1.1.3 Periódusos tendenciák

A periódusos rendszer egy térkép

A periódusos rendszerben az elemek helye sokat elárul az elektronszerkezetükről és várható tulajdonságaikról. A vízszintes sorokat periódusoknak, a függőleges oszlopokat csoportoknak nevezzük.

Először azt nézzük meg, hogyan tájékozódunk ezen a „térképen”, majd azt, hogyan változnak az atomok tulajdonságai, amikor jobbra vagy lefelé haladunk rajta.

Periódus és főcsoport: két irány ugyanazon a térképen

Adattáblázat megtekintése

Rendszám	Vegyjel	Periódus	A/B csoport vagy sorozat
1	H	1	I.A
2	He	1	VIII.A
3	Li	2	I.A
4	Be	2	II.A
5	B	2	III.A
6	C	2	IV.A
7	N	2	V.A
8	O	2	VI.A
9	F	2	VII.A
10	Ne	2	VIII.A
11	Na	3	I.A
12	Mg	3	II.A
13	Al	3	III.A
14	Si	3	IV.A
15	P	3	V.A
16	S	3	VI.A
17	Cl	3	VII.A
18	Ar	3	VIII.A
19	K	4	I.A
20	Ca	4	II.A
21	Sc	4	III.B
22	Ti	4	IV.B
23	V	4	V.B
24	Cr	4	VI.B
25	Mn	4	VII.B
26	Fe	4	VIII.B
27	Co	4	VIII.B
28	Ni	4	VIII.B
29	Cu	4	I.B
30	Zn	4	II.B
31	Ga	4	III.A
32	Ge	4	IV.A
33	As	4	V.A
34	Se	4	VI.A
35	Br	4	VII.A
36	Kr	4	VIII.A
37	Rb	5	I.A
38	Sr	5	II.A
39	Y	5	III.B
40	Zr	5	IV.B
41	Nb	5	V.B
42	Mo	5	VI.B
43	Tc	5	VII.B
44	Ru	5	VIII.B
45	Rh	5	VIII.B
46	Pd	5	VIII.B
47	Ag	5	I.B
48	Cd	5	II.B
49	In	5	III.A
50	Sn	5	IV.A
51	Sb	5	V.A
52	Te	5	VI.A
53	I	5	VII.A
54	Xe	5	VIII.A
55	Cs	6	I.A
56	Ba	6	II.A
57	La	6	Lantanoidák
58	Ce	6	Lantanoidák
59	Pr	6	Lantanoidák
60	Nd	6	Lantanoidák
61	Pm	6	Lantanoidák
62	Sm	6	Lantanoidák
63	Eu	6	Lantanoidák
64	Gd	6	Lantanoidák
65	Tb	6	Lantanoidák
66	Dy	6	Lantanoidák
67	Ho	6	Lantanoidák
68	Er	6	Lantanoidák
69	Tm	6	Lantanoidák
70	Yb	6	Lantanoidák
71	Lu	6	Lantanoidák
72	Hf	6	IV.B
73	Ta	6	V.B
74	W	6	VI.B
75	Re	6	VII.B
76	Os	6	VIII.B
77	Ir	6	VIII.B
78	Pt	6	VIII.B
79	Au	6	I.B
80	Hg	6	II.B
81	Tl	6	III.A
82	Pb	6	IV.A
83	Bi	6	V.A
84	Po	6	VI.A
85	At	6	VII.A
86	Rn	6	VIII.A
87	Fr	7	I.A
88	Ra	7	II.A
89	Ac	7	Aktinoidák
90	Th	7	Aktinoidák
91	Pa	7	Aktinoidák
92	U	7	Aktinoidák
93	Np	7	Aktinoidák
94	Pu	7	Aktinoidák
95	Am	7	Aktinoidák
96	Cm	7	Aktinoidák
97	Bk	7	Aktinoidák
98	Cf	7	Aktinoidák
99	Es	7	Aktinoidák
100	Fm	7	Aktinoidák
101	Md	7	Aktinoidák
102	No	7	Aktinoidák
103	Lr	7	Aktinoidák
104	Rf	7	IV.B
105	Db	7	V.B
106	Sg	7	VI.B
107	Bh	7	VII.B
108	Hs	7	VIII.B
109	Mt	7	VIII.B
110	Ds	7	VIII.B
111	Rg	7	I.B
112	Cn	7	II.B
113	Nh	7	III.A
114	Fl	7	IV.A
115	Mc	7	V.A
116	Lv	7	VI.A
117	Ts	7	VII.A
118	Og	7	VIII.A

