איך קוראים את מפת היסודות?
למדו מה מספרים המחזורים והטורים, ואיך מיקום היסוד בטבלה מגלה את מספר הקליפות ואלקטרוני הערכיות.
שתי דרכים לקרוא את הטבלה
מחזורות (שורות)
טורים (עמודות)
מחזורות מול טורים
מחזור (שורה אופקית)
מספר המחזור = מספר קליפות האלקטרונים
היסודות בכל מחזור מסודרים לפי מספר אטומי עולה (מספר הפרוטונים בגרעין) משמאל לימין.
כל היסודות במחזור 1 (מימן והליום) יש להם קליפה אחת.
כל היסודות במחזור 2 (ליתיום עד נאון) יש להם 2 קליפות.
וכך הלאה עד מחזור 7.
דוגמה: נתרן (Na) נמצא במחזור 3 ← יש לו 3 קליפות אלקטרונים
טור (עמודה אנכית)
מספר הטור קשור למספר אלקטרוני הערכיות
יסודות באותו טור יש להם אותו מספר אלקטרונים בקליפה החיצונית (עבור הקבוצות הראשיות).
זה גורם להם להיות דומים בתכונותיהם הכימיות.
דוגמה: ליתיום ונתרן (טור 1) יש להם שניהם אלקטרון ערכיות אחד
הקשר למבנה האלקטרוני הוא הסיבה שהטבלה עובדת כל כך טוב!
מחזורות ומספר קליפות
| מחזור | דוגמאות ליסודות | מספר קליפות אלקטרונים | מה מיוחד? |
|---|---|---|---|
| 1 | H, He | 1 | רק 2 יסודות |
| 2 | Li, C, O, Ne | 2 | 8 יסודות |
| 3 | Na, Al, S, Ar | 3 | 8 יסודות |
| 4 | K, Fe, Cu, Kr | 4 | 18 יסודות (כולל מתכות מעבר) |
| 5 | Rb, Ag, I, Xe | 5 | 18 יסודות |
| 6 | Cs, Au, Pb, Rn | 6 | 32 יסודות (כולל לנתנידים) |
| 7 | Fr, U, Og | 7 | 32 יסודות (רבים רדיואקטיביים) |
* שימו לב: ככל שיורדים במחזורות, יש יותר יסודות בשורה (בגלל מתכות המעבר).
למה מספר הטור קשור לאלקטרוני הערכיות?
זה אחד הקשרים המרכזיים שהופכים את הטבלה למדהימה!
בקבוצות הראשיות (טורים 1, 2, 13-18):
מספר הטור (או ספרת האחדות שלו) = מספר אלקטרוני הערכיות.
• טור 1 ← 1 אלקטרון ערכיות (Li, Na, K...)
• טור 2 ← 2 אלקטרוני ערכיות (Be, Mg, Ca...)
• טור 13 ← 3 אלקטרוני ערכיות (B, Al, Ga...)
• טור 17 ← 7 אלקטרוני ערכיות (F, Cl, Br...)
• טור 18 ← קליפה מלאה: 8 אלקטרוני ערכיות (Ne, Ar...) או 2 להליום (He)
אלקטרוני הערכיות הם אלו שקובעים איך היסוד מגיב-לכן יסודות באותו טור מתנהגים דומה!
הקבוצות הראשיות: הכוכבות של הטבלה
הטבלה כוללת 18 טורים, אבל לא כולם שווים בחשיבותם.
ה-8 קבוצות הראשיות (טורים 1, 2, 13-18) הן היסודות עם דפוסים הכי ברורים והכי חשובים.
- טור 1: מתכות אלקליות (Li, Na, K...)
- טור 2: מתכות אלקליין-אדמות (Mg, Ca...)
- טורים 13-16: תערובת של מתכות, אל-מתכות ומתכתונים
- טור 17: הלוגנים (F, Cl, Br, I)
- טור 18: גזים אצילים (He, Ne, Ar...)
מתכות מעבר (טורים 3-12)
היסודות בטורים 3 עד 12 נקראים מתכות מעבר.
הם לא מקיימים את הכלל הפשוט של מספר טור = אלקטרוני ערכיות.
- רובם מתכות חזקות (ברזל, נחושת, כסף, זהב)
- מוליכים מצוינים
- צבעוניים בתרכובות
לנתנידים ואקטינידים
שתי השורות המופרדות בתחתית הטבלה.
הן באמת שייכות למחזורות 6 ו-7, אבל מוצגות בנפרד כדי שהטבלה לא תהיה רחבה מדי.
- לנתנידים (מחזור 6) - יסודות אדמה נדירים
- אקטינידים (מחזור 7) - כולם רדיואקטיביים (כולל אורניום)
מה הטבלה מספרת לנו במבט אחד
מספר קליפות
מספר השורה (מחזור) = מספר קליפות האלקטרונים באטום.
אלקטרוני ערכיות
בקבוצות ראשיות, מספר הטור קובע כמה אלקטרוני ערכיות יש.
סוג היסוד
מיקום בטבלה אומר אם זו מתכת, אל-מתכת, או מתכתון.
שאלה לחשיבה
איך אפשר לדעת כמה אלקטרונים יש לאטום כלור?
כלור (Cl) נמצא ב:
• מחזור 3 ← יש לו 3 קליפות אלקטרונים
• טור 17 ← יש לו 7 אלקטרוני ערכיות
חישוב כמות האלקטרונים הכוללת:
• קליפה 1: 2 אלקטרונים (מלאה)
• קליפה 2: 8 אלקטרונים (מלאה)
• קליפה 3: 7 אלקטרונים (ערכיות)
סה"כ: 2 + 8 + 7 = 17 אלקטרונים
זה גם המספר האטומי של כלור!
שאלה לחשיבה
למה יסודות באותו טור דומים בתכונותיהם?
יסודות באותו טור דומים כי יש להם אותו מספר אלקטרוני ערכיות. האלקטרונים החיצוניים קובעים איך האטום יוצר קשרים וכמה הוא תגובתי, ולכן ליתיום, נתרן ואשלגן מתנהגים בצורה דומה למרות שמסתם שונה.
טריק לזכירה
זוכרים את המילה מ.ט?
- מ = מחזור (שורה) ← מספר קליפות
- ט = טור (עמודה) ← מספר אלקטרוני ערכיות (בקבוצות ראשיות)
- עכשיו תמיד תזכרו מה כל כיוון אומר!
השם "טבלה מחזורית" מתייחס לעובדה שהתכונות של היסודות חוזרות על עצמן בצורה מחזורית.
לדוגמה: יסודות טור 1 (Li, Na, K...) כולם:
• מתכות רכות
• מגיבות עם מים
• יש להם אלקטרון ערכיות אחד
התכונות חוזרות עם כל שורה חדשה-כמו מחזור!
מנדלייב הבחין בדפוס החוזר הזה, ולכן קרא לטבלה שלו "הטבלה המחזורית של היסודות".
שאלה לחשיבה
איך אפשר לדעת ממיקום יסוד בטבלה כמה קליפות אלקטרונים וכמה אלקטרוני ערכיות יש לו?
מספר המחזור (השורה) אומר כמה קליפות אלקטרונים יש לאטום, ומספר הטור (העמודה) בקבוצות הראשיות אומר כמה אלקטרוני ערכיות יש. לדוגמה, נתרן במחזור 3 וטור 1 - יש לו 3 קליפות ואלקטרון ערכיות אחד.