20 periodni sustav elemenata.pdf

• Tijekom XVIII. stoljeća i prvihdesetljeća XIX. stoljeća mnogi suistraživači uspjeli prikupiti brojnepodatke o svojstvima tada poznatihkemijskih elemenata i njihovihspojeva.•Već se tada znalo da neki kemijskielementi pokazuju slična kemijskasvojstva.

• Litij, natrij i kalij burno reagiraju svodom dajući jake lužine.• Kalcij, stroncij i barij manje burnoreagiraju s vodom i daju slabijelužine.• Klor, brom i jod daju slične spojeve slitijem, natrijem i kalijem, itd.

Periodni sustav elemenata• Oslanjajući se na sličnosti kemijskihsvojstava, i na poznavanje relativnihatomskih masa, mnogi su istraživačipokušavali načiniti racionalnu klasifikacijuelemenata.• Najviše je uspjeha pritom imao ruskikemičar, profesor Sveučilišta u Petrogradu,Dmitrij Ivanovič Mendeljejev (1834. - 1907.).

Dmitrij IvanovičMendeljejev(1834. - 1907.).I. Rjepin, 1885.Tretjakovskajagalerija, Moskva

Periodni sustav elemenata• Mendeljejev je 1869. godine poredaokemijske elemente u niz po rastućimrelativnim atomskim masama.• Kad bi u nizu elemenata došao doelementa sličnih kemijskih svojstava snekim prethodnim elementom, započeo jenovi redak stavljajući kemijski sličneelemente jedne ispod drugih.

• Tako je dobio tablicu koja je sadržavalahorizontalne redove ili periode i vertikalnestupce ili skupine. Tim su se načinom uistoj skupini našli elementi sličnihkemijskih svojstava.

Periodni sustav elemenata• Mendeljejeva tablica je sadržavala mnogaprazna mjesta, jer su u to doba bilapoznata samo 63 elementa.• Mendeljejev je u jednom svom članku iz1871. godine predvidio postojanje isvojstva još 11 tada nepoznatihelemenata.• Mnogim je elementima ispravio tada krivoodređene relativne atomske mase.

Periodni sustav elemenata• Važno je naglasiti da je Mendeljejev doPeriodnog sustava elemenata došao prijeotkrića o građi atoma. Otkrića o građiatoma početkom 20. stoljeća samo supotvrdila ispravnost Mendeljejevogperiodnog zakona.• Redni broj elementa u Mendeljejevomperiodnom sustavu elemenata jednak jeprotonskom ili rednom broju atomadotičnog elementa.

Alkalijski metali• Alkalijski metali; litij,natrij, kalij i rubidij,imaju slična fizička ikemijska svojstva.• Nepostojani su nazraku i odmah sespajaju s kisikom ivlagom iz zraka.• Mekani su i mogu serezati nožem.

• Natrij burno reagira svodom. Pritom seoslobađa mnogo toplinetako da se natrij rastali.Kuglica rastaljena natrijakreće se u cik-cakputanjama po površinivode. Zbog visoke setemperature nastalivodik kojiput zapali.Alkalijski metali

Alkalijski metali• Svi alkalijski metali burno reagiraju svodom. Pritom nastaju hidroksidi. Natrij svodom daje natrijev hidroksid i vodik.•2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2• Ako se u vodu doda malo fenolftaleina,pojavljuje se crvenoljubičasta bojasvojstvena lužnatim otopinama.

Alkalijski metali• Natrij reagira i setanolom (običnimalkoholom) ali ne takoburno kao s vodom.• Zato se otpaci natrija ulaboratoriju uništavajutako da se prelijuetanolom.

• Kalij s vodomreagira takoda se nastalivodik odmahzapali.

• Natrij sespaja sklorom uzpojavuintenzivnežute svjetlostii oslobađanjetopline.