1 / 2 lépés0:00 / 0:02

Adattáblázat megtekintése

Rendszám	Vegyjel	Periódus	A/B csoport vagy sorozat
1	H	1	I.A
2	He	1	VIII.A
3	Li	2	I.A
4	Be	2	II.A
5	B	2	III.A
6	C	2	IV.A
7	N	2	V.A
8	O	2	VI.A
9	F	2	VII.A
10	Ne	2	VIII.A
11	Na	3	I.A
12	Mg	3	II.A
13	Al	3	III.A
14	Si	3	IV.A
15	P	3	V.A
16	S	3	VI.A
17	Cl	3	VII.A
18	Ar	3	VIII.A
19	K	4	I.A
20	Ca	4	II.A
21	Sc	4	III.B
22	Ti	4	IV.B
23	V	4	V.B
24	Cr	4	VI.B
25	Mn	4	VII.B
26	Fe	4	VIII.B
27	Co	4	VIII.B
28	Ni	4	VIII.B
29	Cu	4	I.B
30	Zn	4	II.B
31	Ga	4	III.A
32	Ge	4	IV.A
33	As	4	V.A
34	Se	4	VI.A
35	Br	4	VII.A
36	Kr	4	VIII.A
37	Rb	5	I.A
38	Sr	5	II.A
39	Y	5	III.B
40	Zr	5	IV.B
41	Nb	5	V.B
42	Mo	5	VI.B
43	Tc	5	VII.B
44	Ru	5	VIII.B
45	Rh	5	VIII.B
46	Pd	5	VIII.B
47	Ag	5	I.B
48	Cd	5	II.B
49	In	5	III.A
50	Sn	5	IV.A
51	Sb	5	V.A
52	Te	5	VI.A
53	I	5	VII.A
54	Xe	5	VIII.A
55	Cs	6	I.A
56	Ba	6	II.A
57	La	6	Lantanoidák
58	Ce	6	Lantanoidák
59	Pr	6	Lantanoidák
60	Nd	6	Lantanoidák
61	Pm	6	Lantanoidák
62	Sm	6	Lantanoidák
63	Eu	6	Lantanoidák
64	Gd	6	Lantanoidák
65	Tb	6	Lantanoidák
66	Dy	6	Lantanoidák
67	Ho	6	Lantanoidák
68	Er	6	Lantanoidák
69	Tm	6	Lantanoidák
70	Yb	6	Lantanoidák
71	Lu	6	Lantanoidák
72	Hf	6	IV.B
73	Ta	6	V.B
74	W	6	VI.B
75	Re	6	VII.B
76	Os	6	VIII.B
77	Ir	6	VIII.B
78	Pt	6	VIII.B
79	Au	6	I.B
80	Hg	6	II.B
81	Tl	6	III.A
82	Pb	6	IV.A
83	Bi	6	V.A
84	Po	6	VI.A
85	At	6	VII.A
86	Rn	6	VIII.A
87	Fr	7	I.A
88	Ra	7	II.A
89	Ac	7	Aktinoidák
90	Th	7	Aktinoidák
91	Pa	7	Aktinoidák
92	U	7	Aktinoidák
93	Np	7	Aktinoidák
94	Pu	7	Aktinoidák
95	Am	7	Aktinoidák
96	Cm	7	Aktinoidák
97	Bk	7	Aktinoidák
98	Cf	7	Aktinoidák
99	Es	7	Aktinoidák
100	Fm	7	Aktinoidák
101	Md	7	Aktinoidák
102	No	7	Aktinoidák
103	Lr	7	Aktinoidák
104	Rf	7	IV.B
105	Db	7	V.B
106	Sg	7	VI.B
107	Bh	7	VII.B
108	Hs	7	VIII.B
109	Mt	7	VIII.B
110	Ds	7	VIII.B
111	Rg	7	I.B
112	Cn	7	II.B
113	Nh	7	III.A
114	Fl	7	IV.A
115	Mc	7	V.A
116	Lv	7	VI.A
117	Ts	7	VII.A
118	Og	7	VIII.A

Periódus és főcsoport: két irány ugyanazon a térképen
Periódus és főcsoport: két irány ugyanazon a térképen

A lejátszás kézzel indul. A csúszkával bármelyik képkockára ugorhatsz.

Periódus: vízszintes sor. Főcsoport: függőleges oszlop. A külön sorba tett f-mező a 6. és 7. periódus része.

Miért van rés a 3. periódus közepén?

