Periodiske system

Klik på billedet for at se det i et større format.

Hvad er det periodiske system?

Det periodiske system er en skematisk oversigt over alle de kendte grundstoffer sorteret efter atomnummeret. Grundstoffernes placering afhænger af, hvilke karakteristika de atomer, der udgør grundstoffet, har. Når man kender til opbygningen af det periodiske system, er man altså ud fra grundstoffets placering i stand til at sige noget om dets kemiske egenskaber.

Det periodiske system hedder på engelsk ’The periodic table’. Det periodiske system med navne for grundstofferne kan være svært at finde, da man typisk kun angiver de kemiske symboler. Men her har vi lavet en version af det periodiske system med både det kemiske symbol, grundstoffernes navne og alle de andre informationer.

Hvordan læser man det periodiske system?

Det periodiske systems opbygning tager udgangspunkt i stigende atomnumre, og grundstofferne med de laveste atomnumre sættes derfor først. Derudover inddeles det periodiske system i 8 hovedgrupper, 10 undergrupper og 7 perioder.

Perioder i det periodiske system

En periode er betegnelsen for en vandret række i det periodiske system. Da det periodiske system har 7 rækker, taler man altså om 7 perioder. Perioderne angiver, hvor mange forskellige skaller det givne grundstof har elektroner i. Et grundstof som eksempelvis aluminium (Al) har 12 elektroner, og kan derfor fylde både K- og L-skallen (med henholdsvis 2 og 8 elektroner) og samtidig have 2 elektroner i M-skallen. Den har altså elektroner i 3 forskellige skaller og tilhører derfor 3. periode. Det periodiske systems perioder giver derfor et godt overblik over skallerne og elektronerne.

Hovedgrupper og undergrupper i det periodiske system

Hovedgrupperne 1-8 er inddelt efter antallet af elektroner i den yderste skal. 1. hovedgruppe er til grundstoffer med én elektron i yderste skal, 2. hovedgruppe til dem med to elektroner og så videre. 8. hovedgruppe angiver de grundstoffer, hvis yderste skal er helt fyldt med netop otte elektroner. Eksempelvis gælder det for oxygen (O), der står i 6. hovedgruppe, at der er seks elektroner i yderste skal. Med andre ord tilføres der én elektron til den yderste skal, hver gang hovedgruppenummeret stiger med én. De grundstoffer der tilhører samme hovedgruppe har med andre ord sammenlignelige kemiske egenskaber.

Hovedgrupperne følger i nogen grad de 18 kolonner, som angivet øverst på siden. 1. og 2. hovedgruppe fordeler sig over kolonnerne 1-12. Kolonne 1 udgøres dog udelukkende af 1. hovedgruppe. 2. hovedgruppe indeholder derudover 10 undergrupper.

Forskellen på en hovedgruppe og en undergruppe er, at grundstoffernes orbitaler (se afsnit om orbitaler længere nede på siden) i hovedgrupperne ALTID fyldes op ’inde fra og ud’. Modsat kan grundstofferne i undergrupperne have flere orbitaler end én, der ikke er fyldt helt op. Ligesom den orbital, der ikke er fyldt helt op, ikke nødvendigvis er den yderste for disse grundstoffer.

For 2. hovedgruppe betyder det, at 2. kolonne indeholder de grundstoffer, der er fyldt ’korrekt’ op. De øvrige undergrupper derimod, i kolonnerne 3-12, indeholder de grundstoffer, der har en mere kompliceret opfyldning af skallerne. I disse undergrupper er typisk både den yderste og den næst-yderste skals opfyldning afgørende for grundstoffets egenskaber.

Kolonnerne 13-18 udgøres af hovedgrupperne 3-8. Således at 3. hovedgruppe er at finde i kolonne 13. 4. hovedgruppe i kolonne 14 osv.

Blokke i det periodiske system

En anden inddeling af grundstofferne i det periodiske system er blokke. Man taler om s-, p-, d- og f-blokken. Det er placeringen af grundstoffets mest energirige elektron, der afgør, hvilken blok grundstoffet tilhører. Altså om denne elektron befinder sig i en s-, p-, d- eller f-orbital. Grundstofferne i hver af de fire blokke har alle nogle kemiske egenskaber, der er minder om hinanden.

Orbital

Orbitaler kan i praksis ses som de byggesten, der udgør et atoms skaller. Orbitaler angiver til en vis grad, hvor elektroner fysisk befinder sig i forhold til atomkernen. Hver orbital kan indeholde maksimalt 2 elektroner, og der er følgende sammenhæng mellem orbitaler og skaller i et atom.

  • K-skallen indeholder én s-orbital (2 elektroner i alt)
  • L-skallen indeholder én s-orbital og 3 p-orbitaler (8 elektroner i alt)
  • M-skallen indeholder én s-orbital, 3 p-orbitaler og 5 d-orbitaler (18 elektroner i alt)
  • N-skallen indeholder én s-orbital, 3 p-orbitaler, 5 d-orbitaler og 7 f-orbitaler (32 elektroner i alt)

Ligesom elektronerne først fyldes i K-skallen, så L-skallen osv., så gælder det også, at først fyldes s-orbitaler, så p-orbitaler osv. indtil skallen er fyldt, hvorefter der fyldes i s-orbitalen i den næste skal. Der kan dog være tilfælde, hvor skaller fyldes, før den forrige er helt fyldt, som i undergrupperne af det periodiske system.

Det periodiske systems udseende

Typisk ser man, at 15 grundstoffer i både 6. og 7. periode er opstillet i en tabel for sig selv under resten af det periodiske system. Forklaringen på dette er såvel det periodiske systems historiske tilblivelse som det praktiske aspekt. Skulle disse grundstoffer have indgået i resten af tabellen, ville tabellen være for ’stor’ til de fleste bøger. Disse to rækker har ingen gruppeopdeling.