Periodiska systemet

Periodiska systemet, även kallat grundämnenas ordning, är en indelning av grundämnen efter deras kemiska och fysikaliska egenskaper, vilka varierar periodiskt med antalet protoner i atomkärnan och elektronkonfigurationen i de yttre elektronskalen. Den första versionen av periodiska systemet uppställdes 1869 av ryssen Dmitrij Mendelejev (som var först med att publicera sina resultat) och tysken Lothar Meyer, men allteftersom nya grundämnen upptäckts och den teoretiska grundvalen för systemet fördjupats, har det modifierats och förfinats.

I periodiska systemet är grundämnena ordnade efter stigande atomnummer, det vill säga antalet protoner i atomernas kärna. De kan uppställas i rader, kallade perioder, och i kolumner, kallade grupper.

Grupp	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Period
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	57–71	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	89–103	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Uut	114 Fl	115 Uup	116 Lv	117 Uus	118 Uuo
0
Lantanoider				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
	Aktinoider			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

Bakgrundsfärg Bakgrundsfärg betecknar ämnesklass    Alkalimetaller    Alkaliska jordartsmetaller    Lantanoider    Aktinoider    Övergångsmetaller    Övriga metaller    Halvmetaller    Icke-metaller    Halogener    Ädelgaser    Okända egenskaper / ej upptäckt

Textfärg Atomnummer. Teckenfärgen anger ämnets tillstånd (vid rumstemperatur och normalt tryck) • Gasformigt • Flytande • Fast, naturligt ämne • Fast, konstgjort ämne Tecken Li, Be, He, Ag, Sn etc: Kemiskt tecken Ramfärg och stil Ramen betecknar metaller / halvmetaller / icke-metaller    Metaller    Halvmetaller    Icke-metaller

Indelningar

Grupper och block i det periodiska systemet.

Grupper

En grupp motsvarar en kolumn i en tabell över det periodiska systemet. I en del grupper har grundämnena mycket lika egenskaper och visar en tydlig trend för egenskaperna inom gruppen. Dessa grupper brukar tilldelas triviala (osystematiska) namn, som exempelvis alkalimetaller, alkaliska jordmetaller, halogener och ädelgaser. Vissa andra grupper i det periodiska systemet påvisar färre likheter och/eller kolumnvisa trender (exempelvis grupperna 4 och 5) och dessa har därför inte tilldelats triviala namn utan benämns endast utifrån gruppnummer.

Perioder

En period motsvarar en rad i det periodiska systemets tabell. Även om grupper är det vanligaste sättet att klassificera grundämnen, finns det vissa områden där de radvisa trenderna och likheterna är viktigare än de kolumnvisa grupptrenderna. Detta gäller bland annat d-blocket liksom f-blocket där lantanoiderna och aktinoiderna bildar två viktiga radvisa serier av grundämnen. Lantaniderna och aktiniderna placeras under varandra utanför den övriga delen av det periodiska systemets tabell av det praktiska skälet att tabellbredden därmed minskas avsevärt.

Block

Ett block är en familj av angränsande grupper. Dessa områden får sina namn från atomernas elektronskal. Det finns fyra block: s-, p-, d- och f-blocket.

Övriga

Grundämnena kan även delas in och grupperas på andra sätt. Några sådana indelningar som ofta ritas in det periodiska systemet är övergångsmetaller och metalloider. Det finns även mer inofficiella indelningar såsom platinagruppen och ädelmetallerna.

Historik

De tidigaste försöken att ordna och gruppera grundämnena gjordes utan någon kunskap om atomernas uppbyggnad. Den tyske kemisten Johann Wolfgang Döbereiner försökte hitta samband mellan olika ämnens atomvikt och deras kemiska egenskaper och fann på 1820-talet flera grupper av tre likartade ämnen där ett av ämnena kemiskt var en blandning av de båda andra och hade en atomvikt som låg mitt emellan de övrigas. Han kallade dessa för triader.

Newlands tabell

John Alexander Reina Newlands periodiska system från 1866

Under flera decennier betraktas Döbereiners upptäckt som en oväsentlig kuriositet, vad vetenskapshistorikern Stephen Toulmin kallar för ett "naket faktum", men när nya och riktigare uppgifter om olika ämnens atomvikter blev kända under 1860-talet, intresserade sig olika forskare för nya samband mellan atomvikter och kemiska egenskaper. 1866 uppställde den brittiske kemisten John Alexander Reina Newlands en tabell med 62 av de då 63 kända grundämnena, ordnade efter stigande atomvikt. Tabellen visade att ämnen med liknande egenskaper återkom med en periodicitet av 7 eller 14 ämnen, ungefär som oktaver i musiken.

Mendelejevs och Meyers system

Dmitrij Mendelejevs system från 1871 med luckor (-) för ytterligare ämnen

Dmitrij Mendelejev och Lothar Meyer

Slutligen sammanställde 1869 ryssen Dmitrij Mendelejev och tysken Lothar Meyer oberoende av varandra, tabeller med horisontella perioder och vertikala grupper på samma sätt som vi nu är vana att visa systemet. Mendelejev publicerade sitt arbete samma år medan Meyer publicerade sina resultat först 1870. Mendelejevs tabell hade luckor för ytterligare 31 ämnen där inga av de då kända ämnena passade in. Hans idéer fick därför stor uppmärksamhet när det 1875 upptäckta ämnet gallium passade in i en av dessa luckor. När även ämnena strontium, som upptäcktes 1879, och germanium, upptäckt 1886, passade in i mönstret fick systemet stor acceptans bland övriga vetenskapsmän.

Efter Mendelejev

Periodiska systemet 1924

Under 1920-talet, efter Mendelejev och Meyer, har systemet tydliggjorts. Fler och fler luckor i systemet har fortsatt att fyllas allt eftersom ytterligare grundämnen har upptäckts.

Andra sätt att ordna grundämnen

En nackdel med periodiska systemet är att det inte skiljer mellan isotoper av samma element (det vill säga element med samma antal protoner, men olika antal neutroner), eftersom dessa i regel inte skiljer sig åt kemiskt (de kan däremot ha olika egenskaper med avseende på stabilitet och radioaktivitet). Ett alternativt sätt att tabellera grundämnen, som skiljer på olika isotoper, är en nuklidkarta (alternativt isotoptabell). En nuklidkarta ger bättre förståelse för olika isotopers karaktär än det periodiska systemet, men ger å andra sidan inte samma överblick av de kemiska egenskaperna.

Se även

• Periodiska systemet (stort)
• Periodiska systemets grupper
• Periodiska systemets perioder
• Förlängda periodiska systemet
• Lista över grundämnen
• Nuklidkarta