A Na és Mg után ugyanebben a sorban az Al, Si, P, S, Cl és Ar következik. A rés a táblázat elrendezéséből adódik: a 3. periódusban még nincs d-mező. A külön sorba tett f-mező a 6. és 7. periódushoz tartozik, és csak a helytakarékosság miatt szerepel alul.

Gyors emlékeztető: periódus és főcsoport

A periódus vízszintes sor; a csoport függőleges oszlop. A főcsoportokat I.A–VIII.A jelöli. A főcsoport sorszáma megadja a vegyértékelektronok számát: Mg a II.A főcsoportban 2, Cl a VII.A főcsoportban 7 vegyértékelektronnal rendelkezik. Kivétel a hélium: a VIII.A főcsoportban van, mégis 2 elektronja tölti meg az első héját.

Két fontos főcsoport

I.A – alkálifémek: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Egy vegyértékelektronjuk van. A hidrogén ugyanebben az oszlopban áll, de nem alkálifém.

VII.A – halogének: F, Cl, Br, I, At, Ts. Hét vegyértékelektronjuk van. A hasonló külső elektronszerkezet sok hasonló kémiai viselkedést eredményez.

Mit mond meg a periódus száma?

Alapállapotban a periódus száma megegyezik a foglalt elektronhéjak számával. A Mg héjmegoszlása 2,8,2, a Cl-é 2,8,7: mindkettőben három foglalt héj van, ezért a 3. periódusban találhatók.

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

A periódusos tendenciák térképe

Ábra szöveges leírása

Tulajdonság	Periódusban jobbra	Főcsoportban lefelé
Elektronegativitás (EN)	általában nő →	lefelé általában csökken ↓

Általános irányok; a konkrét részecskét és elektronszerkezetét is vizsgáld meg.

Miért nem elég csak a protonszámot nézni?

Az atommag pozitív töltése vonzza az elektronokat. A vonzás hatását három szempont alapján értelmezd: hány proton van a magban; milyen távol van az érintett elektron; mennyire árnyékolják a belső elektronok.

Periódusban jobbra haladva a protonszám nő, miközben a külső elektronok ugyanarra a főhéjra kerülnek: a magvonzás általában erősödik. Főcsoportban lefelé új foglalt héj jelenik meg: a külső elektronok távolabb vannak és több belső elektron árnyékolja őket, ezért a mag gyengébben tartja őket.

Mit jelent az árnyékolás?

A belső elektronok részben csökkentik a külső elektronokra jutó magvonzás hatását. Olyan, mintha részben „eltakarnák” a magot, de ez csak hasonlat: az elektronok közötti taszítás és az atommag vonzása együtt határozza meg a külső elektron által érzett vonzást.

Az ábrák közös jelmagyarázata

A magban szereplő + szám a protonok számát mutatja. A körök elektronhéjakat, a pontok külső elektronokat szemléltetnek. A modellek nem az elektronok valódi útvonalai, és nem méretarányosak.

Hogyan hasonlíts össze két elemet?

Keresd meg a két elem helyét: azonos periódusban vagy főcsoportban vannak?
Döntsd el, jobbra vagy lefelé változik-e a helyük.
Hasonlítsd össze a foglalt héjak számát és a protonszámot; vedd figyelembe az árnyékolást.
A magvonzás alapján következtess a kötő elektronpár vonzására, vagyis az EN-re.

Elektronegativitás

Az elektronegativitás (EN) azt fejezi ki, hogy egy kémiai kötésben az atom mennyire vonzza a közös, kötő elektronpárt.

Lefelé: Cl → Br. Cl erősebben vonzza a kötő elektronpárt: Br-ban egy további foglalt héj miatt nagyobb a távolság és az árnyékolás.

Jobbra: Na → Cl. Cl nagyobb protonszáma ugyanazon külső főhéj mellett erősebb magvonzást eredményez, ezért EN-je nagyobb. Az EN periódusban jobbra általában nő, főcsoportban lefelé általában csökken.

Elektronegativitás: Főcsoportban lefelé, 1. lépés

Ábra szöveges leírása

Irány	Összehasonlítás	Ok
Főcsoportban lefelé	Cl erősebben vonzza a kötő elektronpárt.	A Cl kötő elektronpárja közelebb van a maghoz és kevésbé árnyékolt.

1 / 6 lépés0:00 / 0:05

Ábra szöveges leírása

Irány	Összehasonlítás	Ok
Periódusban jobbra	Cl erősebben vonzza a kötő elektronpárt.	A közös elektronpár a Cl nagyobb effektív magvonzását érzi.

