Elementfamiljer

admin

KONCEPT

Uttrycket ”familj” används för att beskriva element som delar vissa egenskaper – inte bara när det gäller observerbart beteende, utan också när det gäller atomstruktur. Alla ädelgaser tenderar till exempel att vara mycket icke-reaktiva: endast ett fåtal av dem kombineras med andra grundämnen, och då endast med fluor, det mest reaktiva av alla ämnen. Fluor tillhör en annan familj, halogenerna, som har så många gemensamma egenskaper att de grupperas tillsammans, trots att två är gaser, två är fasta ämnen och ett – brom – är ett av endast två grundämnen som vid rumstemperatur uppträder som ett fast ämne. Trots dessa uppenbara skillnader identifierar gemensamma elektronkonfigurationer halogenerna som en familj. Familjerna i det periodiska systemet omfattar, förutom ädelgaser och halogener, alkalimetaller, alkaliska jordartsmetaller, övergångsmetaller, lantanider och aktinider. Icke-metallerna bildar en löst definierad tvärfamiljegruppering, liksom metalloiderna.

HUR DET FUNGERAR

Grunderna i det periodiska systemet

Det periodiska systemet över grundämnena, som skapades 1869 och har ändrats flera gånger sedan dess, och som utvecklades av den ryske kemisten Dmitrij Ivanovitj Mendelejev (1834-1907), är ett mycket användbart sätt att organisera grundämnena. Det finns förvisso andra organisationssystem, men Mendelejevs tabell är den mest använda – och med goda skäl. För det första gör det möjligt att i ett ögonblick se familjer av grundämnen, av vilka många antingen tillhör samma grupp (kolumn) eller samma period (rad) i tabellen.

Det periodiska systemet undersöks ingående i den uppsats som ägnas åt detta ämne, och bland de detaljer som diskuteras i den uppsatsen finns de olika system som används för periodiska tabeller i Nordamerika och i resten av världen. Det nordamerikanska systemet numrerar endast åtta grupper och lämnar tio kolumner onumrerade, medan det andra systemet – som godkänts av International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) – numrerar alla 18 kolumner. Båda versionerna av det periodiska systemet visar sju perioder.

De grupper som numreras i det nordamerikanska systemet är de två ”höga” kolumnerna till vänster om ”dippen” i diagrammet, samt de sex ”höga” kolumnerna till höger om den. Grupp 1 i detta system består av väte och alkalimetaller; grupp 2, de alkaliska jordartsmetallerna; grupperna 3 till 6, ett sortiment av metaller, ickemetaller och metalloider; grupp 7, halogener; och grupp 8, ädelgaser. ”Dippen”, som sträcker sig över 10 kolumner i perioderna 4 till 7, är det område där övergångsmetallerna är förtecknade. Det nordamerikanska systemet tilldelar inga gruppnummer till dessa, eller till de två rader som är avsatta längst ner och som representerar lantanid- och aktinidserierna av övergångsmetaller.

IUPAC-systemet, å andra sidan, erbjuder den uppenbara bekvämligheten att tillhandahålla ett nummer för varje kolumn. (Observera att IUPAC-diagrammet, i likhet med sin nordamerikanska motsvarighet, inte ger några kolumnnummer för lantaniderna eller aktiniderna). Dessutom har IUPAC bakom sig auktoriteten hos ett internationellt organ, grundat 1919, som övervakar ett antal frågor som rör det periodiska systemet: namngivning av grundämnen, tilldelning av kemiska symboler till nya grundämnen och certifiering av en viss person eller forskargrupp som upptäckare av det aktuella grundämnet. Av dessa skäl börjar IUPAC-systemet bli populärt även bland nordamerikanska kemister.

