הטבלה המחזורית
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק בשיטת מיון היסודות. אם התכוונתם לספרו של פרימו לוי, ראו הטבלה המחזורית (ספר).
הטבלה המחזורית או המערכה המחזורית, המכונה גם טבלת מנדלייב, היא שיטת מיון (טקסונומיה) שהוצעה לראשונה על ידי הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלייב ב-1869, ומציגה את כל היסודות לפי המספר האטומי והסמל הכימי של האטומים שלהם.
בעת שנבנתה הטבלה המספרים האטומיים היו לא יותר ממספרים סידוריים שניתנו ליסודות על-פי הצפיפות שלהם. רק 70 שנה מאוחר יותר פותחה תאוריה שהסבירה את הקשר בין המספר האטומי למבנה הפנימי של אטומי היסודות.
מנדלייב, באמצעות הטבלה שבנה, הניח את התשתית לתאוריית מבנה האטום. הוא הצליח למצוא קשר בין צפיפות היסודות לאופי התגובה שלהם בתהליכים כימיים. את הגילוי הזה הוא ניצל לפיתוח מודל מתמטי שמאפשר ניבוי של תכונות היסודות על פי צפיפותם. בתקופה שבה הציע מנדלייב את שיטתו הוצעו גם שיטות מיון אחרות. טבלת מנדלייב נחשבת לשיטה המוצלחת ביותר, שכן הניבויים שלה הם המדויקים ביותר.
היסודות בטבלה המחזורית מסודרים בצורה מיוחדת, התואמת את סידור האלקטרונים שלהם (הקונפיגורציה האלקטרונית), ומכאן - את תכונותיהם הכימיות:
- כל אחת מהשורות נקראת מחזור, המחזור הראשון (העליון) מכיל רק שני יסודות (הליום ומימן) המחזיקים במספרים האטומיים 1 ו-2.
- ליסודות הנמצאים באותה שורה יש מספר זהה של קליפות אלקטרונים, הנעים במסלולים ובצורות שונות, תלוי ברמת האנרגיה, במגנטיות ובגודל שלהם, כשהקליפה החיצונית של היסודות בקצה השמאלי של הטבלה מכילה אלקטרון בודד, ואילו זו של היסודות בקצה הימני מכילה 8 אלקטרונים (המספר המקסימלי האפשרי; כלומר, קליפתם מלאה לגמרי באלקטרונים). לדוגמה, ליתיום וניאון מכילים שניהם שתי קליפות אלקטרונים, כיוון ששניהם מצויים בשורה השנייה של הטבלה; הקליפה החיצונית של ליתיום מכילה אלקטרון אחד, וזו של ניאון - 8 אלקטרונים. (יוצאת דופן היא השורה הראשונה, בה להליום, היסוד האחרון בשורה, רק שני אלקטרונים).
- ליסודות הנמצאים באותו הטור (מכונה בהקשר זה קבוצה) יש מספר זהה של אלקטרונים בקליפה החיצונית. היות שלמספר האלקטרונים בקליפה החיצונית השפעה מכרעת על התכונות הכימיות של היסוד, מגלים כל היסודות באותו הטור תכונות כימיות דומות ומהווים ברוב המקרים קבוצה מוגדרת בעלת שם (הלוגנים, מתכות אלקליות ועוד). לכלל זה (בנוגע למספר האלקטרונים בקליפה החיצונית) יש יוצאים מן הכלל במתכות המעבר.
לטבלת מנדלייב כמה חסרונות, העיקרי שבהם הוא הקושי לתאר באמצעותה את תכונותיהן של מתכות המעבר. חלק ניכר ממתכות המעבר מובאות כנספח לטבלה, משום שאין אפשרות לכלול אותן בתוכה. כמו כן היסוד מימן מופיע על-פי הטבלה בטור שאינו מתאים לו מבחינת תכונותיו.
