst�lldes emellertid dessa �mnen i laboratorier. F�rklaringen till att �mnena inte har hittats i naturen �r att de �r radioaktiva med korta s�nderfallstider. De sista luckorna i period 7 av Mendelejevs system har fyllts med de nyuppt�ckta �mnena.^[2] De nya �mnenas fysikaliska och kemiska egenskaper �r till stor del obekanta, men �r 2016 fastslogs de officiella namnen till nihonium (113), moskovium (115), tenness (117) och oganesson (118).

Indelningar

Grupper

En grupp motsvarar en kolumn i en tabell �ver det periodiska systemet. I en del grupper har grund�mnena mycket lika egenskaper och visar en tydlig trend f�r egenskaperna inom gruppen. Dessa grupper brukar tilldelas triviala (osystematiska) namn, som exempelvis alkalimetaller, alkaliska jordmetaller, halogener och �delgaser. Vissa andra grupper i det periodiska systemet p�visar f�rre likheter och/eller kolumnvisa trender (exempelvis grupperna 4 och 5) och dessa har d�rf�r inte tilldelats triviala namn utan ben�mns endast utifr�n gruppnummer.

Perioder

En period motsvarar en rad i det periodiska systemets tabell. �ven om grupper �r det vanligaste s�ttet att klassificera grund�mnen, finns det vissa omr�den d�r de radvisa trenderna och likheterna �r viktigare �n de kolumnvisa grupptrenderna. Detta g�ller bland annat d-blocket liksom f-blocket d�r lantanoiderna och aktinoiderna bildar tv� viktiga radvisa serier av grund�mnen. Lantanoiderna och aktinoiderna placeras under varandra utanf�r den �vriga delen av det periodiska systemets tabell av det praktiska sk�let att tabellbredden d�rmed minskas avsev�rt.^[3]

Block

Ett block �r en familj av angr�nsande grupper. Dessa omr�den f�r sina namn fr�n atomernas elektronskal. Det finns fyra block: s-, p-, d- och f-blocket.

�vriga

Grund�mnena kan �ven delas in och grupperas p� andra s�tt. N�gra s�dana indelningar som ofta ritas in det periodiska systemet �r �verg�ngsmetaller och metalloider. Det finns �ven mer inofficiella indelningar s�som platinagruppen och �delmetallerna.

Historik

De tidigaste f�rs�ken att ordna och gruppera grund�mnena gjordes utan n�gon kunskap om atomernas uppbyggnad. Den tyske kemisten Johann Wolfgang D�bereiner f�rs�kte hitta samband mellan olika �mnens atomvikt och deras kemiska egenskaper och fann p� 1820-talet flera grupper av tre likartade �mnen, d�r ett av �mnena kemiskt var en blandning av de b�da andra och hade en atomvikt som l�g mitt emellan de �vrigas. Han kallade dessa f�r triader.

Newlands tabell

John Alexander Reina Newlands periodiska system fr�n 1866

Under flera decennier betraktas D�bereiners uppt�ckt som en ov�sentlig kuriositet, vad vetenskapshistorikern Stephen Toulmin kallar f�r ett "naket faktum", men n�r nya och riktigare uppgifter om olika �mnens atomvikter blev k�nda under 1860-talet, intresserade sig olika forskare f�r nya samband mellan atomvikter och kemiska egenskaper. �r 1866 uppst�llde den brittiske kemisten John Newlands en tabell med 62 av de d� 63 k�nda grund�mnena, ordnade efter stigande atomvikt. Tabellen visade att �mnen med liknande egenskaper �terkom med en periodicitet av 7 eller 14 �mnen (�delgaserna var �nnu inte uppt�ckta), ungef�r som oktaver i musiken. Andra tidiga versioner av systemet presenterades av Alexandre-�mile B�guyer de Chancourtois och William Odland.

Mendelejevs och Meyers system


Dmitrij Mendelejev och Lothar Meyer

Slutligen sammanst�llde 1869 ryssen Dmitrij Mendelejev och tysken Lothar Meyer oberoende av varandra tabeller med horisontella perioder och vertikala grupper, p� samma s�tt som vi nu �r vana att visa systemet. Mendelejev publicerade sitt arbete samma �r medan Meyer publicerade sina resultat f�rst 1870. Mendelejevs tabell hade luckor f�r ytterligare 31 �mnen, d�r inga av de d� k�nda �mnena passade in. Hans id�er fick d�rf�r stor uppm�rksamhet n�r det 1875 uppt�ckta �mnet gallium passade in i en av dessa luckor. N�r �ven �mnena skandium, som uppt�cktes 1879, och germanium, uppt�ckt 1886, passade in i m�nstret fick systemet stor acceptans bland �vriga vetenskapsm�n.

Efter Mendelejev

Periodiska systemet 1905

Periodiska systemet 1924

1905 ritade schweizaren Alfred Werner upp det 32 kolumner stora periodiska system vi har idag och l�ste d�rmed problem som fanns i Meyers och Mendelejevs system fr�n 1860-talet. Det periodiska systemets utseende fick dock sin f�rklaring f�rst senare, efter att Rutherford 1911 presenterat sin modell av atomen som en liten positivt laddad k�rna omgiven av elektroner och Bohr 1913 f�rklarat elektronernas energiniv�er med sin kvantmekaniska atommodell.^[4]

Det �ldre systemet med 8 kolumner / grupper anv�ndes ibland efter 1905. Under 1920-talet, efter Mendelejev och Meyer, har systemet tydliggjorts. Fler och fler luckor i systemet har fortsatt att fyllas, allt eftersom ytterligare grund�mnen har uppt�ckts. Idag �r alla 7 perioder kompletta. Om fler grund�mnen uppt�cks, kommer de att finnas i period 8 och upp�t.

Andra s�tt att ordna grund�mnen

En begr�nsning med periodiska systemet �r att det inte skiljer mellan isotoper av samma element (det vill s�ga element med samma antal protoner, men olika antal neutroner), eftersom dessa i regel inte har n�gon stor skillnad i kemiska egenskaper (dock uppvisar kemiska f�reningar med olika isotoper m�tbara skillnader i kemiska egenskaper, s�som tungt vattens skillnader gentemot vanligt vatten, eller i reaktioners kinetik som �r noterbar i s�rskilt organiska reaktioner). Isotoper har d�remot mycket uppenbart olika egenskaper med avseende p� stabilitet och radioaktivitet. Ett alternativt s�tt att tabellera grund�mnen, som skiljer p� olika isotoper, �r en nuklidkarta (alternativt isotoptabell). En nuklidkarta ger b�ttre f�rst�else f�r olika isotopers karakt�r �n det periodiska systemet, men ger � andra sidan inte samma �verblick av de kemiska egenskaperna.

Se �ven

K�llor

^ Tweed, Matt (2003). Kemins v�rld: en titt p� periodiska systemet. Svenska f�rlaget. ISBN 9789177386469
^ Nationalencyklopedins �rsbok nr 40 2015, Nationalencyklopedin AB, Malm� 2016, ISBN 978-91-7513-063-7
^ ”Periodiska systemet”. Nationalencyklopedin. http://www.ne.se/lang/periodiska-systemet. Läst 16 december 2009.
^ Pais, Abraham (1988). ”Atomic structure and spectral lines”. Inward Bound – Of Matter and Forces in the Physical World. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-851997-3

Externa länkar

Wikimedia Commons har media som rör Periodiska systemet.
Bilder & media

[1] Tweed, Matt (2003). Kemins v�rld: en titt p� periodiska systemet. Svenska f�rlaget. ISBN 9789177386469

[2] Nationalencyklopedins �rsbok nr 40 2015, Nationalencyklopedin AB, Malm� 2016, ISBN 978-91-7513-063-7

[3] ”Periodiska systemet”. Nationalencyklopedin. http://www.ne.se/lang/periodiska-systemet. Läst 16 december 2009.

[4] Pais, Abraham (1988). ”Atomic structure and spectral lines”. Inward Bound – Of Matter and Forces in the Physical World. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-851997-3

[1]

[2]

[3]

[4]