Trots det internationella godkännandet av IUPAC-systemet, liksom dess förtjänster när det gäller bekvämlighet, är det i allmänhet det nordamerikanska systemet som används i den här boken. Anledningen är delvis att de flesta amerikanska skolor fortfarande använder detta system; dessutom finns det ett resonemang bakom tilldelningen av nummer till endast åtta grupper, vilket kommer att diskuteras. När det är nödvändigt eller lämpligt kommer dock även gruppnummer i IUPAC-systemet att anges.

Principala energinivåer

Gruppnummer i det nordamerikanska systemet anger antalet valenselektroner, eller de elektroner som är involverade i kemisk bindning.Valenceelektronerna intar också den högsta energinivån i atomen – vilket kan ses som den bana som ligger längst bort från atomkärnan, även om termen ”bana” i själva verket är missvisande när den tillämpas på hur en elektron rör sig.

Elektroner rör sig inte runt atomkärnan i regelbundna banor, som planeterna runt solen, utan deras banor kan bara löst definieras i termer av banor, ett mönster av sannolikheter när det gäller de områden som en elektron sannolikt rör sig genom. Mönstret av banor bestäms av atomens huvudsakliga energinivå, som anger hur långt en elektron kan röra sig från kärnan.

Den huvudsakliga energinivån betecknas med ett heltal, som börjar med 1 och går uppåt till 7: ju högre talet är, desto längre är elektronen från kärnan, och därmed desto större är energin i atomen. Sambandet mellan huvudsaklig energinivå och period är relativt lätt att visa. Talet n för en period i det periodiska systemet är detsamma som talet för den högsta huvudsakliga energinivån för atomerna i den raden – det vill säga den huvudsakliga energinivå som upptas av dess valenceelektroner. Således har grundämnen i period 1 en högsta huvudsakliga energinivå på 1, och så vidare.

Valenselektronkonfigurationer

När man diskuterar grundämnesfamiljer är dock perioderna eller raderna i det periodiska systemet inte lika viktiga som grupperna eller kolumnerna. Dessa definieras av valenselektronkonfigurationerna, ett ämne som är mer komplicerat än huvudenerginivåer – även om den senare kräver lite mer förklaring för att förklara elektronkonfigurationer.

Varje huvudenerginivå är uppdelad i undernivåer som motsvarar numret n på huvudenerginivån: således har huvudenerginivå 1 en undernivå, huvudenerginivå 2 har två, och så vidare. Som man kan förvänta sig ökar komplexiteten hos orbitalerna med en ökning av antalet huvudsakliga energinivåer och undernivåer.

ORBITALMÖNSTER.

De fyra grundläggande typerna av orbitalmönster betecknas som s, p, d och f. S-formen skulle kunna beskrivas som sfärisk, även om inget är riktigt så prydligt när man pratar om elektroner: orbitalmönster identifierar, kom ihåg, bara sannolikhetsregioner för elektronen. Med andra ord, i en s-bana kommer det totala elektronmolnet förmodligen att sluta mer eller mindre som en sfär.

P-formen är som en åtta runt kärnan, och d-formen som två åttor som möts vid kärnan. Återigen, dessa och andra banmönster tyder inte på att elektronen nödvändigtvis kommer att följa den banan. Vad det betyder är att om man kunde ta miljontals fotografier av elektronen under en period av några sekunder, skulle den resulterande oskärpa av bilder i en p-bana i viss mån beskriva formen av en åtta.

Mönstret i f-banan är så komplext att de flesta grundläggande läroböcker i kemi inte ens försöker förklara det, och bortom f finns andra, ännu mer komplicerade, mönster som betecknas i alfabetisk ordning: g, h, och så vidare. I diskussionen som följer kommer vi inte att ägna oss åt dessa, eftersom även för lantaniderna och aktiniderna fyller en atom i grundtillståndet inte orbitalmönster utöver f.

SUBLEVELS OCH ORBITALUPPFYLLNING.

Principenerginivå 1 har endast en s-subnivå; 2 har en s och en p, den senare med tre möjliga orienteringar i rummet; 3 har en s, p och d (fem möjliga rumsliga orienteringar); och 4 har en s, p, d och f (sju möjliga rumsliga orienteringar.)

Enligt Paulis uteslutningsprincip kan endast två elektroner ockupera ett enda banmönster – det vill säga s-subnivån eller någon av de rumsliga orienteringarna i p, d och f – och dessa två elektroner måste snurra i motsatta riktningar. Således kan två elektroner röra sig i ett s-orbitalmönster eller -skal, sex i ett p, 10 i ett d och 14 i ett f-orbitalmönster eller -skal. Valensskalkonfigurationer presenteras därför med överskriftssiffror som anger antalet elektroner i det orbitala mönstret – t.ex. s 1 för en elektron i s-orbitalet, eller d 10 för en d-orbital som är helt fylld.

RÄTTLIGA TILLÄMPNINGAR

Representativa grundämnen

Väte (atomnummer 1), med den enklaste av alla atomstrukturer, har bara en elektron på huvudenerginivå 1, så i själva verket är dess valenselektron också en kärnelektron. Valenskonfigurationen för väte skrivs alltså som 1s 1. Det bör noteras, som beskrivs i uppgiften Elektroner, att om en väteatom (eller någon annan atom) befinner sig i ett exciterat tillstånd kan den nå energinivåer bortom sitt normala, eller grundtillstånd.

Förflyttar man sig rakt ner i det periodiska systemet till francium (atomnummer 87), som befinner sig i samma kolumn som väte, finner man att det har valenselektronkonfigurationen 7s 1. Även om francium är mycket mer komplext och energifyllt än väte har de två grundämnena alltså samma valensskalkonfiguration; endast numret på den huvudsakliga energinivån skiljer sig åt. Alla grundämnen som anges under väte i grupp 1 klassificeras därför tillsammans som alkalimetaller. Det är uppenbart att väte – en gas – inte tillhör alkalimetallfamiljen och inte heller tydligt tillhör någon annan familj: det är den ”ensamma vargen” i det periodiska systemet.

Se nu på två grundämnen i grupp 2, med beryllium (atomnummer 4) och radium (88) högst upp respektive längst ner. Beryllium har en valensskalkonfiguration på 2s 2. Detta innebär att dess valensskal befinner sig på huvudenerginivå 2, där det finns två elektroner på ett s-orbitalmönster. Radium, som visserligen befinner sig i period 7, har ändå samma valensskalkonfiguration: 7s 2. Detta definierar familjen alkaliska jordartsmetaller i termer av valensskalskonfiguration.

För tillfället ska vi bortse från grupperna 3 till 6 – för att inte tala om kolumnerna mellan grupperna 2 och 3, som är onumrerade i det nordamerikanska systemet – och hoppa över till grupp 7. Alla grundämnen i denna kolumn, som kallas halogener, har valensskalskonfigurationerna ns 2np 5. Bortom grupp 7 finns grupp 8, ädelgaserna, som alla utom en har valensskalkonfigurationer ns 2np 6. Undantaget är helium, som har ett s 2 valensskal. Detta verkar placera den bland de alkaliska jordartsmetallerna, men helium är naturligtvis inte en metall. När det gäller dess faktiska beteende tillhör det helt klart familjen ädelgaser.

Konfigurationerna av dessa valensskal har betydelse för hur grundämnena binder sig till varandra, ett ämne som utvecklas ganska utförligt i uppsatsen om kemisk bindning. Här kommer vi bara att ta upp det i förbigående, för att klargöra det faktum att elektronkonfigurationen ger observerbara resultat. Detta är tydligast med ädelgaserna, som tenderar att motstå bindning med de flesta andra grundämnen eftersom de redan har åtta elektroner i sitt valensskal – samma antal valenselektroner som de flesta andra atomer uppnår först efter att de har bundit sig.

