Jaksollinen järjestelmä

Wikipedia

Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä on taulukko tunnetuista alkuaineista ryhmiteltynä niiden elektronirakenteen mukaan. Jaksollinen järjestelmä on kemian perustyökaluja. Sen avulla voidaan arvioida, mitkä alkuaineet muistuttavat toisiaan ja miten taulukossa lähekkäin olevat alkuaineet eroavat toisistaan. Lisäksi alkuaineiden ominaisuuksia, esimerkiksi atomimassoja, voidaan taulukoida jaksolliseen järjestelmään, mikä helpottaa tietojen löytämistä ja vertailemista.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Ryhmät, jaksot ja lohkot

Jaksollisen järjestelmän pystyrivejä kutsutaan ryhmiksi. Saman ryhmän alkuaineilla on samantapainen uloimman elektronikuoren rakenne, joten niiden ominaisuudet muistuttavat toisiaan. Esimerkiksi jalokaasut eivät juurikaan muodosta yhdisteitä, kun taas alkalimetallit reagoivat helposti ja muodostavat samantapaisia yhdisteitä. Toisaalta tiedetään, että jalokaasujen reaktiivisuus kasvaa ryhmässä alaspäin mentäessä.

Jaksollisessa järjestelmässä on 18 ryhmää. Kemian järjestö IUPAC suosittaa, että ne numeroidaan luvuin 1–18. Niin sanotut pääryhmät (1, 2, 13–18) voidaan joskus merkitä roomalaisin numeroin. Esimerkiksi ryhmä 14 eli hiiliryhmä on tällöin IV. Kolmas tapa on käyttää sekaisin kirjaimia ja roomalaisia numeroja, jolloin ryhmä 14 on IVB.

Jaksollisen järjestelmän vaakarivejä sanotaan jaksoiksi. Jakson numero ilmoittaa, kuinka monta miehitettyä elektronikuorta alkuaineella on. Jaksossa vasemmalta oikealle liikuttaessa alkuaineen järjestysluku eli protonien lukumäärä kasvaa. Alkuaineiden ominaisuudet vaihtelevat tavallisesti huomattavasti saman jakson sisällä. Esimerkiksi kolmannessa jaksossa vasemmalta oikealle mentäessä kuljetaan metallisesta natriumista puolijohde piin kautta epämetalli klooriin. Toisaalta esimerkiksi lantanoidit muistuttavat kemiallisesti paljon toisiaan.

Jaksollinen järjestelmä voidaan jakaa myös atomiorbitaalien täyttymisjärjestyksen mukaisesti neljään lohkoon: s-, p-, d- ja f-lohkoon. s-lohkoon kuuluvat ryhmät 1 ja 2 sekä helium, p-lohkoon ryhmät 13–18 (paitsi helium), d-lohkoon ryhmät 3–12 (siirtymämetallit) ja f-lohkoon lantanoidit ja aktinoidit.


Ryhmä → 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
(I II III IV V VI VII VIII)
↓ Jakso
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
*
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
**
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

* Lantanoidit 57
La
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
** Aktinoidit 89
Ac
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


Alkalimetallit Maa-alkalimetallit Lantanoidit Aktinoidit Siirtymäalkuaineet
Muut metallit Puolimetallit Muut epämetallit Halogeenit Jalokaasut

Olomuoto normaaliolosuhteissa (0 °C ja 101 325 Pa)

Esiintyvyys

  • Katkoviiva merkitsee keinotekoista alkuainetta.
  • Viivattomia alkuaineita ei ole vielä löydetty.

[muokkaa] Säännönmukaisuudet

Jaksollinen järjestelmä on saanut nimensä siitä, että monet ominaisuudet muuttuvat siinä säännöllisesti (”jaksollisesti”). Seuraavat säännönmukaisuudet pätevät useimmissa tapauksissa:

  • Atomimassat kasvavat jaksossa vasemmalta oikealle ja ryhmässä ylhäältä alaspäin kuljettaessa.
  • Atomisäteet pienenevät vasemmalta oikealle ja suurenevat alaspäin siirryttäessä.
  • Elektronegatiivisuudet pienenevät oikealta yläkulmasta vasempaan alakulmaan kuljettaessa.
  • Ionisoitumisenergiat kasvavat vasemmalta oikealle ja pienenevät ryhmässä alaspäin siirryttäessä.

[muokkaa] Historia

Alkuaineita yritettiin 1800-luvulla järjestää atomipainon mukaan monella eri tavalla. Nykyisen kaltaisen jaksollisen järjestelmän julkaisi ensimmäisenä venäläinen Dmitri Mendelejev vuonna 1869. Saksalainen Lothar Meyer oli kehittänyt samoihin aikoihin oman alkuainetaulukon.

Mendelejev ennusti jaksollisen järjestelmänsä avulla, että olisi olemassa kolme aiemmin tuntematonta alkuainetta. Hän myös arvioi tarkasti niiden ominaisuuksia. Kun nämä alkuaineet – gallium, skandium ja germanium – löydettiin ja niiden ominaisuudet näyttivät olevan lähellä Mendelejevin ennustetta, jaksollinen järjestelmä hyväksyttiin laajasti.

[muokkaa] Katso myös

[muokkaa] Aiheesta muualla

Commons
Wikimedia Commonsissa on lisää materiaalia aiheesta Jaksollinen järjestelmä.