| קבוצה ← | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ↓ מחזור | ||||||||||||||||||||
| 1 | 2 He |
1 H |
||||||||||||||||||
| 2 | 10 Ne |
9 F |
8 O |
7 N |
6 C |
5 B |
4 Be |
3 Li |
||||||||||||
| 3 | 18 Ar |
17 Cl |
16 S |
15 P |
14 Si |
13 Al |
12 Mg |
11 Na |
||||||||||||
| 4 | 36 Kr |
35 Br |
34 Se |
33 As |
32 Ge |
31 Ga |
30 Zn |
29 Cu |
28 Ni |
27 Co |
26 Fe |
25 Mn |
24 Cr |
23 V |
22 Ti |
21 Sc |
20 Ca |
19 K |
||
| 5 | 54 Xe |
53 I |
52 Te |
51 Sb |
50 Sn |
49 In |
48 Cd |
47 Ag |
46 Pd |
45 Rh |
44 Ru |
43 Tc |
42 Mo |
41 Nb |
40 Zr |
39 Y |
38 Sr |
37 Rb |
||
| 6 | 86 Rn |
85 At |
84 Po |
83 Bi |
82 Pb |
81 Tl |
80 Hg |
79 Au |
78 Pt |
77 Ir |
76 Os |
75 Re |
74 W |
73 Ta |
72 Hf |
* | 56 Ba |
55 Cs |
||
| 7 | 118 Uuo |
117 Uus |
116 Uuh |
115 Uup |
114 Uuq |
113 Uut |
112 Uub |
111 Rg |
110 Ds |
109 Mt |
108 Hs |
107 Bh |
106 Sg |
105 Db |
104 Rf |
** | 88 Ra |
87 Fr |
||
| * לנתנידים: | 71 Lu |
70 Yb |
69 Tm |
68 Er |
67 Ho |
66 Dy |
65 Tb |
64 Gd |
63 Eu |
62 Sm |
61 Pm |
60 Nd |
59 Pr |
58 Ce |
57 La |
|||||
| ** אקטינידים: | 103 Lr |
102 No |
101 Md |
100 Fm |
99 Es |
98 Cf |
97 Bk |
96 Cm |
95 Am |
94 Pu |
93 Np |
92 U |
91 Pa |
90 Th |
89 Ac |
|||||
| סדרות כימיות בטבלה המחזורית | ||||
|---|---|---|---|---|
| מתכות אלקליות | מתכות אלקאלי-עפרוריות | אקטינידים | לנתנידים | מתכות מעבר |
| מתכות מעבר עמידות | מתכות למחצה | יסודות אל-מתכתיים | הלוגנים | גזים אציליים |
קידוד צבעים למספרים האטומיים:
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע כחול הם נוזליים בטמפרטורת החדר;
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע ירוק הם גזים בטמפרטורת החדר;
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע שחור הם מוצקים בטמפרטורת החדר;
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אדום אינם מופיעים בטבע והופקו באופן מלאכותי בלבד {רובם מוצקים בטמפרטורת החדר, פרט לאונונביום (יסוד מספר 112) ואונונאוקטיום (יסוד מספר 118)}.
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אפור עדיין לא התגלו (צבעם הדהוי מראה את סיווגם הצפוי בטבלה לכשיתגלו).
תוכן עניינים |
[עריכה] טבלאות מחזוריות שונות
חוץ מהטבלה המחזורית הרגילה, שבה היסודות מחולקים לפי מחזור, קבוצה וסוג, יש טבלות מחזוריות מיוחדות שמחלקות את היסודות הכימיים לקבוצות אחרות:
[עריכה] הטבלה המחזורית לפי מתכות, אל-מתכות ומתכות למחצה
אחת החלוקות החשובות של הטבלה המחזורית היא לשלוש קבוצות:
- מתכות - יסודות היוצרים מוצק גבישי בטמפרטורת החדר (מלבד כספית). מתאפיינות בדרך כלל במוליכות חשמלית טובה ובמראה מבריק (אם פניהן נקיים ולא מחומצנים). מבחינה כימית נוטים לקשר מתכתי או לקשר יוני כיון חיובי.
- יסודות אל-מתכתיים - יסודות אשר אינם מתכתיים, בדרך כלל אינם מוליכים (מלבד פחמן במצבים מסוימים), יכולים להיות גזיים נוזליים או מוצקים בטמפרטורת החדר. מבחינה כימית נוטים לקשר קוולנטי, לקשר יוני כיון שלילי, או לא ליצור קשר כלל (גזים אצילים).
- מתכות למחצה - קבוצת היסודות שבין מתכות לאל-מתכות. ליסודות בקבוצה תכונות אשר אינן מסווגות אותן בבירור כמתכת או אל מתכת. חלקן מוליכות למחצה, למשל סיליקון וגרמניום, כלומר אינן מוליכות חשמל במצב רגיל אך מוליכות עם זיהום בריכוז נמוך או הוספת אנרגיה חיצונית (באמצעות אור או חימום).
| קבוצה | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
| מחזור | ||||||||||||||||||||
| 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 Uub |
113 Uut |
114 Uuq |
115 Uup |
116 Uuh |
117 Uus |
118 Uuo |
||
| * לנתנידים | 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 |
|||||
| ** אקטינידים | 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 |
|||||
| מתכות | מתכות למחצה | יסודות אל-מתכתיים |
[עריכה] הטבלה המחזורית לפי בלוקים
|
|
ערך מורחב – אורביטל אטומי |
האלקטרונים באטום מסודרים בקליפות, על פי תורת הקוונטים. הקליפות מציינות באופן מקורב את האנרגיה של האלקטרונים בהן ואת המרחק מהגרעין. בממוצע, בקליפה בעלת אנרגיה גבוהה יותר האלקטרונים רחוקים יותר מהגרעין. הקליפות מסומנות במספרים: 1, 2,... וכן הלאה. הקליפות עצמן מחולקות לאורביטלים אטומיים לפי התנע הזוויתי של האלקטרונים בהן. האורביטלים מסומנים באותיות: s, p, d, f. אורביטלים שונים מציינים אנרגיה שונה: אורביטל s הוא בעל האנרגיה הנמוכה ביותר, אחריו p, וכן הלאה.
האלקטרונים באטום נמצאים בארביטל בעל האנרגיה הנמוכה ביותר, וכשהיא מתמלאת הם ממלאים את הרמה הבאה. מכאן נגזר גם המבנה של הטבלה המחזורית, והבלוקים הצבעוניים באיור.
קליפת s יכולה להכיל 2 אלקטרונים, ולכן שני היסודות הראשונים בכל שורה משויכים אליה (שורה ראשונה מתאימה לקליפה 1s שורה שנייה 2s וכן הלאה). קליפת p יכולה להכיל עד ששה אלקטרונים, ומכילה את ששת הטורים האחרונים (13-18). קליפת d מכילה עד 10 אלקטרונים ומשוייכות אליה מתכות המעבר. קליפה f מכילה עד 14 אלקטרונים ומכילה את הלנטנידים והאקטינידים.
| קבוצה | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
| מחזור | ||||||||||||||||||||
| 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 Uub |
113 Uut |
114 Uuq |
115 Uup |
116 Uuh |
117 Uus |
118 Uuo |
||
| * לנתנידים | 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 |
|||||
| ** אקטינידים | 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 |
|||||
| d-block | f-block | p-block | s-block |
[עריכה] הטבלה המחזורית - שם ומסה אטומית
|
|
ערך מורחב – איזוטופ |
המספר של יסוד בטבלה המחזורית נקרא המספר האטומי, והוא מציין את מספר הפרוטונים שבגרעין. מספר זה קובע את סוג האטום, לדוגמה לחמצן 8 פרוטונים בגרעינו.
בנוסף לפרוטונים נמצאים בגרעין נייטרונים, אשר אינם משפיעים על התכונות הכימיות של האטום אך משפיעים על מסתו ועל התכונות הגרעיניות שלו. אטומים בעלי אותו מספר אטומי אך מסה אטומית שונה נקראים איזוטופים שונים של אותו יסוד, והם נבדלים זה מזה רק במספר הנייטרונים.
מסת הנייטרונים שווה בקירוב למסת הפרוטונים. המסה האטומית היא המסה של האטום, הנמדדת ביחידות מסה אטומיות (amu), ושווה בקירוב למסת הפרוטונים ועוד הנייטרונים.
יסוד יסומן עם שמו והמסה האטומית שלו, לדוגמה האיזוטופ הנפוץ של ברזל יסומן כ-56Fe. מספרו האטומי 26, ומסתו המדויקת 55.935amu, הקרובה למספר הפרוטונים ועוד הנייטרונים (56).