Från de representativa grundämnena till övergångselementen

Grupperna 3 till 6, tillsammans med väte och de fyra familjer som hittills identifierats, utgör de 44 representativa grundämnena eller huvudgrupperna. I 43 av dessa 44 är antalet elektroner i valensskalet detsamma som gruppnumret i det nordamerikanska systemet. (Helium, som ingår i grupp 8 men har två valenselektroner, är det ensamma undantaget). Däremot följer de 40 grundämnen som anges i ”dippen” i mitten av diagrammet – övergångsmetallerna – ett mindre lättdefinierat mönster. Detta är en del av anledningen till att det nordamerikanska systemet inte listar dem efter gruppnummer, och även till att inget av systemen listar de två andra familjerna inom övergångselementen – lantaniderna och aktiniderna.

Innan vi tar upp övergångsmetallerna, låt oss dock betrakta mönstren för fyllning av orbitalerna, som också skiljer de representativa grundämnena från övergångselementen. Varje successivt representativt grundämne fyller alla orbitaler hos de grundämnen som föregår det (med några undantag som kommer att förklaras), och fortsätter sedan att lägga till ytterligare en möjlig elektronkonfiguration. 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)

PATTERNAR AV ORBITAL FILLING.

Generellt sett följer de 44 representativa grundämnena ett regelbundet mönster av orbitalfyllning, och detta gäller särskilt för de första 18 grundämnena. Föreställ er en liten amfiteater, formad som en kon, med mindre sätesrader längst fram. Dessa rader betecknas också efter sektion, där sektionsnumret är detsamma som antalet rader i den sektionen.

De två platserna i den främre raden utgör en sektion med beteckningen 1 eller 1s, och denna är helt fylld när helium (atomnummer 2) kommer in i auditoriet. Nu börjar grundämnena fylla sektion 2, som innehåller två rader. Den första raden i sektion 2, märkt 2s, har också två platser, och efter beryllium (4) är även den fylld. Rad 2p har 6 platser, och den fylls slutligen när neon (10) kommer in. Nu har hela sektion 2 fyllts; därför börjar det elfte grundämnet, natrium, fylla sektion 3 på den första av dess tre rader. Denna rad är 3s – som i likhet med alla s-rader bara har två platser. När element 13, aluminium, kommer in i teatern tar det alltså plats i rad 3p, och så småningom kompletterar argon (18) denna rad med sex platser.

Enligt det hittills etablerade mönstret bör element 19 (kalium) börja fylla rad 3d genom att ta den första av dess tio platser. Istället går det vidare till sektion 4, som har fyra rader, och det tar den första platsen i den första av dessa rader, 4s. Kalcium (20) följer efter och fyller rad 4s. Men när nästa grundämne, skandium (21), kommer in i teatern går det till rad 3d, där kalium ”borde” ha gått om det hade fortsatt att fylla sektionerna i tur och ordning. Skandium följs av nio kompanjoner (den första raden av övergångselement) innan ett annat representativt element, gallium (31), kommer in på scenen. (Av skäl som inte kommer att diskuteras här har krom och koppar, grundämnena 24 respektive 29, valenselektroner i 4s – vilket placerar dem något utanför övergångsmetallmönstret.)

Enligt den ”riktiga” ordningen för att fylla platserna, nu när 3d (och därmed hela sektion 3) är fylld, bör gallium ta plats i 4s. Men dessa platser har redan tagits av de två föregående representativa elementen, så gallium tar den första av sex platser i 4p. När den raden fylls med krypton (36) är det återigen ”lämpligt” för nästa representativa grundämne, rubidium (37), att ta plats i 4d. Istället, precis som kalium hoppade över 3d, hoppar rubidium över 4d och öppnar upp sektion 5 genom att ta den första av två platser i 5s.

Samma som tidigare börjar nästa övergångselement, yttrium (39), fylla upp sektion 4d, och följs av ytterligare nio övergångselement tills kadmium (48) fyller upp den sektionen. Därefter fortsätter de representativa elementen med indium (49), som liksom gallium hoppar fram till sektion 5p. Och så fortsätter det genom resten av det periodiska systemet, som slutar med två representativa grundämnen följt av de sista 10 övergångsmetallerna.

Övergångsmetaller

Med tanke på att det faktiskt är de representativa grundämnena som hoppar över d-subnivåerna, och övergångsmetallerna som går tillbaka och fyller dem, kan man fråga sig om inte namnen ”representativ” och ”övergång” (som antyder ett avbrott) borde vara omvända. Kom dock ihåg korrelationen mellan antalet elektroner i valensskalet och gruppnumret för de representativa grundämnena. Dessutom är övergångsmetallerna de enda grundämnen som fyller d-orbitalerna.

Detta för oss till anledningen till varför lantaniderna och aktiniderna skiljs åt även från övergångsmetallerna. I de flesta versioner av det periodiska systemet följs lantan (57) av hafnium (72) i avsnittet om övergångsmetaller i tabellen. På samma sätt följs aktinium (89) av rutherfordium (104). De ”saknade” metallerna – lantanider respektive aktinider – anges längst ner i tabellen. Det finns skäl till detta, liksom till namnen på dessa grupper.

När 6s orbitalet fylls med det representativa grundämnet barium (56) gör lantan det som en övergångsmetall gör – den börjar fylla 5d orbitalet. Men efter lantan händer något märkligt: cerium (58) slutar fylla 5d och går över till att fylla 4f-orbitalet. Fyllningen av denna orbital fortsätter genom hela lantanidserien, ända fram till lutetium (71). Lantaniderna kan således definieras som de metaller som fyller 4f-orbitalet, men eftersom lantan uppvisar liknande egenskaper inkluderas det vanligen med lantaniderna. Ibland används termen ”lantanidserien” för att skilja de övriga 14 lantaniderna från själva lantan.

Ett liknande mönster förekommer för aktiniderna. 7s-bobitalen fylls med radium (88), varefter aktinium (89) börjar fylla 6d-bobitalen. Därefter kommer torium, den första av aktiniderna, som börjar fylla 5f-orbitalet. Detta avslutas med grundämne 103, lawrencium. Aktinider kan alltså definieras som de metaller som fyller 5f-orbitalet; men återigen, eftersom aktinium uppvisar liknande egenskaper, inkluderas det vanligen med aktiniderna.

Metaller, ickemetaller och metalloider

Läsaren kommer att lägga märke till att för de sju familjerna som hittills identifierats har vi i allmänhet inte diskuterat dem i termer av egenskaper som lättare kan urskiljas – såsom färg, materiens fas, bindningsegenskaper, och så vidare. Istället har de undersökts i första hand utifrån orbitalfyllnad, vilket ger en solid kemisk grund för att identifiera familjerna. Makroskopiska egenskaper, liksom hur de olika grundämnena används i det dagliga livet, diskuteras i uppsatser som ägnas åt de olika grupperna.

Bemärk också att de hittills identifierade familjerna endast omfattar 92 grundämnen av de totalt 112 som finns upptagna i det periodiska systemet: väte, sex alkalimetaller, sex alkaliska jordartsmetaller, fem halogener, sex ädelgaser, 40 övergångsmetaller, 14 lantanider och 14 aktinider. Hur är det med de övriga 20? I vissa diskussioner om grundämnesfamiljer tilldelas dessa grundämnen, som alla ingår i grupperna 3 till 6, egna familjer, som kommer att nämnas kortfattat. Men eftersom dessa ”familjer” inte erkänns av alla kemister, beskrivs i den här boken de 20 grundämnena i grupperna 3 till 6 generellt som metaller, ickemetaller och metalloider.

METALLER OCH Ickemetaller.

Metaller har ett glänsande eller glänsande utseende och är formbara, vilket innebär att de kan formas till olika former utan att gå sönder. De är utmärkta ledare för värme och elektricitet och tenderar att bilda positiva joner genom att förlora elektroner. På det periodiska systemet fyller metallerna vänster, mitten och en del av den högra sidan av diagrammet. Det borde därför inte komma som en överraskning att de flesta grundämnena (87 faktiskt) är metaller. Denna lista omfattar alkalimetaller, alkaliska jordartsmetaller, övergångsmetaller, lantanider och aktinider samt sju grundämnen i grupperna 3 till 6 – aluminium, gallium, indium, tallium, tenn, bly och vismut.

Nonmetaller har ett matt utseende, är inte formbara, är dåliga värme- och elledare och tenderar att få elektroner för att bilda negativa joner. De är alltså motsatsen till metaller i de flesta avseenden, vilket är passande för deras namn. Ickemetaller, som upptar den övre högra sidan av det periodiska systemet, omfattar ädelgaserna, halogenerna och sju grundämnen i grupperna 3 till 5. Dessa icke-metalliska ”föräldralösa” element är bor, kol, kväve, syre, fosfor, svavel och selen. Till dessa sju föräldralösa element skulle man kunna lägga till ett åttonde, från grupp 1: väte. Liksom för metallerna ägnas en separat uppsats – med särskilt fokus på ”föräldralösa” – åt icke-metallerna.

METALLOIDER OCH ANDRA ”FAMILJEN”

Ockuperar ett diagonalt område mellan metaller och icke-metaller är metalloider, grundämnen som uppvisar egenskaper hos både metaller och icke-metaller. De är alla fasta ämnen, men är inte glänsande, och leder värme och elektricitet måttligt bra. De sex metalloiderna är kisel, germanium, arsenik, antimon, tellur och polonium. Astatin identifieras ibland som en sjunde metalloid; i den här boken behandlas den dock som en medlem av halogenfamiljen.

Vissa källor listar ”familjer” snarare än samlingar av ”föräldralösa” metaller, metalloider och ickemetaller, i grupperna 3 till 6. Dessa beteckningar används inte i den här boken; de bör dock nämnas kortfattat. Grupp 3 kallas ibland borfamiljen, grupp 4 kolfamiljen, grupp 5 kvävefamiljen och grupp 6 syrefamiljen. Ibland betecknas grupp 5 som pnictogenerna och grupp 6 som chalcogenerna.

Här kan man lära sig mer

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

Challoner, Jack. Visuellt lexikon om kemi. New York: DK Publishing, 1996.

”Elementistory” (webbplats). <http://smallfry.dmu.ac.uk/chem/periodic/elementi.html> (22 maj 2001).

”Elementfamiljer” (webbplats). <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. Eftersom aktinium – som inte fyller 5f-orbitalet – uppvisar egenskaper som liknar aktinidernas, anses det vanligen tillhöra aktinidfamiljen.

ALKALIMETALLER:

Alla medlemmar, med undantag av väte, i grupp 1 i det periodiska systemet av grundämnen, med valenselektronkonfigurationerna ns 1.

ALKALINERDMETALLER:

Grupp 2 i det periodiska systemet för grundämnen, med valenselektronkonfigurationer på ns 2.

ELEKTRONKLOUD:

En term som används för att beskriva mönstret som bildas av orbitaler.

FAMILJER AV ELEMENTER:

Relaterade grundämnen, inklusive ädelgaser, halogener, alkalimetaller, jordalkalimetaller, övergångsmetaller, lanthanider och aktinider. Dessutom bildar metaller, icke-metaller och metalloider löst definierade familjer. Andra familjebeteckningar – till exempel kolfamiljen – används ibland.

GRAUND STATE:

En term som beskriver en atoms tillstånd vid dess vanliga energinivå.

GROUPS:

Kolumner i det periodiska systemet över grundämnen. Dessa är ordnade efter antalet valenceelektroner i atomernas yttre skal för de representerade grundämnena.

HALOGER:

Grupp 7 i det periodiska systemet för grundämnen, med valenceelektronkonfigurationer ns 2np 5.

ION:

En atom eller atomer som har förlorat eller fått en eller flera elektroner och därmed har en elektrisk nettoladdning.

LANTHANIDER:

Övergångsmetallerna som fyller 4f-orbitalet. Eftersom lantan – som inte fyller 4f-orbitalet – uppvisar egenskaper som liknar dem hos lantaniderna, brukar det betraktas som en del av lantanidfamiljen.

MIN-GRUPPELEMENT:

De 44 grundämnena i grupperna 1 till 8 i det periodiska systemet av grundämnen, för vilka antalet valenselektroner är lika med gruppnumret. (Det enda undantaget är helium.) Huvudgruppens grundämnen, även kallade representativa grundämnen, innefattar familjerna av alkalimetaller, alkalijordmetaller, halogener och ädelgaser samt andra metaller, ickemetaller och metalloider.

METALLOIDER:

Grundämnen som uppvisar egenskaper hos både metaller och ickemetaller. Metalloider är alla fasta ämnen, men är inte glänsande eller skinande, och de leder värme och elektricitet måttligt bra. De sex metalloiderna upptar ett diagonalt område mellan metallerna och icke-metallerna på den högra sidan av det periodiska systemet. Ibland inkluderas astatin med metalloiderna, men i den här boken behandlas det inom ramen för halogenfamiljen.

METALLER:

En samling av 87 grundämnen som omfattar många familjer – alkalimetaller, alkaliska jordartsmetaller, övergångsmetaller, lantanider och aktinider samt sju grundämnen i grupperna 3 till5. Metaller, som upptar den vänstra, mellersta och en del av den högra sidan av det periodiska systemet, har ett glänsande eller glänsande utseende och är formbara, vilket innebär att de kan formas till olika former utan att gå sönder. De är utmärkta ledare för värme och elektricitet, och tenderar att bilda positiva joner genom att förlora elektroner.

NOBLE GASES:

Grupp 8 i det periodiska systemet av grundämnen, som alla (med undantag av helium) har valenselektronkonfigurationerna ns 2np 6.

NONMETALLER:

Element som har ett tråkigt utseende, inte är formbara, är dåliga ledare för värme och elektricitet och tenderar att få elektroner för att bilda negativa joner. De är således motsatsen till metaller i de flesta avseenden, vilket är passande för deras namn. Förutom väte upptar de övriga 18 icke-metallerna den övre högra sidan av det periodiska systemet och omfattar ädelgaserna, halogenerna och sju grundämnen i grupperna 3 till 6.

ORBITAL:

Ett mönster av sannolikheter när det gäller positionen för en elektron för en anatom i ett visst energitillstånd. Ju högre huvudenerginivå, desto mer komplext är mönstret av orbitaler. De fyra typerna av orbitalmönster betecknas som s, p, d och f – var och en av dem är mer komplex än den föregående.

PERIODISKA ELEMENTTABELLEN:

Ett diagram som visar grundämnena ordnade i ordning efter atomenerginummer, tillsammans med kemisk symbol och genomsnittlig atommassa (i atommasseenheter) för det aktuella grundämnet.

PERIODER:

Rader i det periodiska elementförteckningen. Dessa representerar successiva energinivåer i atomerna hos de berörda grundämnena.

PRINCIPALENERGINIVÅ:

Ett värde som anger det avstånd som en elektron kan förflytta sig bort från atomkärnan i en anatom. Detta betecknas med ett heltal, som börjar med 1 och går uppåt. Ju högre den huvudsakliga energinivån är, desto större är energin i atomen och desto mer komplext är mönstret av orbitaler.

REPRESENTATIVA ELEMENT:

Se huvudgruppens grundämnen.

TRANSITIONSMETALLER:

En grupp av 40 grundämnen, som inte tilldelas något gruppnummer i den nordamerikanska versionen av det periodiska systemet. Det är de enda grundämnena som fyller d-orbitalerna.

VALENSELEKTRONER:

Elektroner som upptar de högsta energinivåerna i anatomin. Det är dessa elektroner som är inblandade i kemiska bindningar.