Wissenschaft

Elementfamilien des Periodensystems

Elemente können nach Elementfamilien kategorisiert werden. Wenn Sie wissen, wie Sie Familien identifizieren, welche Elemente enthalten sind und welche Eigenschaften sie haben, können Sie das Verhalten unbekannter Elemente und ihre chemischen Reaktionen vorhersagen.

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Elementfamilien

Elementfamilien werden durch Zahlen oben im Periodensystem angezeigt.Todd Helmenstine

 

Eine Elementfamilie besteht aus einer Reihe von Elementen, die gemeinsame Eigenschaften aufweisen. Elemente werden in Familien eingeteilt, da die drei Hauptkategorien von Elementen (Metalle, Nichtmetalle und Halbmetalle) sehr breit sind. Die Eigenschaften der Elemente in diesen Familien werden hauptsächlich durch die Anzahl der Elektronen in der äußeren Energiehülle bestimmt. Elementgruppen hingegen sind Sammlungen von Elementen, die nach ähnlichen Eigenschaften kategorisiert sind. Da die Elementeigenschaften weitgehend durch das Verhalten von Valenzelektronen bestimmt werden, können Familien und Gruppen gleich sein. Es gibt jedoch verschiedene Möglichkeiten, Elemente in Familien zu kategorisieren. Viele Chemiker und Chemielehrbücher erkennen fünf Hauptfamilien an:

 

5 Elementfamilien

  1. Alkali Metalle
  2. Erdalkalimetalle
  3. Übergangsmetalle
  4. Halogene
  5. Edelgase

 

9 Elementfamilien

Eine andere gängige Kategorisierungsmethode erkennt neun Elementfamilien:

  1. Alkalimetalle: Valenzelektron der Gruppe 1 (IA) – 1
  2. Erdalkalimetalle: Valenzelektronen der Gruppe 2 (IIA) – 2
  3. Übergangsmetalle: Die Blockmetalle der Gruppen 3-12 – d und f haben 2 Valenzelektronen
  4. Borgruppe oder Erdmetalle: Gruppe 13 (IIIA) – 3 Valenzelektronen
  5. Kohlenstoffgruppe oder Tetrel: – Gruppe 14 (IVA) – 4 Valenzelektronen
  6. Stickstoffgruppe oder Pniktogene: – Gruppe 15 (VA) – 5 Valenzelektronen
  7. Sauerstoffgruppe oder Chalkogene: – Gruppe 16 (VIA) – 6 Valenzelektronen
  8. Halogene: – Gruppe 17 (VIIA) – 7 Valenzelektronen
  9. Edelgase: – Gruppe 18 (VIIIA) – 8 Valenzelektronen

 

Familien im Periodensystem erkennen

Spalten des Periodensystems markieren normalerweise Gruppen oder Familien. Drei Systeme wurden verwendet, um Familien und Gruppen zu nummerieren:

  1. Das ältere IUPAC-System verwendete römische Ziffern zusammen mit Buchstaben, um zwischen der linken (A) und der rechten (B) Seite des Periodensystems zu unterscheiden.
  2. Das CAS-System verwendete Buchstaben, um Hauptgruppenelemente (A) und Übergangselemente (B) zu unterscheiden.
  3. Das moderne IUPAC-System verwendet die arabischen Zahlen 1 bis 18 und nummeriert einfach die Spalten des Periodensystems von links nach rechts.

Viele Periodensysteme enthalten sowohl römische als auch arabische Zahlen. Das arabische Nummerierungssystem ist heute das am weitesten verbreitete.

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Alkalimetalle oder Elementfamilie der Gruppe 1

Alkalimetallelementfamilie
Die hervorgehobenen Elemente des Periodensystems gehören zur Familie der Alkalimetallelemente.Todd Helmenstine

 

Die Alkalimetalle werden als Gruppe und Familie von Elementen erkannt. Diese Elemente sind Metalle. Natrium und Kalium sind Beispiele für Elemente in dieser Familie. Wasserstoff wird nicht als Alkalimetall angesehen, da das Gas nicht die typischen Eigenschaften der Gruppe aufweist. Unter den richtigen Temperatur- und Druckbedingungen kann Wasserstoff jedoch ein Alkalimetall sein.

  • Gruppe 1 oder IA
  • Alkali Metalle
  • 1 Valenzelektron
  • Weiche metallische Feststoffe
  • Glänzend, glänzend
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Niedrige Dichten, die mit der Atommasse zunehmen
  • Relativ niedrige Schmelzpunkte, die mit der Atommasse abnehmen
  • Kräftige exotherme Reaktion mit Wasser unter Bildung von Wasserstoffgas und einer Alkalimetallhydroxidlösung
  • Ionisieren Sie, um ihr Elektron zu verlieren, sodass das Ion eine Ladung von +1 hat

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Erdalkalimetalle oder Elementfamilie der Gruppe 2

Die Erdalkalielementfamilie
Die hervorgehobenen Elemente dieses Periodensystems gehören zur Familie der Erdalkalielemente. Todd Helmenstine

Die Erdalkalimetalle oder einfach Erdalkalimetalle werden als wichtige Gruppe und Familie von Elementen anerkannt. Diese Elemente sind Metalle. Beispiele umfassen Calcium und Magnesium.