Bojenje plamena solimaalkalijskih metala• Upali plinski plamenik i podesi dotok zrakatako da dobiješ šušteći plamen.• Na satno stakalce kapni samo jednu kapotopine kalijeva klorida i prinesi otvoru krozkoji plamenik uvlači zrak.• U šuštećem plamenu plinskog plamenikaužari vrh željezne žice i užarenim vrhomdotakni kapljicu s otopinom kalijeva klorida.• Otopina će se raspršiti u sitne kapljice kojeće struja zraka povući u plamenik.

• Ovako kalijevispojevi bojeplamen.

Bojenje plamena solimaalkalijskih metala• Karakteristična ljubičasta boja plamena,koja potječe od kalija, često je maskiranažutom bojom od onečišćenja natrijem.• Zato plamen treba promatrati kroz plavotzv. kobaltno staklo. Plavo staklo nepropušta žutu svjetlost.

• Ovakoplamen bojelitijeve soli.

• Natrijevispojevi bojeplamen žuto.• Svuda suprisutni iuzrokuju žutuboju plamena.

Halogeni elementi• Halogenim elementima, odnosno 17.skupini u periodnom sustavu elemenatapripadaju fluor, klor, brom i jod.• Svi su jako reaktivni pa ih nema slobodnih uprirodi već samo u spojevima.• Otrovni su.• Burno se spajaju s metalima, nemetalima,pa čak i međusobno.

klor

om

jod

Gorenje u klorunatrij željezo vodik

• Kad se na smjesu cinkai joda u prahu, ilialuminija i joda u prahu,kapne samo jedna kapvode oni burnoreagiraju uz pojavusvjetlosti i ljubičastogdima.• Dim potječe od joda kojipri povišenojtemperaturi isparava.

• Kad se okrugla tikvica sokruglim dnom napunjenaklorovodikom odčepi ispodvode, odmah se ispunivodom.• Litra vode može pri 0 °Cotopiti 500 L klorovodika.

Srebrovi halogenidi• Stavi redom u epruvete po približno 2 mLrazrijeđenih otopina kalijeva klorida, kalijevabromida i kalijeva jodida. U svaku epruvetudodaj nekoliko kapi otopine srebrovanitrata.• Kakve su boje dobiveni talozi?

• Talog srebrova klorida je bijel, srebrovabromida svjetložute, a jodida žute boje.• Talozi se sastoje od vrlo sitnih kristalićasrebrovih halogenida, vidljivih tek podelektronskim mikroskopom.

• Koje ione sadržavaju otopine kalijevaklorida, kalijeva bromida i kalijevajodida?• Koje ione sadržava otopina srebrovanitrata?• Napiši jednadžbe reakcija između ionau otopinama. Srebro je u svimspojevima jednovalentno.

• Otopina srebrova nitrata sadržava ioneAg + i NO 3− .• Otopina kalijeva klorida sadržava ioneK + , i Cl − .• Kad se te dvije otopine pomiješaju nastajenetopljivi talog srebrova klorida, AgCl, a uotopini ostaju ioni K + i NO 3− .Ag + + NO 3− + K + + Cl −Ag + + NO 3− + K + + Br −→ AgCl + K + + NO 3−→ AgBr + K + + NO 3−Ag + + NO 3− + K + + l − → Agl + K + + NO 3−

Srebrovi halogenidi• Epruvete s talozima izloži desetak minutaSunčevoj svjetlosti ili svjetlostigrafoprojektora. Uoči promjene.• Što se događa ako se ovi talozi duljevrijeme izlože djelovanju Sunčevesvjetlosti ili svjetlosti grafoprojektora?

• Talozi srebrovih halogenida osvijetljeniSunčevom ili umjetnom svjetlošćubrzo posive.• Siva boja potječe od elementarnogsrebra koja se izluči na površinikristalića srebrovih halogenida.• Na svojstvu srebrovih halogenida dase raspadaju djelovanjem svjetlostitemelji se klasičan fotografskipostupak.