Ero sivun ”Jaksollinen järjestelmä” versioiden välillä
[arvioimaton versio] | [katsottu versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p kh |
kh Merkkaus: seulottavat |
||
Rivi 4:
==Ryhmät, jaksot ja lohkot==
Jaksollisen järjestelmän pystyrivejä kutsutaan [[ryhmä (jaksollinen järjestelmä)|ryhmiksi]].<ref name="etalukio">{{Verkkoviite | Osoite =http://www02.oph.fi/etalukio/opiskelumodulit/kemia/kemia3/jaksjra.html | Nimeke =Alkuaineiden jaksollisen järjestelmän rakenne
Jaksollisessa järjestelmässä on 18 ryhmää.<ref name="etalukio" /> Kemian järjestö [[IUPAC]] suosittaa, että ne numeroidaan luvuin 1–18.<ref>{{Lehtiviite | Tekijä =G. Jeffery Leigh | Otsikko =Periodic Tables and IUPAC | Julkaisu =Chemistry International | Ajankohta =2009 | Vuosikerta =31 | Numero =1
Jaksollisen järjestelmän vaakarivejä sanotaan [[jakso (jaksollinen järjestelmä)|jaksoiksi]]. Jakson numero ilmoittaa, kuinka monta miehitettyä elektronikuorta alkuaineella on.<ref name="etalukio" /> Jaksossa vasemmalta oikealle liikuttaessa alkuaineen [[Järjestysluku (kemia)|järjestysluku]] eli [[protoni]]en lukumäärä kasvaa. Alkuaineiden ominaisuudet vaihtelevat tavallisesti huomattavasti saman jakson sisällä. Metalliset alkuaineet sijaitsevat jakson alkupäässä vasemmassa reunassa ja epämetallit oikeassa reunassa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite =http://www02.oph.fi/etalukio/opiskelumodulit/kemia/kemia1/jarjekeh.html | Nimeke =Jaksollinen järjestelmä
Yksi tapa jakaa jaksollinen järjestelmä on myös [[atomiorbitaali]]en täyttymisjärjestykseen perustuen neljään [[lohko (jaksollinen järjestelmä)|lohkoon]], jotka ovat s-, p-, d- ja f-lohkot.<ref>{{Verkkoviite | Osoite =http://www.edu.helsinki.fi/astel-ope/aineiden_ominaisuudet/jaksollinen_jarjestelma.htm | Nimeke =Jaksollinen järjestelmä
----
Rivi 223:
[[Kuva:First Ionization Energy.svg|lang=fi|thumb|350px|left|Ionisoitumisenergian jaksollinen trendi]]
Jaksollinen järjestelmä on saanut nimensä siitä, että monet ominaisuudet muuttuvat siinä säännöllisesti (”jaksollisesti”). Seuraavat säännönmukaisuudet pätevät useimmissa tapauksissa:
*[[Atomimassa]]t kasvavat jaksossa vasemmalta oikealle ja ryhmässä ylhäältä alaspäin kuljettaessa. Poikkeuksia tähän ovat [[argon]] (järjestysluku 18, atomimassa 39,95 u) ja [[kalium]] (järjestysluku 19, atomimassa 39,10 u), [[koboltti]] (järjestysluku 27, atomimassa 58,93 u) ja [[nikkeli]] (järjestysluku 28 ja atomimassa 58,69 u) sekä [[uraani]] (järjestysluku 92, atomimassa 238,03 u) ja [[neptunium]] (järjestysluku 93, atomimassa 237,05 u). Tämä johtuu siitä, että argonin, koboltin ja uraanin luonnossa esiintyvistä isotoopeista raskaimmat ovat yleisimpiä, jolloin [[painotettu keskiarvo|painotettuna keskiarvona]] laskettu atomimassa on suurempi kuin järjestysluvultaan suuremmalla alkuaineella.<ref>{{Verkkoviite | Osoite =http://chemistry.about.com/od/periodictableelements/a/numbervsmass.htm | Nimeke =Increasing Atomic Number Doesn't Always Increase Atomic Mass | Tekijä =Anne Marie Helmenstine
