Periodická tabulky a její vývoj

Periodická tabulka

Periodická tabulka prvků nebo též periodická soustava prvků je uspořádání všech chemických prvků v podobě tabulky podle jejich rostoucích protonových čísel, seskupených podle jejich cyklicky se opakujících podobných vlastností. Název Mendělejevova tabulka prvků je naproti tomu striktně vzato pouze názvem původní Mendělejevovy tabulky). Řídí se tzv. periodickým zákonem, který roku 1869 publikoval Dmitrij Ivanovič Mendělejev – Mendělejev seřadil prvky podle rostoucí hmotnosti jejich atomů, spolu s českým chemikem Bohuslavem Braunerem.

Charakteristika

Dnes je známo, že některé lehčí prvky jsou až za těžšími (jod stojí za tellurem). Proto roku 1913 Henry Moseley opravil periodický zákon podle rostoucích protonových čísel. V tabulce je obvykle kromě chemického symbolu prvku uvedeno i jeho atomové číslo, relativní atomová hmotnost, případně další údaje o prvcích. V současné době je v tabulce 118 známých prvků (ne všechny jsou však oficiálně uznány IUPAC), z nichž 94 se přirozeně vyskytuje na Zemi, zbylé byly připraveny pouze uměle a nemají žádný stabilní izotop.

Základem uspořádání prvků je jejich seskupení podle elektronového obalu tak, aby ve skupinách nad sebou ležely prvky se stejným počtem valenčních elektronů. Přitom platí, že prvky, nacházející se ve společné skupině, vykazují i podobné chemické vlastnosti. Někde bývá zvykem dělení skupin na hlavní a vedlejší, prvky v hlavních skupinách mají valenční elektrony ve sférách s a p, prvky vedlejších skupin doplňují valenční elektrony do slupek d a f.

Příkladem skupiny prvků jsou alkalické kovy, které (spolu s vodíkem) zaujímají místo v 1. skupině a mají vždy pouze jeden valenční elektron ve slupce s. Jiným příkladem jsou halogeny, prvky nacházející se v 7. hlavní skupině prvků se sedmi valenčními elektrony – dvěma ve slupce s a 5 ve sféře p.

Aktinoidy a lanthanoidy jsou obecně známy jako vnitřně přechodné prvky.
Alkalické kovy, kovy alkalických zemin, přechodné kovy, aktinoidy, lanthanoidy a kovy jsou skupinově známy jako „kovy“.
Halogeny a vzácné plyny jsou také nekovy.

Historie periodické tabulky

Objev periodické tabulky umožnil italský chemik Stanislao Cannizzaro (1826–1910), který v roce 1858 publikoval soubor zaměřených atomových vah (nyní známých jako hmotnostní čísla) šedesáti prvků, které byly tehdy známy. Seřazení prvků podle vzrůstající atomové váhy odhalilo pozoruhodné opakování chemických vlastností v pravidelných intervalech. Toho si všiml v roce 1864 anglický chemik John Newlands (1838–1898), avšak jeho “zákon oktáv” mu nepřinesl nic než výsměch.

Dmitrij Ivanovič Mendělejev (1834–1907) učinil v zásadě tentýž objev o pět let později. To, co Mendělejev vykonal, bylo však mnohem významnější, takže je plným právem považován za pravého objevitele periodické tabulky on.

Mendělejevova periodická tabulka prvků nebyla prvním pokusem sestavit prvky podle některých jejich vlastností. Historicky první doloženou tabulku pocházející z roku 1772 vytvořil Louis-Bernard Guyton de Morveau. Zahrnovala chemicky jednoduché látky a použil ji Antoine Lavoisier. Roku 1857 publikoval Jean-Baptiste Dumas základní periodickou tabulku, která obsahovala 32 prvků v osmi sloupcích, které poukazovaly na jejich společné vlastnosti.

Roku 1862 uspořádal Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois poprvé prvky podle vzrůstající atomové hmotnosti. Podobné prvky umístil stejným směrem a vytvořil tak šroubovicové uspořádání prvků. Roku 1864 publikoval Julius Lothar Meyer tabulku mocenství pro 49 tehdy známých prvků a ještě v témže roce publikoval také William Odling svou téměř správnou tabulku se 17 svislými sloupci, do které zahrnul 57 prvků.

Roku 1869 formuluje Dmitrij Ivanovič Mendělejev periodický zákon a různé formy periodické tabulky, která obsahovala 63 prvků. O dva roky později Mendělejev upravil a zlepšil svou periodickou tabulku a předpověděl objev 10 prvků – dnes známé jako Sc, Ga, Ge, Tc, Re, Po, Fr, Ra, Ac a Pd. Z těchto prvků popsal s udivující předvídavostí skandium, gallium, germanium a polonium. Pro neobjevené prvky nechal Mendělejev v tabulce místo a postupem času se všechna volná místa, která v tabulce nechal, zaplnila nově objevenými prvky.

Budoucí vývoj

Budoucí vývoj rozvržení periodické tabulky při objevování dalších prvků je zkoumána kvantověmechanickými výpočty. Glenn T. Seaborg navrhl rozšíření o 8. periodu, která bude po prvcích bloku s nově zahrnovat (ve velmi dlouhé podobě tabulky) tzv. superaktinoidy (až do prvku 153).^[1] Představa vycházela z pokračující platnosti Madelungova pravidla – po bloku s bude následovat nejprve vložený blok g (orbitaly 5g) a poté blok f (orbitaly 6f).

Podrobné výpočty provedené Pekkou Pyykkö, B. Frickem a dalšími fyziky však zpochybnily takové pořadí zaplňování po prvcích 5g. Podle jejich výsledků by se musela zásadně změnit struktura 8. periody, která by již nebyla analogická nižším periodám.

I.A: ALKALICKÉ KOVY-  Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

II.A: KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN- Ca, Sr, Ba, Ra

VI.A: CHALKOGENY- O, S, Se, Te, Po

VII.A:HALOGENY- F, Cl, Br, I, At

VIII.A: VZÁCNÉ PLYNY- He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

TRIÁDA ŽELEZA- Fe, Co, Ni

PLATINOVÉ KOVY- Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt VÉ

KAPALNÉ-  Hg, Br

PYNNÉ- H, N, O, F, Cl, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

POLOKOVY- B, Si, Ge, As, Se, Sb, Te, At

NEKOVY- H, C, N, P, O,S, F, Cl, Br, I, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Mnemotechnické pomůcky

Pro snadnější naučení a zapamatování si celé tabulky vzniklo mnoho mnemotechnických pomůcek. Sloupce lze interpretovat například větami:

I.A: Helenu Líbal Na Kolena Robustní Cestář Franz

II.A: Běžela Magda Caňonem, Srážela Banány Ramenem

III.A: Bláznivý Alojz Galošem Indiány Tloukl

IV.A: Co Si Germáni Snědí Poblijí

V.A: Náš Pitomý Asistent Sbaštil Bismut 

VI.A: Ó Slečno, Sejměte Tedy Podprsenku

VII.A: Fousatý Chlap Brousil Ivaně Anténu

VIII.A: Hezký Nevěrný Arnošt Krátí Xénii Ráno

Lanthanoidy: Laciné Ceny Prasat Nedovolily Prométheovi Smésti Europu, Gdyž Théby Dýmaly Horkou Erotickou Tmou Ybišku Lučního

Aktinoidy: Activita Theodorových Pazourů Urážela Nepůvabnou Pubertální Američanku Cumlající Brčkem Cafe Espreso s Famózním Mládencem Novákem Lorenzem