גודל דומה למסה האטומית הוא מסה אטומית יחסית, שהיא המסה של היסוד משוקללת כפי שהוא מצוי בטבע, כלומר תערובת של איזוטופים שונים של היסוד על פי תפוצתם. גודל זה יחסי למסה מולרית, שהיא המסה של מול אחד של אטומים (6.022×1023 אטומים) של אותו יסוד כפי שהוא מצוי בטבע, ונמדדת בגרמים. המסה המולרית בגרמים שווה, על פי ההגדרה, למסה האטומית היחסית ביחידות מסה אטומית.
[עריכה] הטבלה המחזורית - עם לנתנידים ואקטינידים
| 2 He |
1 H |
||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 Ne |
9 F |
8 O |
7 N |
6 C |
5 B |
4 Be |
3 Li |
||||||||||||||||||||||||
| 18 Ar |
17 Cl |
16 S |
15 P |
14 Si |
13 Al |
12 Mg |
11 Na |
||||||||||||||||||||||||
| 36 Kr |
35 Br |
34 Se |
33 As |
32 Ge |
31 Ga |
30 Zn |
29 Cu |
28 Ni |
27 Co |
26 Fe |
25 Mn |
24 Cr |
23 V |
22 Ti |
21 Sc |
20 Ca |
19 K |
||||||||||||||
| 54 Xe |
53 I |
52 Te |
51 Sb |
50 Sn |
49 In |
48 Cd |
47 Ag |
46 Pd |
45 Rh |
44 Ru |
43 Tc |
42 Mo |
41 Nb |
40 Zr |
39 Y |
38 Sr |
37 Rb |
||||||||||||||
| 86 Rn |
85 At |
84 Po |
83 Bi |
82 Pb |
81 Tl |
80 Hg |
79 Au |
78 Pt |
77 Ir |
76 Os |
75 Re |
74 W |
73 Ta |
72 Hf |
71 Lu |
70 Yb |
69 Tm |
68 Er |
67 Ho |
66 Dy |
65 Tb |
64 Gd |
63 Eu |
62 Sm |
61 Pm |
60 Nd |
59 Pr |
58 Ce |
57 La |
56 Ba |
55 Cs |
| 118 Uuo |
117 Uus |
116 Uuh |
115 Uup |
114 Uuq |
113 Uut |
112 Uub |
111 Rg |
110 Ds |
109 Mt |
108 Hs |
107 Bh |
106 Sg |
105 Db |
104 Rf |
103 Lr |
102 No |
101 Md |
100 Fm |
99 Es |
98 Cf |
97 Bk |
96 Cm |
95 Am |
94 Pu |
93 Np |
92 U |
91 Pa |
90 Th |
89 Ac |
88 Ra |
87 Fr |
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע כחול הם נוזליים בטמפרטורת החדר;
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע ירוק הם גזים בטמפרטורת החדר;
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע שחור הם מוצקים בטמפרטורת החדר;
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אדום אינם מופיעים בטבע והופקו באופן מלאכותי בלבד {רובם מוצקים בטמפרטורת החדר, פרט לאונונביום (יסוד מספר 112) ואונונאוקטיום (יסוד מספר 118).
- יסודות שהמספר הסידורי שלהם כתוב בצבע אפור עדיין לא התגלו (צבעם הדהוי מראה את סיווגם הצפוי בטבלה לכשיתגלו).
[עריכה] ראו גם
- רשימת יסודות כימיים
[עריכה] קישורים חיצוניים
- הטבלה אינה משקרת, באתר הידען.
- פרטים רבים על היסודות הכימיים
- The Wooden Periodic Table Table - פרטים רבים על היסודות הכימיים
- מירי שיינוביץ, היסודות בטבלה המחזורית ומשמעות שמם
- תוכנה נהדרת המספקת נתונים שונים על היסודות בטבלה המחזורית
- מנדלייב והמערכה המחזורית, באתר סיכומונה
- צמ"ד אונליין - מאגר מדע: מהי הטבלה המחזורית? סרטונים על כל יסודות הטבלה המחזורית עם הסברים באנגלית.
