Familii de elemente

CONCEPT

Termenul „familie” este folosit pentru a descrie elemente care au în comun anumite caracteristici – nu numai în ceea ce privește comportamentul observabil, ci și în ceea ce privește structura atomică. Toate gazele nobile, de exemplu, tind să fie foarte puțin reactive: doar câteva dintre ele se combină cu alte elemente, și atunci doar cu fluorul, cea mai reactivă dintre toate substanțele. Fluorul este membru al unei alte familii, cea a halogenilor, care au atât de multe caracteristici comune încât sunt grupate împreună, în ciuda faptului că două sunt gaze, două sunt solide, iar unul – bromul – este unul dintre cele două elemente care apare la temperatura camerei sub formă de solid. În ciuda acestor diferențe aparente, configurațiile electronice comune identifică halogenii ca fiind o familie. Familiile din tabelul periodic includ, pe lângă gazele nobile și halogenii, metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, metalele de tranziție, lantanidele și actinidele. Nemetalii formează o grupare încrucișată de familii, vag definită, la fel ca și metaloizii.

CUM FUNCȚIONEAZĂ

Bazele tabelului periodic

Creat în 1869 și modificat de mai multe ori de atunci, tabelul periodic al elementelor dezvoltat de chimistul rus Dmitri Ivanovitch Mendeleev (1834-1907) oferă un mijloc extrem de util de organizare a elementelor. Cu siguranță că există și alte sisteme de organizare, dar tabelul lui Mendeleev este cel mai utilizat pe scară largă – și pe bună dreptate. În primul rând, acesta face posibilă vizualizarea dintr-o privire a familiilor de elemente, multe dintre acestea aparținând fie aceleiași grupe (coloană), fie aceleiași perioade (rând) din tabel.

Tabloul periodic este analizat în profunzime în cadrul eseului dedicat acestui subiect, iar printre particularitățile discutate în acel eseu se numără sistemele diferite utilizate pentru tabelele tabelului periodic în America de Nord și în restul lumii. În special, sistemul nord-american numerotează doar opt grupe, lăsând 10 coloane nenumerotate, în timp ce celălalt sistem – aprobat de Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC) – numerotează toate cele 18 coloane. Ambele versiuni ale tabelului periodic prezintă șapte perioade.

Grupele numerotate în sistemul nord-american sunt cele două coloane „înalte” din partea stângă a „adânciturii” din tabel, precum și cele șase coloane „înalte” din dreapta acesteia. Grupa 1 din acest sistem este formată din hidrogen și metalele alcaline; grupa 2, metalele alcalino-pământoase; grupele de la 3 la 6, un sortiment de metale, nemetale și metaloizi; grupa 7, halogeni; și grupa 8, gaze nobile. Zona de „imersiune”, care se întinde pe 10 coloane în perioadele de la 4 la 7, este regiunea în care sunt enumerate metalele de tranziție. Sistemul nord-american nu atribuie niciun număr de grupă acestora, nici celor două rânduri puse deoparte în partea de jos, reprezentând seriile de lantanide și actinide ale metalelor de tranziție.

Sistemul IUPAC, pe de altă parte, oferă confortul evident de a furniza un număr pentru fiecare coloană. (Rețineți că, la fel ca omologul său nord-american, tabelul IUPAC nu oferă numere de coloană pentru lantanide sau actinide). În plus, IUPAC are în spate autoritatea unui organism internațional, fondat în 1919, care supraveghează o serie de aspecte legate de tabelul periodic: denumirea elementelor, atribuirea de simboluri chimice noilor elemente și certificarea unei anumite persoane sau a unei echipe de cercetători ca fiind descoperitorii elementului respectiv. Din aceste motive, sistemul IUPAC intră în grațiile chimiștilor nord-americani, de asemenea.

