Periodiska systemet

Periodiska systemet, även kallat grundämnenas ordning, är en tabell över grundämnen/element som är uppställd efter deras kemiska och fysikaliska egenskaper, vilka varierar periodiskt med atomvikten och styrs av elektronkonfigurationen. Den första versionen av periodiska systemet uppställdes 1869 av ryssen Dmitrij Mendelejev (som var först med att publicera sina resultat) och tysken Lothar Meyer, men allteftersom nya grundämnen upptäckts och kunskapen om den teoretiska grundvalen för systemet fördjupats har det sedan modifierats och förfinats.

I periodiska systemet är grundämnena ordnade efter stigande atomnummer, det vill säga antalet protoner i atomernas kärna. De är uppställda i rader, kallade perioder, och kolumner, kallade grupper.

Periodiska systemet

Grupp	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Period
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 Cn	113 Uut	114 Fl	115 Uup	116 Lv	117 Uus	118 Uuo
* Lantanoider				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
** Aktinoider				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

Färg- och teckenförklaring

Bakgrundsfärg Bakgrundsfärg betecknar ämnesklass    Alkalimetaller    Alkaliska jordartsmetaller    Lantanoider    Aktinoider    Övergångsmetaller    Övriga metaller    Halvmetaller    Icke-metaller    Halogener    Ädelgaser    Okända egenskaper / ej upptäckt

Textfärg Atomnummer. Teckenfärgen anger ämnets tillstånd (vid rumstemperatur och normalt tryck) • Gasformigt • Flytande • Fast, naturligt ämne • Fast, konstgjort ämne Tecken Li, Be, He, Ag, Sn etc: Kemiskt tecken Ramfärg och stil Ramen betecknar metaller / halvmetaller / icke-metaller    Metaller    Halvmetaller    Icke-metaller

Indelningar

Det här diagrammet visar grupper och block i det periodiska systemet.

Grupper

En grupp är en lodrät kolumn i det periodiska systemet. Grupper anses vara en av de viktigaste metoderna för att klassificera grundämnen. I en del grupper har grundämnena väldigt lika egenskaper och påvisar en klar trend för egenskaperna inom gruppen. Dessa grupper brukar tilldelas triviala (osystematiska) namn, som exempelvis alkalimetaller, alkaliska jordmetaller, halogener och ädelgaser. Vissa andra grupper i det periodiska systemet påvisar färre likheter och/eller lodräta trender (exempelvis grupperna 4 och 5) och dessa har därför inte tilldelats något trivialt namn utan benämns endast utifrån sitt gruppnummer.

Perioder

En period är en vågrät rad i det periodiska systemet. Även om grupper är det vanligaste sättet att klassificera grundämnen så finns det vissa områden där de vågräta trenderna och likheterna är viktigare än de lodräta grupptrenderna. Detta gäller bland annat d-blocket liksom f-blocket där lantanoiderna och aktinoiderna bildar två viktiga vågräta serier av grundämnen. Lantaniderna och aktiniderna placeras under varandra utanför den övriga delen av det periodiska systemet av det praktiska skälet att systemets bredd därmed minskas avsevärt.

Block

Ett block är en familj av angränsande grupper. Dessa områden får sina namn från atomernas elektronskal. Det finns fyra block: s-, p-, d- och f-blocket.

Övriga

Grundämnena kan även delas in och grupperas på andra sätt. Några sådana indelningar som ofta ritas in det periodiska systemet är övergångsmetaller och metalloider. Det finns även mer inofficiella indelningar såsom platinagruppen och ädelmetallerna.

Historik

John Alexander Reina Newlands periodiska system från 1866

Dmitrij Mendelejevs system från 1871 med luckor (-) för ytterligare ämnen

De tidigaste försöken att ordna och gruppera grundämnena gjordes utan någon kunskap om atomernas struktur och uppbyggnad. Den tyske kemisten Johann Wolfgang Döbereiner försökte hitta samband mellan olika ämnens atomvikt och deras kemiska egenskaper, och på 1820-talet fann han flera grupper av tre likartade ämnen där ett av ämnena kemiskt var en blandning av de båda andra och hade en atomvikt som låg mitt emellan de båda andras. Han kallade dem för triader.

Dmitrij Mendelejev.

Periodiska systemet 1909

Newlands tabell

Under flera decennier betraktas Döbereiners upptäckt som en oväsentlig kuriositet, vad vetenskapshistorikern Stephen Toulmin kallar för ett "naket faktum", men när nya och riktigare uppgifter om olika ämnens atomvikter kommit fram på 1860-talet intresserade sig flera olika forskare för nya samband mellan atomvikt och kemiska egenskaper. 1866 uppställde den brittiske kemisten John Alexander Reina Newlands en tabell med 62 av de då 63 kända grundämnena ordnade efter stigande atomvikt. Tabellen visade att ämnen med liknande egenskaper återkom med en periodicitet 7 eller 14 ämnen, ungefär som oktaver i musiken.

Lothar Meyer

Periodiska systemet 1924

Mendelejevs och Meyers system

Slutligen sammanställde 1869 ryssen Dmitrij Mendelejev och tysken Lothar Meyer oberoende av varandra tabeller med horisontella perioder och vertikala grupper på samma sätt som vi nu är vana att visa systemet. Mendelejev publicerade sitt arbete samma år medan Meyer publicerade sina resultat först 1870. Mendelejevs tabell hade luckor för ytterligare 31 ämnen där inga av de då kända ämnena passade in. Hans idéer fick därför stor uppmärksamhet när det 1875 upptäckta ämnet gallium passade in i en av dessa luckor. När även ämnena strontium, som upptäcktes 1879, och germanium, upptäckt 1886, passade in i mönstret fick systemet stor acceptans bland övriga vetenskapsmän.

Efter Mendelejev

Under 1920-talet, efter Mendelejev och Meyer, har systemet tydliggjorts. Fler och fler luckor i systemet har fortsatt att fyllas allt eftersom ytterligare grundämnen har upptäckts.

Andra sätt att ordna grundämnen

En nackdel med periodiska systemet är att det inte skiljer mellan isotoper av samma element (det vill säga element med samma antal protoner, men olika antal neutroner), eftersom dessa i regel inte skiljer sig åt kemiskt (De kan däremot ha olika egenskaper med avseende på stabilitet och radioaktivitet). Ett alternativt sätt att tabellera grundämnen, som skiljer på olika isotoper, är en nuklidkarta (alternativt isotoptabell). En nuklidkarta ger bättre förståelse för olika isotopers karaktär än det periodiska systemet, men ger å andra sidan inte samma överblick över de kemiska egenskaperna.

Se även

• Periodiska systemet (stort)
• Periodiska systemets grupper
• Periodiska systemets perioder
• Förlängda periodiska systemet
• Lista över grundämnen
• Nuklidkarta