*[[Atomisäde|Atomisäteet]] pienenevät vasemmalta oikealle ja suurenevat alaspäin siirryttäessä. Atomisäteen pieneneminen jaksossa vasemmalta oikealle selittyy tehollisella ydinvarauksella. Siirryttäessä oikealle kasvaa protonien lukumäärä, mikä lisää elektronien kokemaa efektiivistä ydinvarausta. Elektronien lukumäärän kasvaessa alemmilla kuorilla olevien elektronien aiheuttaman niin kutsutun suojauksen merkitys heikkenee, mikä lisää tehollista ydinvarausta. Tämän vuoksi ytimen protonit vetävät elektroneja voimakkaammin puoleensa ja atomisäde pienenee. Atomisäde kasvaa alaspäin mentäessä, koska orbitaalien koko kasvaa ja uloimmat elektronit kokevat pienemmän ydinvarauksen alempien kuorien orbitaaleilla olevien elektronien suojauksen vuoksi.<ref name="descriptive 1">Rayner-Canham & Overton, s. 30-31, 33-34</ref><ref name="zumdahl">{{Kirjaviite | Tekijä =Steven S. Zumdahl, Susan A. Zumdahl | Nimeke =Chemistry
*[[Elektronegatiivisuus|Elektronegatiivisuudet]] pienenevät kuljettaessa ryhmässä alaspäin ja kasvavat jaksoissa vasemmalta oikealle.<ref>{{Verkkoviite | Osoite =http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/electroneg.html | Nimeke =Electronegativity | Tekijä =Jim Clarck
*[[Ionisoitumisenergia]]t kasvavat vasemmalta oikealle ja pienenevät ryhmässä alaspäin siirryttäessä. Ionisaatioenergian kasvaminen siirryttäessä jaksossa vasemmalta oikealle on myös selitettävissä pienemmällä suojauksella. Pienemmän suojauksen vuoksi elektronit kokevat suuremman tehollisen ydinvarauksen ja energia, joka vaaditaan elektronin irrottamiseen on suurempi. Kuljettaessa ryhmää alaspäin suojaus kasvaa ja tehollinen ydinvaraus pienenee. Elektronit ovat tällöin myös kauempana ytimestä, jolloin ne ovat helpommin irrotettavissa ja ionisoitumisenergia pienenee.<ref name="descriptive 1" /><ref name="zumdahl" />
Rivi 232:
Alkuaineita yritettiin 1800-luvulla järjestää atomipainon mukaan monella eri tavalla. [[Johann Wolfgang Döbereiner]] mainitsi vuonna [[1826]] julkaisemassaan atomipainojen taulukossa, että useissa tapauksissa toisiaan eniten muistuttavat alkuaineet muodostivat kolmen alkuaineen ryhmiä, triadeja, joissa yhden alkuaineen atomipaino oli lähellä kahden muun atomipainojen keskiarvoa. Tällaisia triadeja muodostivat [[kalsium]], [[strontium]] ja [[barium]], [[kloori]], [[bromi]] ja [[jodi]], [[litium]], [[natrium]] ja [[kalium]] sekä [[rikki]], [[seleeni]] ja [[telluuri]].<ref name=Hudson>Hudson, s. 197-204</ref>
Vuonna 1865 englantilainen kemisti [[John Newlands]] esitti teorian, että kun alkuaineet järjestetään kasvavan atomipainon mukaiseen järjestykseen, havaitaan samankaltaisia toistuvia jaksoja ominaisuuksissa kahdeksan alkuaineen välein. Hän nimitti teoriaansa oktaavilaiksi. Newlandsin teoriaa ei yleisesti hyväksytty ja häntä kehotettiin etsimään samankaltaisuuksia järjestämällä alkuaineet aakkosjärjestykseen.<ref name="descriptive2">Ryner-Canham & Overton, s.19</ref><ref>{{Kirjaviite | Tekijä =Philip Ball | Nimeke =The elements: a very short introduction | Vuosi =2003 | Sivu = 82 | Julkaisija =Oxford University Press |
Nykyisen kaltaisen jaksollisen järjestelmän julkaisi ensimmäisenä venäläinen [[Dmitri Mendelejev]] vuonna [[1869]]. Saksalainen [[Lothar Meyer]] oli kehittänyt samoihin aikoihin oman alkuainetaulukon.<ref name=Hudson />
Mendelejev ennusti jaksollisen järjestelmänsä avulla, että olisi olemassa kolme aiemmin tuntematonta alkuainetta. Hän myös arvioi tarkasti niiden ominaisuuksia. Kun nämä alkuaineet – [[gallium]], [[skandium]] ja [[germanium]] – löydettiin ja niiden, etenkin galliumin ominaisuudet näyttivät olevan lähellä Mendelejevin ennustetta, jaksollinen järjestelmä hyväksyttiin laajasti ja sen käyttö yleistyi 1880-luvulla.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä =Katherine White | Nimeke =Mendeleyev and the Periodic Table | Vuosi =2005 | Sivu = 44 | Julkaisija =The Rosen Publishing Group |
