Elementuen egitura atomikoa eta taula periodikoa
Pendahuluan
Kimikaren munduan, funtsezkoa da egitura atomikoa eta elementuen taula periodikoa ulertzea. Bi alderdi hauen ulermen sakonak zientzialariei materiaren propietate eta portaera desberdinak azaltzeko aukera ematen die. Eguneroko bizitzako esperientziak, arrazoiak eta ereduak ulertzeak unibertsoko elementuen erreakzio kimikoak, propietate fisikoak eta portaera aurreikusteko aukera ematen digun bezala, egitura atomikoa eta taula periodikoa ulertzeak unibertsoko elementuen erreakzio kimikoak, propietate fisikoak eta portaera aurreikusten laguntzen digu.
Egitura atomikoa
Atomoak materiaren oinarrizko unitateak dira, eta gure inguruko guztia osatzen dute. Atomoak hiru subpartikula subatomiko nagusiz osatuta daude: protoiak, neutroiak eta elektroiak. Protoiek eta neutroiek nukleoa osatzen dute, eta elektroiak, berriz, nukleoaren inguruan orbitatzen dute elektroi-hodeiko orbita espezifikoetan.
Protoia
Protoiak atomo baten nukleoan aurkitzen diren partikula positiboki kargatuak dira. Nukleoko protoi kopuruak elementuaren identitatea zehazten du, zenbaki atomiko gisa ezagutzen dena. Adibidez, karbono atomo batek sei protoi ditu, eta oxigenoak, berriz, zortzi. Protoiek ere masa atomiko unitate baten (u) ingurukoa dute.
neutroi
Neutroiak nukleo atomikoan aurkitzen diren partikula kargagabeak dira. Protoien masa ia bera dute. Karga atomikoan eragiten ez duten arren, nukleoko neutroi kopuruak atomoaren egonkortasunean eragina izan dezake eta bere isotopoak zehaztu. Isotopoak elementu baten aldaerak dira, protoi kopuru bera baina neutroi kopuru desberdina dutenak.
Elektroia
Elektroiak karga negatiboko partikulak dira, nukleo atomikoaren inguruan orbita edo energia maila espezifikoetan orbitatzen dutenak. Elektroiek masa oso txikia dute protoi eta neutroiekin alderatuta. Atomo baten barruko elektroien banaketak, edo konfigurazio elektronikoak, elementu horren propietate kimikoak zehazten ditu. Kanpoko elektroiek (balentzia elektroiak) funtsezko zeregina dute lotura kimikoen eraketan.
Eredu atomikoa
Antzinatik, zientzialariek hainbat eredu garatu dituzte atomoen egitura azaltzeko. Daltonen eredu atomiko sinpletik hasi eta Thomsonen teoria atomikora, zeinak elektroiak "mahaspasa-opilak" bezala irudikatzen zituen, eta Rutherforden ereduraino, zeinak nukleo atomikoaren kontzeptua aurkeztu zuen. Gaur egun onartuena den eredu atomiko modernoa Erwin Schrödinger eta Werner Heisenbergek aurkeztutako eredu mekaniko kuantikoa da.
Mekanika Kuantikoaren Eredua
Eredu mekaniko kuantikoa atomoaren Bohr ereduaren fintze bat da. Eredu honetan, elektroiak ez dira orbita espezifikoetan mugitzen, orbitaletan baizik, eta hauek hiru dimentsioko espazioan elektroi bat aurkitzeko probabilitatea definitzen duten funtzio matematikoak dira. Orbital hauek forma eta energia desberdinak dituzte, azpigeruza (s, p, d, f) bezala ezagutzen direnak.
Elementuen Taula Periodikoa
Taula periodikoa, edo sistema periodikoa, elementuen antolaketa bat da, haien zenbaki atomikoan, konfigurazio elektronikoan eta propietate kimikoetan oinarrituta. Gaur egun ezagutzen dugun taula periodikoa hainbat ikertzailek egindako finketen emaitza da, batez ere Dmitri Mendeleev eta Henry Moseley-k egindakoak.
Taula periodikoaren historia
Dmitri Mendeleev errusiar kimikaria izan zen, eta lehenengo aldiz taula periodikoa bildu zuen 1869an pisu atomikoan (masa atomikoa) eta propietate kimikoetan oinarrituta. Mendeleievek aurkitu gabeko elementuen existentzia eta taulan zuten posizioa iragarri zuen, eta geroago zuzen frogatu zen hori. Henry Moseleyk geroago Mendeleievenen taula findu zuen elementuak zenbaki atomikoaren (protoi kopuruaren) arabera zehatzago antolatuz.
Taula periodikoaren egitura
Taula periodikoa periodoetan eta taldeetan banatzen da.
aldia
Periodoa taula periodikoko errenkada horizontala da. Periodo bereko elementuek elektroi geruza kopuru bera dute, 1etik (hidrogenoa eta helioa) 7ra (transuranio elementuak) bitartekoak.
Taldea
Talde bat taula periodikoko zutabe bertikal bat da. Talde bereko elementuek balentzia-elektroi konfigurazio bera dute, eta horrek antzeko propietate kimikoak izatea eragiten die. Taldeak bi atal handitan banatzen dira: talde nagusia (A taldea) eta trantsizio-taldea (B taldea).
Klase nagusia
Talde nagusien artean 1 (IA) eta 18 (VIIIA) arteko taldeak daude, eta horien artean daude metal alkalinoak, lur alkalino metalak, halogenoak eta gas nobleak. Talde horietako elementu bakoitzaren propietate kimikoak balentzia elektroi kopuruak zehazten ditu.
– 1. taldea: Alkali: Hidrogenoa, litioa, sodioa, potasioa eta abar barne hartzen ditu. Balentzia-elektroi bakarra duten metal oso erreaktiboak dira.
– 2. taldea: Lur alkalino metalak: berilioa, magnesioa, kaltzioa eta abar barne hartzen ditu. Oso erreaktiboak dira eta bi balentzia elektroi dituzte.
– 17. taldea: Halogenoak: Fluorra, kloroa, bromoa eta abar barne hartzen ditu. Zazpi balentzia elektroi dituzten ez-metalen erreaktibotasun handia dute.
– 18. taldea: Gas nobleak: Helioa, neoa, argona eta abar barne hartzen ditu. Inerteak dira eta gutxitan erreakzionatzen dute, zortzi balentzia elektroi oso dituztelako.
Trantsizio Taldea
Trantsizio-taldeak 3tik 12ra bitarteko taldeetako elementuak biltzen ditu, oro har, gogortasuna, eroankortasun elektrikoa eta termikoa eta urtze-puntu altuak bezalako propietate fisiko bereizgarriak dituzten metalak. Elementu hauek balentzia-elektroiak dituzte d eta f azpi-geruzetan.
Elementuen propietate periodikoak
Elementuen propietate periodikoak taula periodikoko elementuen portaeran dauden joerak edo ereduak dira. Propietate periodiko garrantzitsu batzuk hauek dira:
Erradio atomikoa
Erradio atomikoa nukleotik kanpoko elektroirainoko distantzia da. Erradio atomikoa ezkerretik eskuinera txikitzeko joera du periodo batean zehar, karga nuklearraren igoerak elektroiak hurbilago erakartzen dituelako. Hala ere, erradio atomikoa goitik behera handitzen da talde batean zehar, elektroi geruzen gehikuntza dela eta.
Ionizazio-energia
Ionizazio-energia egoera gaseosoan dagoen atomo batetik elektroi bat kentzeko behar den energia da. Ionizazio-energia ezkerretik eskuinera handitzen da periodo batean zehar, karga nuklear sendoagoak elektroiak indar handiagoz erakartzen dituelako. Alderantziz, ionizazio-energia goitik behera gutxitzen da talde batean zehar, kanpoko geruzen elektroiak nukleotik urrunago daudelako eta lotura estuagorik ez dutelako.
Elektronegatibotasuna
Elektronegatibotasuna atomo batek lotura kimiko batean elektroiak erakartzeko duen gaitasuna da. Elektronegatibotasuna ezkerretik eskuinera handitzen da periodo batean zehar eta goitik behera gutxitzen da talde batean zehar.
Elektroi afinitatea
Afinitate elektronikoa atomo batek elektroi bat irabazten duenean gertatzen den energia-aldaketa da. Afinitate elektronikoa negatiboagoa bihurtzen da periodo batean zehar ezkerretik eskuinera eta negatiboagoa ez goitik behera talde batean zehar.
Ondorioa
Kimikan funtsezkoa da egitura atomikoaren eta elementuen taula periodikoaren ulermen osoa izatea. Egitura atomikoak partikula subatomikoen oinarrizko antolamendua eta propietateak ulertzen laguntzen du, eta taula periodikoak, berriz, elementuen propietateak sailkatzeko eta aurreikusteko esparru bat eskaintzen du. Bi alderdiak ulertuz, ez dugu materiaren ikuspegi sakona lortzen bakarrik, baita ezagutza hori ikerketan, industrian eta teknologian aplikatzeko gaitasuna ere.
