La tavola periodica, che contiene tutti gli elementi chimici presenti in natura e fatti di pazzi, è il pilastro centrale di ogni classe di chimica. Questo metodo di classificazione risale ad un libro di testo del 1869, scritto da Dmitri Ivanovich Mendeleev. Lo scienziato russo notò che quando scriveva gli elementi noti per aumentare il peso atomico, poteva facilmente ordinarli in righe basate su caratteristiche simili. Sorprendentemente, le somiglianze erano così distintive che Mendeleev era in grado di lasciare spazi per diversi elementi non ancora scoperti nella sua classificazione periodica.

Organizzazione periodica

Nella tavola periodica, un elemento è definito dal suo gruppo verticale e periodo orizzontale. Ogni periodo, numerato da uno a sette, contiene elementi di numero atomico crescente. Diversamente dall'elenco originale di Mendeleev, la tavola periodica moderna si basa sul numero atomico, o sul numero di protoni nel nucleo atomico di un elemento. Il numero del protone è una scelta logica per l'organizzazione degli elementi, poiché i protoni determinano l'identità chimica di un atomo, mentre il peso atomico varia con i diversi isotopi atomici. Diciotto colonne sono nella tavola periodica, di solito indicate come gruppi. Ogni gruppo contiene diversi elementi che hanno proprietà fisiche simili a causa della loro struttura atomica sottostante.

Scientific Rationale

L'atomo è la più piccola divisione della materia che mantiene la sua identità come elemento chimico; è di un nucleo centrale circondato da una nuvola di elettroni. Il nucleo ha una carica positiva dovuta ai protoni, che attraggono gli elettroni piccoli, caricati negativamente. Gli elettroni e i protoni sono in numero uguale per un atomo neutro. Gli elettroni sono organizzati in orbite o gusci a causa dei principi della meccanica quantistica, che limitano il numero di elettroni in ciascun guscio. Le interazioni chimiche tra atomi di solito influenzano solo gli elettroni esterni nell'ultimo guscio, chiamati elettroni di valenza. Gli elementi di ciascun gruppo hanno lo stesso numero di elettroni di valenza, facendoli reagire in modo simile quando ottengono o perdono elettroni su altri atomi. I gusci degli elettroni aumentano di dimensioni, causando l'aumento delle dimensioni del periodo della tavola periodica.

Metalli terrosi alcalini e alcalini

Il lato estremo sinistro della tavola periodica comprende due gruppi di metalli altamente reattivi. Ad eccezione dell'idrogeno, la prima colonna è costituita da metalli alcalini morbidi e brillanti. Questi metalli hanno un solo elettrone nel loro guscio di valenza, che è facilmente donato a un altro atomo nelle reazioni chimiche. A causa della loro reattività esplosiva sia nell'aria che nell'acqua, i metalli alcalini si trovano raramente nella loro forma elementare in natura. Nel secondo gruppo, i metalli alcalino-terrosi hanno due elettroni di valenza, rendendoli leggermente più duri e meno reattivi. Tuttavia, questi metalli sono ancora raramente trovati nella loro forma elementale.

Metalli di transizione

La maggior parte degli elementi nella tavola periodica sono classificati come metalli. I metalli di transizione giacciono al centro del tavolo, attraversando i gruppi da 3 a 12. Questi elementi sono solidi a temperatura ambiente, ad eccezione del mercurio, e hanno il colore metallico e la malleabilità attesi dai metalli. Poiché i gusci di valenza crescono così grandi, alcuni dei metalli di transizione vengono estratti dalla tavola periodica e aggiunti al fondo del grafico; questi conosciuti come i lantanidi e gli attinidi. Molti dei metalli di transizione vicino al fondo della tavola periodica sono rari e instabili.

Metalloidi e Nonmetali

Sul lato destro della tavola periodica, una linea diagonale grezza divide i metalli sul lasciato dai non metalli a destra. A cavallo di questa linea ci sono i metalloidi, come il germanio e l'arsenico, che hanno alcune proprietà metalliche. I chimici classificano tutti gli elementi a destra di questa linea divisoria come non metalli, ad eccezione del gruppo 18 all'estremità destra. Molti dei non metalli sono gassosi, e tutti sono notevoli per la loro tendenza a guadagnare elettroni e riempire i loro gusci di valenza.

Gas nobili

Gruppo 18, all'estrema destra della tavola periodica, è composto interamente da gas. Questi elementi hanno gusci di valenza completi e tendono a non guadagnare né perdere elettroni. Di conseguenza, questi gas esistono quasi esclusivamente nella loro forma elementare. I chimici li classificano come gas nobili o inerti. Tutti i gas nobili sono incolori, inodori e non reattivi.