Mendelejevin mukaan järjestelmä osoitti, että alkuaineen ominaisuudet riippuivat sen atomipainosta. Ominaisuuksiensa vuoksi esimerkiksi [[telluuri]] ja [[jodi]] jouduttiin kuitenkin sijoittamaan päinvastaiseen järjestykseen kuin niiden atomipainot edellyttivät. Mendelejev epäili tämän johtuvan siitä, että telluurin atomipaino oli mitattu väärin.<ref>Hudson, s. 202</ref> Vuonna 1913 [[Henry Moseley]] osoitti alkuaineiden röntgenspektrien avulla, että jokaisen alkuaineen atomin [[atomiydin|ytimellä]] on tietyn suuruinen [[sähkövaraus]], joka kasvaa aina saman verran siirryttäessä jaksollisessa järjestelmässä alkuaineesta seuraavaan. Koska ytimen varaus osoitti suoraan alkuaineen paikan järjestelmässä, sitä alettiin kutsua alkuaineen [[järjestysluku (kemia)|järjestysluvuksi]].<ref>Hudson, s. 261-262</ref>
Mendelejev esitti jaksollisen järjestelmän niin sanotussa ''lyhyen järjestelmän muodossa'', jota yleisesti käytettiin vielä pitkään 1900-luvulla. Siinä alkuaineet sijoitettiin pääryhmien mukaan niin, että vastaavien A- ja B-ryhmien (esimerkiksi I A- ja I B -ryhmien eli nykyisten 1. ja 11. ryhmien, samoin IV A ja IV B-ryhmien eli nykyisten 4. ja 14. ryhmien) alkuaineet sijoitettiin samaan sarakkeeseen ja nykyiset jaksot neljännestä lähtien jakautuivat kahdelle riville. Tässä järjestelmässä A- ja B-ryhmien alkuaineet eroavat kuitenkin ominaisuuksiltaan selvästi, joskin niillä on myös yhtäläisyyksiä<ref>{{kirjaviite | Tekijä = Antti Kivinen, Osmo Mäkinen | Nimeke = Kemia | Sivu = 281 | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1988 |
{| align="center" style="border-collapse:collapse"
Rivi 255:
| style="border:1px solid gray" rowspan="2" width="40" | 0
|- align="center"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray" rowspan="2" | 4
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray" | 20<br>[[Kalsium|Ca]]
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray" rowspan="2" | 5
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray" rowspan="2" | 6
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
| style="border:1px solid gray"
|- align="center"
| colspan="18"
|- align="center"
|
| style="border:1px solid gray" colspan="2" | [[Lantanoidit]]:
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
|-
| colspan="18"
|- align="center"
|
| style="border:1px solid gray" colspan="2" | [[Aktinidit]]:
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
| style="border:1px solid gray" width="40"
|-
| colspan="18"
|-
| colspan="18" align="center" | '''Lyhyen järjestelmän mukainen alkuainetaulukko'''
Rivi 522:
==Lähteet==
*{{Kirjaviite | Tekijä =Geoff Rayner-Canham & Tina Overton | Nimeke =Descriptive Inorganic Chemistry | Vuosi =2006 | Selite = 5th Edition |Julkaisija =W. H. Freeman and Company |
*{{Kirjaviite | Tekijä = Steven S. Zumdahl, Susan A. Zumdahl | Nimeke =Chemistry
*{{kirjaviite | Tekijä = John Hudson | Nimeke = Suurin tiede - kemian historiaa | Suomentaja = Kimmo Pietiläinen | Julkaisija = Art House | Vuosi =2002 |
===Viitteet===
|