Informatie

2.1D: Het periodiek systeem - biologie


Alles in het universum is gemaakt van een of meer elementen. Het periodiek systeem is een middel om de verschillende elementen te ordenen volgens vergelijkbare fysische en chemische eigenschappen.

leerdoelen

  • Bespreek de organisatie van het periodiek systeem

Belangrijkste punten

  • Alle materie is gemaakt van atomen van een of meer elementen. Levende wezens bestaan ​​voornamelijk uit koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof (CHON).
  • Door elementen te combineren ontstaan ​​verbindingen die opkomende eigenschappen kunnen hebben.
  • Het periodiek systeem is een lijst van de elementen volgens toenemend atoomnummer dat verder is georganiseerd in kolommen op basis van vergelijkbare fysische en chemische eigenschappen en elektronenconfiguratie.
  • Als men een kolom of een rij naar beneden beweegt, zijn er enkele algemene trends voor de eigenschappen van de elementen.
  • Het periodiek systeem blijft zich vandaag uitbreiden naarmate er steeds zwaardere elementen worden gemaakt in laboratoria over de hele wereld.

Sleutelbegrippen

  • element: Zuivere chemische stoffen bestaande uit slechts één type atoom met een gedefinieerde reeks chemische en fysische eigenschappen.
  • opkomende eigenschappen: Eigenschappen gevonden in samengestelde structuren die verschillen van die van de individuele componenten en die niet voorspeld zouden worden op basis van de eigenschappen van de individuele componenten.
  • periodiek systeem: Een tabel in tabelvorm van de chemische elementen volgens hun atoomnummer, zodat elementen met vergelijkbare eigenschappen in dezelfde kolom staan.

Materie en elementen

Materie omvat alle fysieke objecten in het universum, die ruimte innemen en massa hebben. Alle materie is samengesteld uit atomen van een of meer elementen, zuivere stoffen met specifieke chemische en fysische eigenschappen. Er zijn 98 elementen die van nature op aarde voorkomen, maar levende systemen gebruiken er relatief weinig van. Levende wezens bestaan ​​voornamelijk uit slechts vier elementen: koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof (vaak herinnerd door het acroniem CHON). Omdat elementen aan elkaar zijn gebonden, vormen ze verbindingen die vaak nieuwe opkomende eigenschappen hebben die verschillen van de eigenschappen van de afzonderlijke elementen. Leven is een voorbeeld van een emergente eigenschap die voortkomt uit de specifieke verzameling moleculen die in cellen worden gevonden.

Elementen van het menselijk lichaam gerangschikt op procent van de totale massa: Er zijn 25 elementen waarvan wordt aangenomen dat ze een actieve rol spelen in de menselijke gezondheid. Koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof vormen ongeveer 96% van de massa in een menselijk lichaam.

Het periodiek systeem

De verschillende elementen worden georganiseerd en weergegeven in het periodiek systeem. De tabel, bedacht door de Russische chemicus Dmitri Mendelejev (1834-1907) in 1869, groepeert elementen die, hoewel uniek, bepaalde chemische eigenschappen delen met andere elementen. In het periodiek systeem zijn de elementen gerangschikt en weergegeven volgens hun atoomnummer en gerangschikt in een reeks rijen (perioden) en kolommen (groepen) op basis van gedeelde chemische en fysische eigenschappen. Als u naar een periodiek systeem kijkt, ziet u de groepen bovenaan elke kolom van links naar rechts genummerd, beginnend met 1 en eindigend met 18. Naast het atoomnummer voor elk element, geeft het periodiek systeem ook de atoom massa. Als we bijvoorbeeld naar koolstof kijken, verschijnen het symbool (C) en de naam ervan, evenals het atoomnummer zes (in de linkerbovenhoek) en de atoommassa van 12,11.

Door de opstelling van het periodiek systeem kunnen de elementen worden gegroepeerd op basis van hun chemische eigenschappen. Binnen de hoofdgroepselementen ( Groepen 1-2, 13-18), zijn er enkele algemene trends die we kunnen waarnemen. Hoe verder naar beneden in een bepaalde groep, de elementen hebben een verhoogd metallisch karakter: ze zijn goede geleiders van zowel warmte als elektriciteit, vaste stoffen bij kamertemperatuur en glanzend van uiterlijk. Bewegend van links naar rechts over een periode, hebben de elementen een groter niet-metalen karakter. Deze elementen zijn isolatoren, slechte warmtegeleiders en kunnen bij kamertemperatuur in verschillende fasen voorkomen (brosse vaste stof, vloeistof of gas). De elementen op de grens tussen de metalen elementen (grijze elementen) en niet-metalen elementen (groene elementen) hebben een metalloïde karakter (roze elementen). Ze hebben een lage elektrische geleidbaarheid die toeneemt met de temperatuur. Ze delen ook eigenschappen met zowel de metalen als de niet-metalen.

Tegenwoordig blijft het periodiek systeem zich uitbreiden naarmate zwaardere en zwaardere elementen in laboratoria worden gesynthetiseerd. Deze grote elementen zijn extreem onstabiel en als zodanig erg moeilijk te detecteren; maar hun voortdurende creatie is een voortdurende uitdaging die wetenschappers over de hele wereld aangaan.