Det periodiske system - grundstoffernes periodiske system

Det periodiske system

Det periodiske system organiserer Jordens grundstoffer på en måde, der gør det let at forudsige, hvordan forskellige stoffer reagerer med hinanden. Kom bag om det periodiske system og lær mere om inddelingen af Jordens grundstoffer.

5. november 2017 af Berit Viuf

Det periodiske system

Grundstof-atomer er uendeligt små, men rummer vældige kræfter og fantastiske egenskaber.

Nogle grundstoffer er lette, andre er tunge. Nogle er radioaktive, andre er ekstremt brændbare. Nogle reagerer let med andre - og andre er helst sig selv.

Hvad er det periodiske system?

I det periodiske system er alle Jordens grundstoffer organiseret i en logisk tabel, som giver et godt overblik over de forskellige stoffers egenskaber.

Hvad skal vi bruge det periodiske system til?

Uden det periodiske system ville det være svært at forudsige og forstå en masse ting. For eksempel hvor nemt en række stoffer vil reagere med hinanden, om de er radioaktive, er nemme at fryse eller er stabile/ustabile.

Fordyb dig i hver eneste detalje af vores fantastiske univers med et abonnement på Illustreret Videnskab

Derfor har det periodiske system en enorm betydning for udviklingen af mange teknologier, nye materialer, medicin og fødevareproduktion.

Inden det periodiske system

Inden det periodiske system blev anerkendt i slutningen af 1800-tallet, kendte man kun cirka 60 grundstoffer. For datidens kemikere var det vanskeligt at forstå, hvorfor ét grundstof reagerede så godt sammen med et andet (som for eksempel brint og ilt), mens andre grundstoffer nærmest så ud til at frastøde hinanden.

Kendte ikke fysikken bag et atom

Man kendte nok til atomer, men ikke til elektroner, protoner og neutroner. Derfor havde man ingen forklaring på stoffernes egenskaber - man kunne kun observere dem. Man prøvede at organisere dem efter vægt, men det gav ikke mening i forhold til, hvordan de opførte sig.

Grundstoffer organiseret i det periodiske system

I 1869 publicerede russeren Dmitrij Mendelejev en ny tabel over grundstoffer. Han havde - i lighed med andre af datidens kemikere - lagt mærke til, at der var nogle mønstre, der gentog sig. Opstillede man grundstoffer efter deres vægt, havde hvert syvende grundstof egenskaber tilfælles.

I Mendelejevs tabel var grundstofferne organiseret efter atomvægt i en vandret linje på syv grundstoffer ad gangen (perioder). Det gjorde det muligt at gruppere stofferne i syv lodrette hovedgrupper (grupper).

Han efterlod huller i sit system til grundstoffer, som endnu ikke var opdaget. Efterhånden som der blev opdaget nye grundstoffer, og de passede ind hullerne i Mendelejevs tabel, blev systemet bredt anerkendt blandt kemikere. Det periodiske system var født.

Ædelgasser fremprovokerede krise

Siden opdagede man ædelgasser, som der ikke umiddelbart var plads til i det periodiske system. Disse stoffer adskiller sig fra andre ved, at de meget nødigt indgår i forbindelser med andre grundstoffer. Problemet blev løst ved, at man tilføjede en ottende gruppe til det periodiske system.

Fysikken bag det periodiske system

Det var først i 1913, da Niels Bohr fremsatte sin atomteori, at man fik en teoretisk forklaring på grundstoffernes opførsel.

Bohr opstillede den teori, at et atom er bygget op af en kerne med protoner og nogle gange neutroner. Antallet af protoner og neutroner afgør vægten. Grundstofferne har stigende atomnumre. Atomnummeret afspejler antal protoner i kernen.

Rundt om kernen svæver elektronerne organiseret i et antal af elektronskaller (orbitaler). Den inderste skal kan indeholde op til to elektroner, og de ydre skaller kan indeholde op til otte.

Elektron afgør mange egenskaber

Når den yderste skal er fuld (d.v.s. indeholder otte elektroner) er det pågældende stof meget stabilt, og vil helst ikke reagere med andre grundstoffer. Det er de ædelgasser, som blev tilføjet Mendelejevs tabel.

Det næste stof i rækken har en ny skal med én elektron, og får derfor plads i en ny periode (linje) i det periodiske system.

I dag opfatter vi ikke elektronerne i et atom som organiseret i skaller, der cirkler rundt om kernen som planeter om solen, men snarere som en slags vibrerende elektron-sky.

Det periodiske system i dag

Siden 1869 har det periodiske system ikke ændret sig i sin grundstruktur. Men i takt med, at der er kommet nye opdagelser til, er det periodiske system blevet justeret, så man i dag taler om 18 grupper af grundstoffer.

Det er også blevet kendt, at der er uregelmæssigheder i antallet af elektroner i de inderste skaller, og at elektronernes spin har betydning.

Der er også blevet tilføjet nye grundstoffer, efterhånden som man har opdaget dem. Der findes 94 naturlige grundstoffer. Fra det letteste grundstof brint (1) til det tungeste plutonium (94).

Nye, tunge grundstoffer til det periodiske system

Den opmærksomme læser kan se, at det periodiske system går op til 118. Det er fordi, der også fremstilles kunstige grundstoffer med meget tunge kerner.

De tunge grundstoffer er meget ustabile, men kan vise sig at være nyttige. Derfor arbejder forskerne på, at fremstille tungere og tungere grundstoffer.

Præcis hvornår man finder afslutningen på det periodiske system, vides ikke. Nogle forskere mener, at grundstof nr. 128 vil blive det sidste, andre mener, at den teoretiske grænse går til 173.

Læs mere om grundstofferne i det periodiske system

Det periodiske system indeholder som nævnt alle Jordens kendte grundstoffer. Læs mere om de fantastiske grundstoffer her.

Læs også

Måske er du interesseret i ...

FÅ ILLUSTRERET VIDENSKABS NYHEDSBREV

Du får dit gratis særtillæg, Vores Ekstreme Hjerne, til download, straks du har tilmeldt dig nyhedsbrevet.

Fandt du ikke det, du ledte efter? Søg her: