Блок на периодичната система се нарича съвкупността от химични елементи със сходно разположение на валентните електрони в атома. Сходството се основава на това, че валентните електрони с най-голяма енергия заемат атомни орбитали от един и същи тип. Терминът се появява за първи път в трудовете на френския физик Шарл Жане.[1] В един и същи блок на периодичната таблица влизат съседни групи. Наименованията на блоковете съвпада с наименованието на характеристичната орбитала, заемана от валентните електрони, както следва:
- s-блок
- p-блок
- d-блок
- f-блок
- g-блок (хипотетичен)
Наименованията на блоковете и орбиталите (s, p, d, f и g) на свой ред е свързано с качествените характеристики на свързаните с тях спектрални линии: sharp (остра), principal (главна), diffuse (дифузна) и fundamental (фундаментална). Следващите наименования се дават по азбучен ред. Блоковете с елементи понякога се наричат семейства.
Редът на запълване на подслоевете в орбиталите се определя с правилото на Клечковски, което определя и линейния порядък на блоковете (според нарастването на атомния номер) в таблицата на Менделеев:
- 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, …
В периодичната система
Съществува приблизителна съвместимост между номенклатурата на блоковете въз основа на електронната конфигурация и групирането на елементите въз основа на химичните им свойства. S-блокът и p-блокът отговарят на главните групи елементи – 1, 2, 13 до 18, а d-блокът и f-блокът са второстепенните групи – от 3 до 12. Не винаги обаче това правило се смята за универсално. Някои учени поставят 12 група към главните групи, а не към второстепенните, докато други заключават, че 3 група трябва да се смята за главна, поради сходството на свойствата на елементите в тази група с тези на съседната 2 група. Групите (колоните) в f-блока (от 3 до 4 група) не са номерирани, като те често биват смятани за представители само на една група – група 3.
Теоретично е изчислено наличието и на g-блок, който не е показан в таблицата.
| Блокове на периодичната система | ||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Група | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
| Период | ||||||||||||||||||||
| 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 |
71 Lu |
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 |
103 Lr |
104 Rf |
105 Db |
106 Sg |
107 Bh |
108 Hs |
109 Mt |
110 Ds |
111 Rg |
112 Cn |
113 Nh |
114 Fl |
115 Mc |
116 Lv |
117 Ts |
118 Og | ||
| Лантаниди | 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 | ||||||
| Актиниди | 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 | ||||||
| Фоновият цвят показва блока | ||||||||
| s-блок | p-блок | d-блок | f-блок | |||||
| Цветът на атомния номер показва агрегатното състояние на елемента (0 °C, 1 atm) | ||||||||
| Твърдо вещество | Течност | Газ | Неизвестна фаза | |||||
| Очертанието показва начина на възникване на елемента | ||||||||
| Естествен | При разпад | Синтетичен | ||||||
s-блок
S-блокът е разположен от лявата страна на периодичната система и включва елементите от 1 и 2 групи, както и хелия. Хелият не е типичен представител на s-блока. Неговите свойства наподобяват тези на елементите от p-блока, поради завършената 1s2 орбитала и затова той е поставян като представител на p-блока – групата на благородните газове.
Повечето елементи от s-блока са силно реагиращи метали. Това свойство се дължи на електроните в техните най-външни орбитали. Първият период обаче е съставен от неметали. Водородът, като останалите представители на 1 група, е силно реактивоспособен, докато хелият е благороден газ и не встъпва в никакви реакции.
Елементите от s-блока са обединени от това, че техните валентни електрони са в s-орбиталата. Тази орбитала представлява сферичен облак, който може да съдържа само 1 двойка електрони – затова и s-блокът се състои от 2 групи (колони) в периодичната система. Елементите от група 1 са с 1 електрон в най-външната си орбитала и затова са по-силно реактивни от елементите в група 2, които са със запълнена външна орбитала.
p-блок
P-блокът е разположен от дясната страна на периодичната система и включва елементите от група 13 до група 18.
P-блокът е мястото в периодичната система, където се среща най-голямото разнообразие от химични свойства. В p-блока се срещат елементи от трите типа – метали, металоиди и неметали. Обикновено елементите от р-блока са най-добре описани в отношение от типовете елементи или елементи на дадена група.
Елементите от p-блока се обединяват от факта, че техните валентни електрони (най-външни електрони) са в p-орбиталната зона. P-орбиталите се състоят от шест изпъкнали състояния, излизащи от централната точка при равномерно разположени ъгли. P-орбиталата може да има максимум шест електрона, поради което в p-блока има шест групи. Елементите в група 13, първата от групите на р-блока, имат един р-орбитален електрон. Елементите в група 14, втората група на р-блока, имат два р-орбитални електрона. Тенденцията продължава така, докато се стигне до група 18, която има шест p-орбитални електрони.