În ciuda acceptării internaționale a sistemului IUPAC, precum și a meritelor sale în ceea ce privește comoditatea, sistemul nord-american este, în general, cel folosit în această carte. Motivul este, în parte, faptul că majoritatea școlilor americane folosesc încă acest sistem; în plus, există un raționament în spatele atribuirii de numere la doar opt grupe, așa cum se va discuta. Cu toate acestea, atunci când este necesar sau adecvat, vor fi furnizate și numerele de grup în sistemul IUPAC.

Nivelurile principale de energie

Numerele de grup din sistemul nord-american indică numărul de electroni de valență, sau electronii care sunt implicați în legătura chimică.Electronii de valență ocupă, de asemenea, cel mai înalt nivel energetic din atom – care ar putea fi considerat ca fiind orbita cea mai îndepărtată de nucleu, deși, de fapt, termenul „orbită” este înșelător atunci când este aplicat la modurile în care se deplasează un electron.

Electronii nu se deplasează în jurul nucleului unui atom în orbite regulate, precum planetele în jurul Soarelui; mai degrabă, căile lor pot fi definite doar vag în termeni de orbitale, un model de probabilități cu privire la zonele prin care este posibil ca un electron să se deplaseze. Modelul orbitalelor este determinat de nivelul energetic principal al atomului, care indică distanța la care un electron se poate îndepărta de nucleu.

Nivelul energetic principal este desemnat printr-un număr întreg, începând cu 1 și mergând în sus până la 7: cu cât numărul este mai mare, cu atât electronul este mai departe de nucleu și, prin urmare, cu atât mai mare este energia din atom. Relația dintre nivelul energetic principal și perioadă este relativ ușor de demonstrat. Numărul n al unei perioade din tabelul periodic este același cu numărul celui mai înalt nivel energetic principal pentru atomii de pe acel rând – adică nivelul energetic principal ocupat de electronii de valență. Astfel, elementele de pe perioada 1 au cel mai înalt nivel energetic principal de 1, și așa mai departe.

Configurări ale electronilor de valență

Când se discută despre familii de elemente, totuși, perioadele sau rândurile din tabelul periodic nu sunt la fel de importante ca grupurile sau coloanele. Acestea sunt definite de configurațiile electronilor de valență, un subiect mai complicat decât nivelurile energetice principale – deși acesta din urmă necesită ceva mai multe explicații pentru a explica configurațiile electronice.

Care nivel energetic principal este împărțit în subniveluri care corespund numărului n al nivelului energetic principal: astfel, nivelul energetic principal 1 are un subnivel, nivelul energetic principal 2 are două și așa mai departe. După cum ne-am putea aștepta, odată cu o creștere a nivelurilor energetice principale și a subnivelurilor, crește și complexitatea orbitalilor.

PROGRAMELE ORBITALE.

Cele patru tipuri de bază de modele orbitale sunt desemnate ca fiind s, p, d și f. Forma s ar putea fi descrisă ca fiind sferică, deși atunci când vorbim despre electroni, nimic nu este atât de îngrijit: modelele orbitale, amintiți-vă, identifică doar regiuni de probabilitate pentru electron. Cu alte cuvinte, într-un orbital s, norul total de electroni va sfârși probabil prin a semăna mai mult sau mai puțin cu o sferă.

Forma p este ca un opt în jurul nucleului, iar d ca doi opt care se întâlnesc la nucleu. Din nou, aceste și alte modele orbitale nu indică faptul că electronul va urma în mod necesar acea traiectorie. Ceea ce înseamnă este că, dacă ați putea face milioane de fotografii ale electronului pe parcursul unei perioade de câteva secunde, ceața de imagini rezultată într-un orbital p ar descrie oarecum forma unui opt.

Schema orbitală f este atât de complexă încât majoritatea manualelor de chimie de bază nici măcar nu încearcă să o explice, iar dincolo de f există alte modele, chiar mai complicate, desemnate în ordine alfabetică: g, h și așa mai departe. În discuția care urmează, nu vom fi preocupați de acestea, deoarece chiar și în cazul lantanidelor și al actinidelor, un atom în stare fundamentală nu umple tipare orbitale dincolo de f.