Elektronegativitás: Főcsoportban lefelé, 1. lépés · 1. Olvasd le a magtöltést és a külső héjat mindkét részecskén.
Elektronegativitás: Főcsoportban lefelé, 2. lépés · A Cl kötő elektronpárja közelebb van a maghoz és kevésbé árnyékolt.
Elektronegativitás: Főcsoportban lefelé, 3. lépés · Cl erősebben vonzza a kötő elektronpárt.
Elektronegativitás: Periódusban jobbra, 1. lépés · 1. Olvasd le a magtöltést és a külső héjat mindkét részecskén.
Elektronegativitás: Periódusban jobbra, 2. lépés · A közös elektronpár a Cl nagyobb effektív magvonzását érzi.
Elektronegativitás: Periódusban jobbra, 3. lépés · Cl erősebben vonzza a kötő elektronpárt.

A lejátszás kézzel indul. A csúszkával bármelyik képkockára ugorhatsz.

Először a két részecskét hasonlítsd össze, majd léptesd végig a vonzás magyarázatát. A második összehasonlításra a csúszkával is ugorhatsz.

EN-különbség és kötés

Ha két kötött atom EN-je eltér, a kötő elektronpár az erősebben vonzó atom felé tolódik: a kötés poláris. Nagyobb EN-különbség általában erősebb polaritással jár; a kovalens és ionos jelleg között nincs minden anyagra érvényes éles határ.

Megjegyzés: az elektronegativitás kötésben lévő atomra vonatkozik, ezért a nemesgázokat nem érdemes ugyanabba az egyszerű periódusos trendbe kényszeríteni.

A periódusos tendenciák összefoglalása

Ábra szöveges leírása

Tulajdonság	Periódusban jobbra	Főcsoportban lefelé
Elektronegativitás (EN)	általában nő →	lefelé általában csökken ↓

Általános irányok; a konkrét részecskét és elektronszerkezetét is vizsgáld meg.

Fémes és nemfémes jelleg

A periódusos rendszer bal alsó részén jellemzően olyan elemek vannak, amelyek könnyebben adnak le elektront. Jobbra és felfelé a kötő elektronpár vonzása, vagyis az EN általában erősebb: ez a nemfémes jelleggel kapcsolódik össze.

Ezek általános tájékozódási szempontok. A tényleges reakció a részt vevő részecskéktől és a körülményektől is függ.

Elektronleadás és elektronfelvétel

Az 1.1.1-ben az elektronleadást oxidációnak, az elektronfelvételt redukciónak neveztük. Redoxreakcióban a két változás együtt történik: a leadott elektront egy másik részecske veszi fel.

Oxidálószer és redukálószer

Az oxidálószer elektront vesz fel, ezért redukálódik; közben a másik részecskét oxidálja. A redukálószer elektront ad le, ezért oxidálódik; közben a másik részecskét redukálja.

2 Na → 2 Na⁺ + 2 e⁻

Cl₂ + 2 e⁻ → 2 Cl⁻

Összesen: 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl

A Na oxidálódik és redukálószer; a Cl₂ redukálódik és oxidálószer. Az elektronleadás és -felvétel egymáshoz kapcsolódik.

Redoxpár

A redoxpár ugyanazon elem oxidált és redukált formáját kapcsolja össze; a két forma nem ugyanaz a részecske. Példák: Cl₂/Cl⁻ és Br₂/Br⁻.

Ox + n e⁻ ⇌ Red

Ox az oxidált, Red a redukált forma, n az átadott elektronok száma. Jobbra redukció, balra oxidáció történik.

Cl₂ + 2 e⁻ ⇌ 2 Cl⁻

A redoxpár két oldalának erőssége

Azonos körülmények között az erősebb oxidálószerhez gyengébb redukált forma tartozik. Cl₂ erősebb oxidálószer Br₂-nél, ezért Cl⁻ gyengébb redukálószer Br⁻-nál.

Halogénkiszorítási reakció

Az erősebb halogén-oxidálószer oxidálhatja a gyengébb halogén halogenidionját.

Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂

A Cl₂ elektront vesz fel, ezért redukálódik: oxidálószer. A Br⁻ elektront ad le, ezért oxidálódik: redukálószer.

Br₂ + 2 Cl⁻ ↛ 2 Br⁻ + Cl₂

Ez az irány azonos körülmények között nem megy végbe magától: Br₂ gyengébb oxidálószer, és nem képes a Cl⁻-ionokat így oxidálni.