Слаби метали
Металите от р-блока имат типичните характерни черти на останалите метали – те са бляскави, добри проводници на топлина и елекричество и отдават лесно своите електрони. Обикновено тези метали имат високи точки на топене и лесно реагират с неметалите до образуване на йонни съединения. Йонните съединения се образуват, когато положителен метален йон се свързва с отрицателен неметален йон.
От металите на p-блока някои имат необикновени свойства. Галият е метал, който може да се стопи в дланта на ръката. Калаят е гъвкав и изключително полезен метал. Той е важен компонент на някои метални сплави, като бронз и бабит, както и при спояването и производство на станиол.
Металоиди
Металоидите притежават свойства както на метали, така и на неметали, но терминът „металоид“ няма строго определение. Всички елементи, които обикновено се признават като металоиди, са в р-блока: бор, силиций, германий, арсен, антимон и телур. Металоидите имат тенденция да имат по-ниска електрическа проводимост от металите, но по-висока от тази на неметалите. Те могат да образуват химически връзки, подобно на неметалите, но могат да се разтварят в метални сплави без ковалентно или йонно свързване. Металоидните добавки могат да подобрят свойствата на металните сплави, понякога парадоксално на собствените си металоидни свойства. Някои могат да дадат по-добра електрическа проводимост, по-висока устойчивост на корозия, пластичност или течливост в разтопено състояние и т.н. към съответната сплав.
Борът е с доста подобни на въглерода свойства, но е много рядък. Има много приложения, като например добавка към р-тип полупроводник.
Силицият е може би най-известният металоид. Това е вторият най-изобилен елемент в земната кора и една от основните съставки в стъклото. Използва се за производство на полупроводници – от превключватели на захранване или диоди, до микрочипове за компютри и други електронни устройства. Използва се също и в определени метални сплави – подобряване на свойствата на леене на алуминий. Силицият е толкова ценен в технологичната индустрия, че Силициевата долина в Калифорния, е наречена на него.
Германият има свойства, подобни на силиция, но този елемент е много по-рядък. Бил е използван поради своите полупроводникови свойства, почти като силиция, като германият дори е имал и някои превъзходства над силиция, но сега е рядко използван материал в индустрията.
Арсенът е токсичен металоид, който се използва през цялата история като добавка към метални сплави, бои и дори грим.
Антимонът се използва като съставка при леенето на сплави.
Телурът, подобно на арсена, германия и силиция се използва в производството на сплави и елементи от електрониката.
Полоният е радиоактивен металоид, който не намира особено приложение.
Неметали
Повечето неметали са от p-блока – въглерод, азот, фосфор, кислород, сяра, селен, както и всички елементи от групата на халогените и на благородните газове.
d-блок
D-блокът е разположен по средата на периодичната система и включва всички елементи от група 3 до група 12. Тези елементи са известни като преходни метали, поради това че показват бавна преходност в техните свойства.
Елементите от d-блока са метали, които проявяват два или повече начина за образуване на химически връзки. Тъй като има относително малка разлика в енергията на различните d-орбитални електрони, броят на електроните, участващи в химично взаимодействие, може да варира. Това води до един и същи елемент, проявяващ две или повече окислителни състояния.
Елементите от d-блока се обединяват от факта, че всичките техните валентни електрони (най-външни електрони) са в d-орбиталната зона, но нямат p-орбитални електрони. D-орбиталата може да има максимум десет електрона, поради което d-блокът се състои от десет групи.
f-блок
F-блокът е ляво-центриран в 32-колонната периодична система, но често се отбелязва с прибавянето на редици в 18 колонната периодична система. Тези елементи често се наричат вътрешни преходни метали, тъй като те осигуряват преход между s-блока и d-блока в шестия и седмия период, по същия начин, по който d-блока осигурява преход между s-блока и p-блока в четвъртия и петия период.
Познатите елементи от f-блока са в две серии – лантанидите за период 6 и радиоактивните актиниди за период 7. Всички те са метали. Тъй като f-орбиталните електрони са по-малко активни при определяне на химията на тези елементи, техните химични свойства се определят предимно от външните s-орбитални електрони. Следователно има много по-малка химическа променливост в рамките на f-блока, отколкото в рамките на p- или d-блоковете.
Елементите от f-блока се обединяват от факта, че всичките техните валентни електрони (най-външни електрони) са в f-орбиталната зона, но нямат p- и d-орбитални електрони. F-орбиталата може да има максимум 14 електрона, поради което f-блокът се състои от 14 колони в периодичната система.
g-блок
G-блокът е хипотетичен блок от елементи в разширената периодична система, чиито външни електронни орбитали са позиционирани да имат от един до осемнадесет електрона в g-орбиталата, но нямат f-, d- или p-орбитални електрони.
Източници
Вижте също
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