SUBLEVELI ȘI PLINIREA ORBITALĂ.

Nivelul energetic principal 1 are doar un subnivel s; 2 are un s și un p, acesta din urmă cu trei orientări posibile în spațiu; 3 are un s, un p și un d (cinci orientări spațiale posibile); și 4 are un s, un p, un d și un f (șapte orientări spațiale posibile.)

Conform principiului de excludere Pauli, doar doi electroni pot ocupa un singur model orbital – adică subnivelul s sau oricare dintre orientările spațiale în p, d și f – și acești doi electroni trebuie să se rotească în direcții opuse. Astfel, doi electroni se pot deplasa într-un model orbital s sau înveliș, șase într-un p, 10 într-un d și 14 într-un model orbital f sau înveliș. Configurațiile învelișului de valență sunt, prin urmare, prezentate cu cifre superscript care indică numărul de electroni din acel model orbital – de exemplu, s 1 pentru un electron în orbitalul s, sau d 10, indicând un orbital d care a fost complet umplut.

APLICAȚII ÎN VIAȚA REALĂ

Elemente reprezentative

Hidrogenul (număr atomic 1), cu cea mai simplă dintre toate structurile atomice, are doar un singur electron pe nivelul energetic principal 1, astfel încât, de fapt, electronul său de valență este, de asemenea, un electron de nucleu. Configurația de valență pentru hidrogen se scrie astfel 1s 1. Trebuie remarcat, așa cum este descris în eseul despre electroni, că, dacă un atom de hidrogen (sau orice alt atom) se află într-o stare excitată, acesta poate atinge niveluri de energie dincolo de starea sa normală, sau fundamentală.

Plecând direct în josul tabelului periodic până la franciu (număr atomic 87), care se află în aceeași coloană cu hidrogenul, se constată că acesta are o configurație a electronilor de valență de 7s 1. Astfel, deși franciul este mult mai complex și mai plin de energie decât hidrogenul, cele două elemente au aceeași configurație a învelișului de valență; doar numărul nivelului energetic principal este diferit. Prin urmare, toate elementele enumerate sub hidrogen în grupa 1 sunt clasificate împreună ca metale alcaline. Evident, hidrogenul – un gaz – nu face parte din familia metalelor alcaline și nici nu aparține în mod clar vreunei alte familii: este „lupul singuratic” al tabelului periodic.

Acum priviți două elemente din Grupa 2, cu beriliu (număr atomic 4) și radiu (88) în partea de sus și, respectiv, de jos. Beriliul are o configurație a învelișului de valență de 2s 2. Acest lucru înseamnă că învelișul său de valență se află la nivelul energetic principal 2, unde există doi electroni pe un model orbital s. Radiul, deși se află în perioada 7, are totuși aceeași configurație a învelișului de valență: 7s 2. Aceasta definește familia metalelor alcalino-pământoase din punct de vedere al configurației învelișului de valență.

Pentru moment, să ignorăm grupele de la 3 la 6, ca să nu mai vorbim de coloanele dintre grupele 2 și 3, nenumerotate în sistemul nord-american – și să trecem la grupa 7. Toate elementele din această coloană, cunoscute sub numele de halogeni, au configurații ale învelișului de valență de ns 2np 5. Dincolo de grupa 7 se află grupa 8, gazele nobile, care, cu excepția unuia singur, au configurații ale învelișului de valență de ns 2np 6. Excepție face heliul, care are un înveliș de valență s 2. Acest lucru pare să îl plaseze în rândul metalelor alcalino-pământoase, dar, desigur, heliul nu este un metal. În ceea ce privește comportamentul său real, el aparține în mod clar familiei gazelor nobile.

Configurațiile acestor învelișuri de valență au implicații în ceea ce privește modul în care elementele se leagă, un subiect dezvoltat pe larg în eseul despre Legătura chimică. Aici îl vom lua în considerare doar în treacăt, pentru a clarifica faptul că configurația electronilor produce rezultate observabile. Acest lucru este cel mai evident în cazul gazelor nobile, care au tendința de a rezista legăturii cu majoritatea celorlalte elemente, deoarece au deja opt electroni în învelișul de valență – același număr de electroni de valență pe care majoritatea celorlalți atomi îl obțin numai după ce au realizat o legătură.

De la elementele reprezentative la elementele de tranziție

Grupele de la 3 la 6, împreună cu hidrogenul și cele patru familii identificate până acum, constituie cele 44 de elemente reprezentative sau din grupa principală. La 43 dintre acești 44, numărul de electroni din învelișul de valență este același cu numărul grupului în sistemul nord-american. (Heliul, care face parte din grupa 8, dar are doi electroni de valență, este singura excepție). În schimb, cele 40 de elemente listate în „adâncitura” de la mijlocul graficului – metalele de tranziție – urmează un model mai puțin ușor de definit. Acesta este o parte din motivul pentru care sistemul nord-american nu le enumeră după numărul grupei și, de asemenea, pentru care niciun sistem nu enumeră celelalte două familii din cadrul elementelor de tranziție – lantanidele și actinidele.

Înainte de a aborda metalele de tranziție, totuși, să luăm în considerare modelele de umplere a orbitelor, care diferențiază, de asemenea, elementele reprezentative de elementele de tranziție. Fiecare element reprezentativ succesiv umple toți orbitalii elementelor care îl preced (cu unele excepții care vor fi explicate), apoi continuă să adauge încă o configurație electronică posibilă. The total number of electrons—not just valence shell electrons—is the same as the atomic number. Thus fluorine, with an atomic number of 9, has a complete configuration of 1s 22s 22p 5. Neon, directly following it with an atomic number of 10, has a total configuration of 1s 22s 22p 6. (Again, this is not the same as the valence shell configuration, which is contained in the last two sub-levels represented: for example, 2s 22p 6 for neon.)

The chart that follows shows the pattern by which orbitals are filled. Note that in several places, the pattern of filling becomes „out of order,” something that will be explained below.

Orbital Filling by Principal Energy Level

• 1s (2)
• 2s (2)
• 2p (6)
• 3s (2)
• 3p (6)
• 4s (2)
• 3d (10)
• 4p (6)
• 5s (2)
• 4d (10)
• 5p (6)
• 6s (2)
• 4f (14)
• 5d (10)
• 6p (6)
• 7s (2)
• 5f (14)
• 6d (10)

PĂTRATE DE UMPLERE ORBITARĂ.

În general, cele 44 de elemente reprezentative urmează un model regulat de umplere orbitală, iar acest lucru este valabil în special pentru primele 18 elemente. Imaginați-vă un mic amfiteatru, în formă de con, cu rânduri mai mici de scaune în față. Aceste rânduri sunt, de asemenea, desemnate pe secțiuni, numărul secțiunii fiind același cu numărul de rânduri din acea secțiune.

Cele două locuri din primul rând cuprind o secțiune etichetată 1 sau 1s, iar aceasta este complet umplută după ce heliul (numărul atomic 2) intră în sală. Acum, elementele încep să umple secțiunea 2, care conține două rânduri. Primul rând al secțiunii 2, etichetat 2s, are, de asemenea, două locuri, iar după beriliu (4), și acesta este umplut. Rândul 2p are 6 locuri, iar acesta se umple în cele din urmă odată cu intrarea neonului (10). Acum, toată secțiunea 2 a fost umplută; prin urmare, al unsprezecelea element, sodiul, începe să umple secțiunea 3 pe primul dintre cele trei rânduri ale sale. Acest rând este 3s – care, ca toate rândurile s, are doar două locuri. Astfel, atunci când elementul 13, aluminiul, intră în teatru, ocupă un loc în rândul 3p și, în cele din urmă, argonul (18), completează acel rând cu șase locuri.

