Okres w układzie okresowym: definicja, liczba pierwiastków i właściwości

Okres w układzie okresowym: definicja, liczba pierwiastków i właściwości — przejrzyste wyjaśnienie budowy okresów, liczby atomów i trendów chemicznych.

Okres w układzie okresowym to poziomy rządek pierwiastków ułożonych według rosnącej liczby atomowej. Każdy okres odpowiada kolejnemu głównemu poziomowi energetycznemu (liczbie kwantowej n) i obejmuje pierwiastki, których atomy mają taką samą liczbę poziomów energetycznych (powłok elektronowych).

Liczba pierwiastków w okresach

W praktycznym układzie okresowym długości poszczególnych okresów wynikają z kolejności zapełniania orbitali elektronowych (s, p, d, f):

• Pierwszy okres: 2 pierwiastki (H, He) — zapełnianie orbitali 1s.
• Drugi okres: 8 pierwiastków (Li → Ne) — zapełnianie orbitali 2s i 2p.
• Trzeci okres: 8 pierwiastków (Na → Ar) — zapełnianie orbitali 3s i 3p (orbital 3d zapełnia się później).
• Czwarty i piąty okres: po 18 pierwiastków — wchodzą tu bloki d (orbitale d) po zapełnieniu s.
• Szósty i siódmy okres: teoretycznie po 32 pierwiastki — obejmują także blok f (lantanowce i aktynowce).

Ogólnie długości okresów związane są z liczbą elektronów, które mogą zajmować kolejne podpoziomy: proste prawo 2n² daje maksymalną pojemność powłoki n, ale kolejność zapełniania orbitali powoduje wspomniane nieregularności (stąd 2, 8, 8, 18, 18, 32...).

Właściwości i trendy okresowe

Przechodząc przez okres od lewej do prawej obserwujemy systematyczne zmiany właściwości pierwiastków:

• Promień atomowy zwykle maleje — rosnąca liczba protonów w jądrze przyciąga elektrony silniej, a ochrona przesłaniająca (shielding) nie zwiększa się proporcjonalnie, więc elektrony są przyciągane bliżej jądra.
• Energia ionizacji (energia potrzebna do oderwania elektronu) zazwyczaj rośnie w prawo — trudniej oderwać elektron od silniej przyciąganego atomu.
• Elektroujemność rośnie w prawo — atomy silniej przyciągają elektrony w wiązaniach chemicznych.
• Charakter chemiczny: po lewej dominują metale (łatwo oddają elektrony), po prawej niemetale (łatwiej przyjmują elektrony). Na końcu okresu znajdują się gazy szlachetne o niskiej reaktywności.
• Liczba elektronów walencyjnych zmienia się w sposób przewidywalny w obrębie bloku (np. w bloku p od 1 do 6 elektronów walencyjnych), co wpływa na typowe wartościowości i rodzaje związków chemicznych.

Dodatkowe uwagi

• Pierwiastki w tym samym okresie mają tę samą liczbę powłok elektronowych, ale różną liczbę elektronów walencyjnych — to właśnie ta różnica decyduje o ich właściwościach chemicznych.
• Układ okresowy opiera się na prawie okresowości: właściwości chemiczne pierwiastków zmieniają się periodycznie wraz ze wzrostem liczby atomowej.
• Są wyjątki i subtelności wynikające ze szczegółowego rozmieszczenia elektronów (np. odstępstwa w energiach orbitalnych powodujące pewne nieregularności w energiach jonizacji lub promieniach atomowych).
• W praktycznych tabelach bloki d i f bywają przedstawione oddzielnie (lantanowce i aktynowce pod tabelą), mimo że faktycznie należą do odpowiednich okresów (6. i 7.).
• Siódmy okres obecnie obejmuje znane pierwiastki do Z = 118 (Oganesson); prowadzone są prace nad syntezą cięższych pierwiastków, co może rozszerzyć zakres znanych właściwości w przyszłości.

Podsumowując: okres w układzie okresowym to poziomy rządek pierwiastków, którego długość wynika z rozmieszczenia elektronów w powłokach i orbitalach. Przechodząc przez okres obserwujemy przewidywalne zmiany promieni atomowych, energii jonizacji, elektroujemności i charakteru chemicznego pierwiastków.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest okres w układzie okresowym?

P: Ile protonów ma każdy pierwiastek w porównaniu z pierwiastkiem po jego lewej stronie?

P: Jakie pierwiastki znajdują się po obu stronach okresu?

P: Dlaczego atomy stają się większe, gdy przesuwa się je od lewej do prawej strony okresu?

P: Ile jest pierwiastków w okresach 1-5?

P: Ile pierwiastków występuje w okresie 6 i 7?

Szukaj według litery