Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
הטבלה המחזורית מסדרת אטומים על סמך מספר אטומי הולך וגדל כך שיסודות בעלי אותן תכונות כימיות חוזרות על עצמן מדי פעם. כאשר מוסיפים לטבלה את תצורות האלקטרונים שלהם, נצפית חזרה מחזורית של תצורות אלקטרונים דומות בקליפות החיצוניות של יסודות אלה. מכיוון שהם נמצאים בקליפות החיצוניות של אטום, אלקטרוני ערכיות ממלאים את התפקיד החשוב ביותר בתגובות כימיות. לאלקטרונים החיצוניים יש את האנרגיה הגבוהה ביותר של האלקטרונים באטום והם אובדים או משותפים בקלות יותר מאלקטרוני הגרעין. אלקטרוני ערכיות הם גם הגורם הקובע בחלק מהתכונות הפיזיקליות של היסודות.
השורות האופקיות ידועות כנקודות. לאורך המחזור, לכל יסוד עוקב יש פרוטון נוסף בגרעין ואלקטרון נוסף לקליפת הערכיות. העמודות האנכיות הן קבוצות. ליסודות בכל קבוצה (או עמודה) יש אותו מספר של אלקטרוני ערכיות (איור 1); למתכות האלקליות ליתיום ונתרן יש רק אלקטרון ערכי אחד, למתכות אלקליות-עפרוריות בריליום ומגנזיום יש שניים, ולהלוגנים פלואור וכלור כל אחד יש שבעה אלקטרוני ערכיות. האובדן, הרווח או השיתוף של אלקטרוני ערכיות הוא זה שמגדיר כיצד יסודות מגיבים. הדמיון בתכונות הכימיות בין יסודות מאותה קבוצה מתרחש מכיוון שיש להם אותו מספר של אלקטרוני ערכיות.
חשוב לזכור שהטבלה המחזורית פותחה על בסיס ההתנהגות הכימית של היסודות, הרבה לפני שכל מושג על המבנה האטומי שלהם היה זמין. כעת מובן סידור הטבלה המחזורית; יסודות שלאטומים שלהם יש אותו מספר של אלקטרונים ערכיים הנמצאים באותה קבוצה. הקטעים הצבעוניים של איור 1 מציגים את שלוש הקטגוריות של היסודות המסווגים לפי האורביטלים המתמלאים.
איור 1: גרסה זו של הטבלה המחזורית מציגה את התצורה של כל יסוד. שימו לב שבכל קבוצה, התצורה לרוב דומה.
יסודות של הקבוצה הראשית נקראים לפעמים יסודות ייצוגיים. אלו הם היסודות שבהם האלקטרון האחרון שנוסף נכנס לאורביטל s או p בקליפה החיצונית ביותר, המוצגים בכחול ובאדום באיור 1. קטגוריה זו כוללת את כל היסודות הלא מתכתיים, כמו גם את המטאלואידים ומתכות רבות. האלקטרונים הערכיים עבור יסודות הקבוצה הראשית הם אלה עם רמת n הגבוהה ביותר. לדוגמה, לגליום (Ga, מספר אטומי 31) יש את תצורת האלקטרונים [Ar]4s23d104p1, המכילה שלושה אלקטרונים ערכיים (מסומנים בקו תחתון). אורביטלים d המלאים לחלוטין נחשבים כאלקטרונים של הגרעין ולא כאלקטרוני ערכיות.
שני העמודות השמאליות הקיצוניות מהוות את ה-s-בלוק וששת העמודות הימניות הקיצוניות מהוות את ה-p-בלוק. לגזים האצילים, שהם חלק מבלוק ה-p, לכולם יש שמונה אלקטרונים ערכיים מלבד הליום, שיש לו שניים. יסודות אלה הם יציבים ביותר ואינם מגיבים.
יסודות מעבר או מתכות מעבר: אלו יסודות מתכתיים שבהם האלקטרון האחרון שנוסף נכנס לאורביטל d. האלקטרונים הערכיים (אלה שנוספו לאחר תצורת הגז האציל האחרון) ביסודות אלה כוללים את האלקטרונים ns ו- (n - 1) d. ההגדרה הרשמית של IUPAC של רכיבי מעבר מציינת את אלה עם אורביטלים d מלאים חלקית. לפיכך, היסודות עם אורביטלים המלאים לחלוטין (Zn, Cd, Hg, כמו גם Cu, Ag ו-Au באיור 1) אינם יסודות מעבר טכניים. עם זאת, המונח משמש לעתים קרובות כדי להתייחס לכל בלוק d (צבע צהוב באיור 1).
בלוק D מורכב מ-10 עמודות. המספר הקוונטי העיקרי של האורביטלים d המתמלאים על פני כל שורה שווה למספר השורה מינוס אחד. בשורה הרביעית ממלאים אורביטלים 3d, בשורה החמישית ממלאים אורביטלים 4d וכן הלאה.