Potrivit modelului stabilit până acum, elementul 19 (potasiu) ar trebui să înceapă să umple rândul 3d ocupând primul dintre cele 10 locuri ale sale. În schimb, el trece la secțiunea 4, care are patru rânduri, și ocupă primul loc în primul dintre aceste rânduri, 4s. Calciul (20) îl urmează, ocupând rândul 4s. Dar când următorul element, scandiul (21), intră în teatru, acesta merge în rândul 3d, unde „ar fi trebuit” să meargă potasiul, dacă ar fi continuat să umple secțiunile în ordine. Scandiul este urmat de nouă companioni (primul rând de elemente de tranziție) înainte ca un alt element reprezentativ, galiu (31), să intre în scenă. (Din motive care nu vor fi discutate aici, cromul și cuprul, elementele 24 și, respectiv, 29, au electroni de valență în 4s – ceea ce le plasează ușor în afara tiparului metalelor de tranziție.)

Potrivit ordinii „corecte” de ocupare a locurilor, acum că 3d (și, prin urmare, toată secțiunea 3) este ocupată, galiul ar trebui să ocupe un loc în 4s. Dar aceste locuri au fost deja ocupate de cele două elemente reprezentative precedente, așa că galiul ocupă primul din cele șase locuri din 4p. După ce acest rând se umple la kripton (36), este din nou „potrivit” ca următorul element reprezentativ, rubidiul (37), să ocupe un loc în 4d. În schimb, la fel cum potasiul a sărit peste 3d, rubidiul sare peste 4d și deschide secțiunea 5 ocupând primul dintre cele două locuri din 5s.

La fel ca înainte, următorul element de tranziție – ittriu (39) – începe să umple secțiunea 4d și este urmat de alte nouă elemente de tranziție până când cadmiul (48) umple acea secțiune. Apoi, elementele reprezentative se reiau cu indiu (49), care, la fel ca și galiu, sare înainte în secțiunea 5p. Și așa se procedează în restul tabelului periodic, care se încheie cu două elemente reprezentative urmate de ultimele 10 metale de tranziție.

Metale de tranziție

După faptul că, de fapt, elementele reprezentative sunt cele care sar peste subnivelurile d, iar metalele de tranziție sunt cele care se întorc și le umplu, ne putem întreba dacă nu cumva denumirile „reprezentativ” și „de tranziție” (care implică o întrerupere) ar trebui inversate. Cu toate acestea, amintiți-vă de corelația dintre numărul de electroni din învelișul de valență și numărul grupului pentru elementele reprezentative. Mai mult, metalele de tranziție sunt singurele elemente care umplu orbitalii d.

Acest lucru ne aduce la motivul pentru care lantanidele și actinidele sunt separate chiar de metalele de tranziție. În cele mai multe versiuni ale tabelului periodic, lantanul (57) este urmat de hafniu (72) în secțiunea metalelor de tranziție din tabel. În mod similar, actiniul (89) este urmat de rutherfordiu (104). Metalele „lipsă” – lantanidele și, respectiv, actinidele – sunt enumerate în partea de jos a tabelului. Există motive pentru acest lucru, precum și pentru numele acestor grupuri.

După ce orbitalul 6s se umple cu elementul reprezentativ bariu (56), lantanul face ceea ce face un metal de tranziție – începe să umple orbitalul 5d. Dar, după lantan, se întâmplă ceva ciudat: ceriul (58) renunță la umplerea 5d și trece la umplerea orbitalului 4f. Umplerea acestui orbital continuă de-a lungul întregii serii de lantanide, până la lutețiu (71). Astfel, lantanidele pot fi definite ca fiind acele metale care umplu orbitalul 4f; cu toate acestea, deoarece lantanul prezintă proprietăți similare, el este de obicei inclus cu lantanidele. Uneori, termenul „seria lantanidelor” este utilizat pentru a distinge celelalte 14 lantanide de lantanul însuși.