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

Próbáld ki: klór és bróm

A Cl és Br a VII.A főcsoportban áll. Cl a 3., Br a 4. periódusban található. Válaszolj az alábbi kérdésekre, és ellenőrizd az indoklást is.

1. Melyik elem EN-je nagyobb?

Megoldás: Cl-é: a kötő elektronpár közelebb van a maghoz és kevésbé árnyékolt.

2. Melyik halogén erősebb oxidálószer?

Megoldás: Cl₂, azonos körülmények között.

3. Melyik halogenidion erősebb redukálószer?

Megoldás: Br⁻: a Cl₂/Cl⁻ pár erősebb oxidálószeréhez gyengébb redukált forma tartozik.

4. Végbemegy-e a Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂ reakció?

Megoldás: Igen: az erősebb oxidálószer Cl₂ oxidálja Br⁻-ot.

5. Melyik az oxidálószer ebben a reakcióban?

Megoldás: Cl₂: felveszi a Br⁻ által leadott elektronokat.

6. Melyik a redukálószer ebben a reakcióban?

Megoldás: Br⁻: elektront ad le, és Br₂ keletkezik belőle.

A lényeg: a periódusos tendenciákat nem különálló nyilakként kell bemagolni. Indulj ki az atom elektronszerkezetéből, nézd meg a helyét a periódusos rendszerben, majd gondold végig a protonszám, a távolság és az árnyékolás hatását. Így a legtöbb tendencia oka levezethető.

A periódusos tendenciák a redoxviselkedés megértésében is segítenek, de a tényleges oxidáló- és redukálószer-erősség a teljes folyamat tulajdonsága.

Kapcsolódó érettségi követelmények

Középszinten: periódusok és csoportok; az alkálifémek és a halogének helye és jellemző elektronszerkezete; elektronegativitás és annak periódusos változása.

Források

OpenStax – Chemistry 2e: a periódusos rendszer és az elemek tulajdonságai.
IUPAC – periódusos rendszer és kémiai fogalmak.
Oktatási Hivatal – a kémia érettségi részletes vizsgakövetelményei.

1.1.3 Periódusos tendenciák

A periódusos rendszer egy térkép

Miért van rés a 3. periódus közepén?

Gyors emlékeztető: periódus és főcsoport

Két fontos főcsoport

Mit mond meg a periódus száma?

Hol található a klór a periódusos rendszerben?

Miért nem elég csak a protonszámot nézni?

Mit jelent az árnyékolás?

Az ábrák közös jelmagyarázata

Hogyan hasonlíts össze két elemet?

Elektronegativitás

EN-különbség és kötés

Fémes és nemfémes jelleg

Elektronleadás és elektronfelvétel

Oxidálószer és redukálószer

Redoxpár

A redoxpár két oldalának erőssége

Halogénkiszorítási reakció

A Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂ reakcióban melyik az oxidálószer?

Próbáld ki: klór és bróm

1. Melyik elem EN-je nagyobb?

2. Melyik halogén erősebb oxidálószer?

3. Melyik halogenidion erősebb redukálószer?

4. Végbemegy-e a Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂ reakció?

5. Melyik az oxidálószer ebben a reakcióban?

6. Melyik a redukálószer ebben a reakcióban?

Kapcsolódó érettségi követelmények

Források

A periódusos rendszer egy térkép

Miért van rés a 3. periódus közepén?

Gyors emlékeztető: periódus és főcsoport

Két fontos főcsoport

Mit mond meg a periódus száma?

Hol található a klór a periódusos rendszerben?

Miért nem elég csak a protonszámot nézni?

Mit jelent az árnyékolás?

Az ábrák közös jelmagyarázata

Hogyan hasonlíts össze két elemet?

Elektronegativitás

EN-különbség és kötés

Fémes és nemfémes jelleg

Elektronleadás és elektronfelvétel

Oxidálószer és redukálószer

Redoxpár

A redoxpár két oldalának erőssége

Halogénkiszorítási reakció

A Cl2 + 2 Br− → 2 Cl− + Br2 reakcióban melyik az oxidálószer?

Próbáld ki: klór és bróm

1. Melyik elem EN-je nagyobb?

2. Melyik halogén erősebb oxidálószer?

3. Melyik halogenidion erősebb redukálószer?

4. Végbemegy-e a Cl2 + 2 Br− → 2 Cl− + Br2 reakció?

5. Melyik az oxidálószer ebben a reakcióban?

6. Melyik a redukálószer ebben a reakcióban?

Kapcsolódó érettségi követelmények

Források

A Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂ reakcióban melyik az oxidálószer?

4. Végbemegy-e a Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂ reakció?