Hvordan relaterer en elementets valenceelektroner sig til sin gruppe i det periodiske bord?

I 1869 offentliggjorde Dmitri Mendeleev et papir med titlen "Om forholdet mellem elementernes egenskaber og deres atomvægte." I dette papir fremstillede han et ordnet arrangement af elementerne og noterede dem for at øge vægten og arrangere dem i grupper baseret på lignende kemiske egenskaber. Selv om mange årtier blev forblevet før detaljerne i atomstrukturen blev opdaget, organiserede Mendeleevs bord allerede elementer i deres valens.

På Mendeleevs tid var atomer menes at være udelelige , unikke enheder. Nogle var tungere end andre, og det forekom rimeligt at bestille elementerne ved at øge vægten. Der er to problemer med denne tilgang. For det første er målevægt en vanskelig opgave, og mange af de accepterede vægte af Mendeleevs dag var ikke korrekte. For det andet viser det sig, at atomvægt ikke er den relevante parameter. Dagens periodiske tabeller placerer elementerne i rækkefølge af deres atomnummer, hvilket er antallet af protoner i kernen. På Mendeleevs tid var protoner endnu ikke blevet opdaget.

Elementer og kemiske egenskaber

Mendeleev skrev, at "arrangement ifølge atomvægt svarer til elementets valens og til en vis grad forskellen i kemisk adfærd. " Valensen, i Mendeleevs forståelse, var en indikation af et elements evne til at kombinere med andre elementer. Mendeleev kombinerede rækkefølgen af ​​atomvægt med almindelige valner for at organisere elementerne i et bord. Det vil sige, han organiserede elementerne i grupper efter deres kemiske egenskaber. Fordi disse egenskaber gentages så ofte, var resultatet et periodisk bord, hvor hver lodret kolonne, kaldet en gruppe, indeholder elementer med lignende karakteristika, og hver horisontale række kaldes en periode, organiserer elementerne efter vægt, stigende fra venstre til højre og top til bund.

Atomic Structure

Omkring 50 år efter Mendeleevs første periodiske tabel opdagede forskerne atomet var bygget op omkring en kerne med positivt ladede protoner og neutrale neutroner - begge er relativt tung. Den positivt ladede kerne er omgivet af en sky af negativt ladede elektroner. Antallet af protoner - også kaldet atomnummeret - svarer typisk til antallet af elektroner. Det viser sig, at antallet af elektroner et element i vid udstrækning bestemmer dets kemiske egenskaber. Så den korrekte orden i det periodiske bord bestemmes af antallet af elektroner, ikke vægt som Mendeleev oprindeligt foreslået.

Valenselektroner

Elektronerne i skyen omkring et elementets kerne er anbragt i lag , kaldet skaller. Hver skal har et bestemt antal elektroner, den kan holde. Når hver skal er fyldt, tilføjes en ny skal, indtil alle elektronerne er regnet med. Elektroner i den yderste skal kaldes valenselektroner, fordi det er deres interaktioner, der bestemmer et kemisk egenskab. Kolonnerne, der blev opstillet til gruppematerialer med lignende kemiske egenskaber, viser sig at være de nøjagtige samme kolonner, der er defineret af antallet af valenselektroner. Elementer i gruppe 1A har kun en valenselektron, og hver gruppe En kolonne til højre tilføjer en mere valenceelektron. Organisationen bliver lidt skumle med grupperne B-grupperne, men hver af dem er også grupperet efter deres antal valenselektroner.