Un model similar apare pentru actinide. Orbitalul 7s se umple cu radiu (88), după care actiniul (89) începe să umple orbitalul 6d. Urmează thoriul, primul dintre actinide, care începe umplerea orbitalului 5f. Aceasta este completată cu elementul 103, lawrencium. Astfel, actinidele pot fi definite ca fiind acele metale care umplu orbitalul 5f; dar, din nou, deoarece actiniul prezintă proprietăți similare, este de obicei inclus împreună cu actinidele.

Metale, nemetale și metaloizi

Cititorul va observa că, pentru cele șapte familii identificate până acum, în general, nu le-am discutat în ceea ce privește proprietățile care pot fi mai ușor de distins – cum ar fi culoarea, faza materiei, caracteristicile legăturii și așa mai departe. În schimb, ele au fost examinate în primul rând din punctul de vedere al umplerii orbitelor, care oferă o bază chimică solidă pentru identificarea familiilor. Caracteristicile macroscopice, precum și modurile în care diversele elemente își găsesc aplicații înviața de zi cu zi, sunt discutate în cadrul eseurilor dedicate diverselor grupe.

Rețineți, de asemenea, că familiile identificate până acum reprezintă doar 92 de elemente dintr-un total de 112 enumerate în tabelul periodic: hidrogen; șase metale alcaline; șase metale alcalino-pământoase; cinci halogeni; șase gaze nobile; 40 de metale de tranziție; 14 lantanide; și 14 actinide. Ce se întâmplă cu celelalte 20? Unele discuții privind familiile de elemente atribuie aceste elemente, care se află toate în grupele de la 3 la 6, unor familii proprii, care vor fi menționate pe scurt. Cu toate acestea, deoarece aceste „familii” nu sunt recunoscute de toți chimiștii, în această carte cele 20 de elemente din grupele de la 3 la 6 sunt descrise în general ca metale, nemetale și metaloizi.

METALE ȘI NONMETALE.

Metalele au un aspect lucios sau strălucitor și sunt maleabile, ceea ce înseamnă că pot fi modelate în diferite forme fără a se rupe. Sunt excelenți conductori de căldură și electricitate și au tendința de a forma ioni pozitivi prin pierderea de electroni. În tabelul periodic, metalele ocupă partea stângă, centrul și o parte din partea dreaptă a tabelului. Astfel, nu ar trebui să fie o surpriză faptul că majoritatea elementelor (87, de fapt) sunt metale. Această listă include metale alcaline, metale alcalino-pământoase, metale de tranziție, lantanide și actinide, precum și șapte elemente din grupele de la 3 la 6 – aluminiu, galiu, indiu, taliu, staniu, plumb și bismut.

Nonmetalele au un aspect mat; nu sunt maleabile; sunt slabe conducătoare de căldură și electricitate; și tind să câștige electroni pentru a forma ioni negativi. Prin urmare, sunt opusul metalelor în majoritatea aspectelor, așa cum le stă bine în denumire. Nemetalele, care ocupă partea din dreapta sus a tabelului periodic, includ gazele nobile, halogenii și șapte elemente din grupele 3 – 5. Acești „orfani” nemetali sunt borul, carbonul, azotul, azotul, oxigenul, fosforul, sulful și seleniul. La acești șapte orfani ar putea fi adăugat un al optulea, din grupa 1: hidrogenul. Ca și în cazul metalelor, un eseu separat – cu un accent special asupra „orfanilor” – este dedicat nemetalelor.

METALLOIDELE ȘI ALTE „FAMILII” DESIGNIZĂRI.