יסודות מעבר פנימיים: הם מוצגים בירוק באיור 1. קליפות הערכיות של יסודות המעבר הפנימיים מורכבות מהתת-קליפות (n – 2)f, (n – 1)d ו-ns. יסודות מעבר פנימיים מהווים f-בלוק כאשר האלקטרון האחרון נכנס ל-אורביטל f המספר הקוונטי העיקרי של אורביטלים f שמתמלאים על פני כל שורה שווה למספר השורה מינוס שתיים. בשורה השישית ממלאים אורביטלים 4f, ובשורה השביעית ממלאים אורביטלים 5f. ישנן שתי סדרות מעבר פנימיות:
לנתנום ואקטיניום, בגלל הדמיון שלהם לשאר חברי הסדרה, כלולים ומשמשים לשמות הסדרה, למרות שהם מתכות מעבר ללא f אלקטרונים.
טקסט זה מותאם מ OpenStax Chemistry 2e, Section 6.4: Electronic Structure of Atoms.
האלקטרונים המאכלסים את הקליפה החיצונית ביותר של אטום הם אלקטרוני ערכיות, ואילו אלקטרונים המאכלסים את רמות האנרגיה היסודיות הם אלקטרוני ליבה. לאטום נתרן עם תצורת אלקטרונים Ne]3s1 שלוש רמות אנרגיה יסודיות. רמות האנרגיה היסודיות הפנימיות השלמות עם 2s22p6 מעידות על כך שיש עשרה אלקטרוני ליבה, ואחריהם הרמה השלישית החיצונית מכילה את האלקטרון האחד הנותר.
לכן לנתרן יש אלקטרון ערכיות אחד. בדומה לכך, לכלור יש עשרה אלקטרוני ליבה ושבעה אלקטרוני ערכיות. אלקטרוני ערכיות הם הרחוקים ביותר מהגרעין ומוחזקים בצורה הרופפת ביותר.
לכן הכי קל לגרוע או לשתף אותם, והם בעלי תפקיד חשוב בקשרים כימיים. יסודות שמספר אלקטרוני הערכיות שלהם זהה הם בעלי תכונות כימיות דומות, כפי שניתן לראות מהסדר בטבלה המחזורית המודרנית. ביסודות הקבוצה המרכזית, האות המסמלת את הקבוצה שווה למספר אלקטרוני הערכיות ומספר השורה שווה למספר הקוונטי היסודי הגבוה ביותר של אותו יסוד.
לכל יסוד בקבוצה אותו מספר אלקטרונים הזמינים לקשר. כשיורדים בשורה, המספר הקוונטי היסודיים עולה באחת, ואילו מספר אלקטרוני הערכיות נשאר ללא שינוי. שתי העמודות השמאליות הקיצוניות של הטבלה המחזורית מהווים את s-block.
ביסודות אלה, האלקטרון האחרון נכנס לאורביטל-s. קבוצת היסודות בטור הראשון, למעט מימן, נקראת מתכות אלקליות"והן מגיבות בקלות מפני שיש להם רק אלקטרון ערכיות אחד. קבוצת היסודות בטור השני כוללת מתכות אלקליות עפרוריות עם שני אלקטרונים בקליפת הערכיות.
שש העמודות בצד הימני הקיצוני יוצרות את p-block. קליפת הערכיות של יסודות אלה מאכלסת לחלוטין את אורביטלי-s והאלקטרון האחרון נכנס לאורביטל-p. מקבוצה 3-A לקבוצה 8-A, מספר האלקטרונים באורביטלי p עולה באחת.
לגזים האצילים שמונה אלקטרוני ערכיות למעט הליום, השייך ל-s-block ויש לו רק שני אלקטרונים. d-block מורכב מעשר העמודות המוצבות בין s ל-p-block. יסודות אלה מכונים מתכות מעבר"האלקטרון האחרון נכנס לאורביטל-d של הקליפה היסודית שמספרה קטן באחת ממספר השורה.
השורה הרביעית ממלאת אורביטלי 3-d השורה החמישית ממלאת אורביטלי 4-d וכן הלאה. יסודות מעבר פנימיים מהווים את f-block והם בעלי האלקטרון האחרון שנכנס ל-f-orbital. מספר הקוונטום היסודי של אורביטלי-f שמתמלא לאורך כל שורה הוא שניים פחות ממספר השורה.
בשורה השישית מתמלאים ארבעה אורביטלי-f ובשורה השביעית מתמלאים חמישה אורביטלי-f. יסודות מעבר פנימיים מסודרים בסדרות הלנטנידים ואקטינידים. מספר העמודות בכל בלוק מציין כמה אלקטרונים יכולים למלא את רמת המשנה של הבלוק.
שתי עמודות ב-s-block מתאימות לאורביטל-s עם שני אלקטרונים, שש עמודות ב-p-block מייצגות שלושה אורביטלי-p עם שישה אלקטרונים, ואילו עשר עמודות ב-d-block תואמות לחמישה אורביטלי-d עם שני אלקטרונים כל אחד. לבסוף, f-block כולל 14 עמודות המציינות את הקיבולת המרבית של שבעה אורביטלי-f.
04:00
Periodic Properties of the Elements
57.4K צפיות
03:08
Periodic Properties of the Elements
60.7K צפיות
03:10
Periodic Properties of the Elements
32.7K צפיות
03:12
Periodic Properties of the Elements
42.1K צפיות
03:07
Periodic Properties of the Elements
42.2K צפיות
03:06
Periodic Properties of the Elements
23.6K צפיות
03:01
Periodic Properties of the Elements
22.7K צפיות
02:54
Periodic Properties of the Elements
21.7K צפיות