Ocupând o regiune diagonală între metale și nemetale se află metaloizii, elemente care prezintă caracteristici atât ale metalelor, cât și ale nemetalelor. Ele sunt toate solide, dar nu sunt lucioase și conduc moderat de bine căldura și electricitatea. Cei șase metaloizi sunt siliciul, germaniul, arsenicul, antimoniul, telurul și poloniul. Astatina este uneori identificată ca un al șaptelea metaloid; cu toate acestea, în această carte, este tratată ca un membru al familiei halogenilor.

Câteva surse enumeră „familii”, mai degrabă decât colecții de metale, metaloizi și nemetale „orfane”, în grupele de la 3 la 6. Aceste denumiri nu sunt utilizate în această carte; cu toate acestea, ele trebuie menționate pe scurt. Grupul 3 este numit uneori familia borului; Grupul 4, familia carbonului; Grupul 5, familia azotului; și Grupul 6, familia oxigenului. Uneori, Grupa 5 este desemnată drept pnictogeni, iar Grupa 6 drept calcogeni.

DE UNDE SĂ AFLĂM MAI MULT

Bankston, Sandy. „Explore the Periodic Table and Families of Elements” The Rice School Science Department (site web). <http://www.ruf.rice.edu/~sandyb/Lessons/chem.html> (23 mai 2001).

Challoner, Jack. Dicționarul vizual al chimiei. New York: DK Publishing, 1996.

„Elementistory” (site web). <http://smallfry.dmu.ac.uk/chem/periodic/elementi.html> (22 mai 2001).

„Familiile de elemente” (site web). <http://homepages.stuy.edu/~bucherd/ch23/families.html> (May 23, 2001).

Knapp, Brian J. and David Woodroffe. The Periodic Table. Danbury, CT: Grolier Educational, 1998.

Maton, Anthea. Exploring Physical Science. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 1997.

Oxlade, Chris. Elements and Compounds. Chicago: Heinemann Library, 2001.

„The Pictorial Periodic Table” (Web site). <http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/periodic.html> (May 22, 2001).

Stwertka, Albert. A Guide to the Elements. New York: Oxford University Press, 1998.

„Visual Elements” (Web site). <http://www.chemsoc.org/viselements/> (May 22, 2001).

KEY TERMS

ACTINIDES:

Those transition metalsthat fill the 5f orbital. Deoarece actiniul – care nu umple orbitalul 5f – prezintă caracteristici similare cu cele ale actinidelor, este de obicei considerat ca făcând parte din familia actinidelor.

METALE ALCALINE:

Toți membrii, cu excepția hidrogenului, ai grupei 1 din tabelul periodic al elementelor, cu configurații electronice de valență ns 1.

METALE TERMICE ALCALINE:

Grupa 2 din tabelul periodic al elementelor, cu configurații ale electronilor de valență de ns 2.

Cuvânt de electroni de electroni de valență:

Termen utilizat pentru a descrie modelul format de orbitali.

FAMILII DE ELEMENTE:

Elemente înrudite, inclusiv gazele nobile, halogenii, metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, metalele de tranziție, lantanidele și actinidele. În plus, metalele, nemetalele și metaloizii formează familii vag definite. Alte denumiri de familii – cum ar fi familia carbonului – sunt uneori folosite.

Stare fundamentală:

Termen care descrie starea unui atom la nivelul său energetic obișnuit.

Grupuri:

Colonele din tabelul periodic al elementelor. Acestea sunt ordonate în funcție de numărul de electroni de valență din învelișurile exterioare ale atomilor pentru elementele reprezentate.

HALOGENE:

Grupa 7 din tabelul periodic al elementelor, cu configurații ale electronilor de valență de ns 2np 5.

ION:

Un atom sau atomi care au pierdut sau au câștigat unul sau mai mulți electroni, având astfel o sarcină electrică netă.

LANTANIDE:

Metalele de tranziție care ocupă orbitalul 4f. Deoarece lantanul – care nu umple orbitalul 4f – prezintă caracteristici asemănătoare cu cele ale lantanidelor, este considerat de obicei ca făcând parte din familia lantanidelor.

ELEMENTE DE GRUP:

Cele 44 de elemente din grupele 1 până la 8 din tabelul periodic al elementelor, pentru care numărul de electroni de valență este egal cu numărul grupului. (Singura excepție este heliul.) Elementele din grupa principală, numite și elemente reprezentative, includ familiile de metale alcaline, metale alcalino-pământoase, halogeni și gaze nobile, precum și alte metale, nemetale și metaloizi.

METALLOIDE:

Elemente care prezintă caracteristici atât ale metalelor, cât și ale nemetalelor. Metaloizii sunt toți solizi, dar nu sunt lucioși sau strălucitori și conduc moderat de bine căldura și electricitatea. Cele șase metaloizi ocupă o regiune diagonală între metale și nemetale în partea dreaptă a tabelului periodic. Uneori, astatina este inclusă împreună cu metaloizii, dar în această carte este tratată în contextul familiei halogenilor.

METALE:

O colecție de 87 de elemente care include numeroase familii – metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, metalele de tranziție, lantanidele și actinidele, precum și șapte elemente din grupele 3 până la5. Metalele, care ocupă partea stângă, centrală și o parte din partea dreaptă a tabelului periodic, au un aspect lucios sau strălucitor și sunt maleabile, ceea ce înseamnă că pot fi modelate în diferite forme fără a se rupe. Sunt excelenți conductori de căldură și electricitate și au tendința de a forma ioni pozitivi prin pierderea de electroni.

Gaze nobile:

Grupa 8 din tabelul periodic al elementelor, toate (cu excepția heliului) au configurația electronilor de valență ns 2np 6.

NONMETALE:

Elemente care au un aspect tern; nu sunt maleabile; sunt slabi conductori de căldură și electricitate; și tind să câștige electroni pentru a forma ioni negativi. Ele sunt astfel opusul metalelor în majoritatea aspectelor, așa cum le stă bine cu numele lor. În afară de hidrogen, celelalte 18 nemetale ocupă partea superioară dreaptă a tabelului periodic și includ gazele nobile, halogenii și șapte elemente din grupele de la 3 la 6.

ORBITAL:

Un model de probabilități privind poziția unui electron pentru un anatom într-o anumită stare energetică. Cu cât nivelul energetic principal este mai ridicat, cu atât mai complex este modelul de orbitali. Cele patru tipuri de modele de orbitali sunt desemnate ca fiind s, p, d și f – fiecare dintre ele fiind mai complexă decât cea precedentă.

TABELUL PERIODIC AL ELEMENTELOR:

Un grafic care prezintă elementele aranjate în ordinea numărului atomic, împreună cu simbolul chimic și masa atomică medie (în unități de masă atomică) pentru elementul respectiv.

PERIODE:

Rânduri ale tabelului periodic al elementelor. Acestea reprezintă niveluri energetice succesive în atomii elementelorimplicate.

Nivelul energetic principal:

O valoare care indică distanța la care un electron se poate îndepărta de nucleul unui anatom. Aceasta este desemnată printr-un număr întreg, începând cu 1 și mergând în sens crescător. Cu cât nivelul energetic principal este mai ridicat, cu atât mai mare este energia din atom și cu atât mai complexă este structura orbitalilor.

ELEMENTE REPRESENTATIVE:

Vezi elemente din grupa principală.

METALE DE TRANZIȚIE:

Un grup de 40 de elemente, cărora nu li se atribuie un număr de grupă în versiunea nord-americană a tabelului periodic. Acestea sunt singurele elemente care ocupă orbitalii d.

Electroni de valență:

Electronii care ocupă cele mai înalte niveluri de energie din anatom. Aceștia sunt electronii implicați în legăturile chimice.

.