  • Gruppe 2 oder IIA
  • Erdalkalimetalle (Erdalkalimetalle)
  • 2 Valenzelektronen
  • Metallische Feststoffe, härter als die Alkalimetalle
  • Glänzend, glänzend, leicht oxidierbar
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Dichter als die Alkalimetalle
  • Höhere Schmelzpunkte als Alkalimetalle
  • Exotherme Reaktion mit Wasser, die zunimmt, wenn Sie sich in der Gruppe bewegen; Beryllium reagiert nicht mit Wasser; Magnesium reagiert nur mit Dampf
  • Ionisieren Sie, um ihre Valenzelektronen zu verlieren, sodass das Ion eine Ladung von +2 hat

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Übergangsmetall-Elementfamilie

Übergangsmetallelementfamilie
Die hervorgehobenen Elemente dieses Periodensystems gehören zur Familie der Übergangsmetallelemente. Die Lanthanid- und Actinidreihen unterhalb des Periodensystems sind ebenfalls Übergangsmetalle. Todd Helmenstine

Die größte Elementfamilie besteht aus Übergangsmetallen. Die Mitte des Periodensystems enthält die Übergangsmetalle, und die beiden Zeilen unter dem Hauptteil des Tisches (Lanthaniden und Actiniden) sind spezielle Übergangsmetalle.

  • Gruppen 3-12
  • Übergangsmetalle oder Übergangselemente
  • Die d- und f-Blockmetalle haben 2 Valenzelektronen
  • Hartmetallische Feststoffe
  • Glänzend, glänzend
  • Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit
  • Dicht
  • Hohe Schmelzpunkte
  • Große Atome weisen eine Reihe von Oxidationsstufen auf

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Borgruppe oder Erdmetallfamilie von Elementen

Die Borfamilie im Periodensystem
Dies sind die Elemente der Borfamilie. Todd Helmenstine

Die Borgruppe oder Erdmetallfamilie ist nicht so bekannt wie einige der anderen Elementfamilien.

  • Gruppe 13 oder IIIA
  • Borgruppe oder Erdmetalle
  • 3 Valenzelektronen
  • Verschiedene Eigenschaften, die zwischen denen von Metallen und Nichtmetallen liegen
  • Bekanntestes Mitglied: Aluminium

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Carbon Group oder Tetrels Familie von Elementen

Die Kohlenstofffamilie der Elemente
Die hervorgehobenen Elemente gehören zur Kohlenstoff-Elementfamilie. Diese Elemente werden zusammen als Tetrel bezeichnet. Todd Helmenstine

Die Kohlenstoffgruppe besteht aus Elementen, die als Tetrel bezeichnet werden. Dies bezieht sich auf ihre Fähigkeit, eine Ladung von 4 zu tragen.

  • Gruppe 14 oder IVA
  • Kohlenstoffgruppe oder Tetrel
  • 4 Valenzelektronen
  • Verschiedene Eigenschaften, die zwischen denen von Metallen und Nichtmetallen liegen
  • Bekanntestes Mitglied: Kohlenstoff, der üblicherweise 4 Bindungen bildet

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Stickstoffgruppe oder Pnictogens Familie von Elementen

Die Stickstofffamilie der Elemente
Die hervorgehobenen Elemente gehören zur Stickstofffamilie. Diese Elemente werden zusammen als Pnictogene bezeichnet. Todd Helmenstine

Die Pnictogene oder Stickstoffgruppe ist eine bedeutende Elementfamilie.

  • Gruppe 15 oder VA
  • Stickstoffgruppe oder Pnictogene
  • 5 Valenzelektronen
  • Verschiedene Eigenschaften, die zwischen denen von Metallen und Nichtmetallen liegen
  • Bekanntestes Mitglied: Stickstoff

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Sauerstoffgruppe oder Chalkogens Familie von Elementen

Die Sauerstofffamilie der Elemente
Die hervorgehobenen Elemente gehören zur Sauerstofffamilie. Diese Elemente werden als Chalkogene bezeichnet. Todd Helmenstine

Die Chalkogenfamilie ist auch als Sauerstoffgruppe bekannt.

  • Gruppe 16 oder VIA
  • Sauerstoffgruppe oder Chalkogene
  • 6 Valenzelektronen
  • Verschiedene Eigenschaften, die sich im Laufe der Familie von nichtmetallisch zu metallisch ändern
  • Bekanntestes Mitglied: Sauerstoff

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Halogen-Elementfamilie

Die Halogenelementfamilie
Die hervorgehobenen Elemente dieses Periodensystems gehören zur Familie der Halogenelemente. Todd Helmenstine

Die Halogenfamilie ist eine Gruppe reaktiver Nichtmetalle.

  • Gruppe 17 oder VIIA
  • Halogene
  • 7 Valenzelektronen
  • Reaktive Nichtmetalle
  • Schmelzpunkte und Siedepunkte nehmen mit zunehmender Ordnungszahl zu
  • Hohe Elektronenaffinitäten
  • Ändern Sie den Zustand, wenn sich die Familie nach unten bewegt, wobei Fluor und Chlor bei Raumtemperatur als Gase vorliegen, während Brom eine Flüssigkeit und Jod ein Feststoff ist

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Edelgaselementfamilie

Die Edelgaselementfamilie
Die hervorgehobenen Elemente dieses Periodensystems gehören zur Familie der Edelgaselemente. Todd Helmenstine

Die Edelgase sind eine Familie nicht reaktiver Nichtmetalle. Beispiele sind Helium und Argon.

  • Gruppe 18 oder VIIIA
  • Edelgase oder Inertgase
  • 8 Valenzelektronen
  • Typischerweise existieren sie als einatomige Gase. obwohl diese Elemente (selten) Verbindungen bilden
  • Stabiles Elektronenoktett macht unter normalen Umständen nicht reaktiv (inert)

 

Quellen

  • Fluck, E. „Neue Notationen im Periodensystem.“ Reine Appl. Chem. IUPAC . 60 (3): 431–436. 1988. doi: 10.1351 / pac198860030431
  • Leigh, GJ Nomenklatur der Anorganischen Chemie: Empfehlungen . Blackwell Science, 1990, Hoboken, NJ
  • Scerri, ER Das Periodensystem, seine Geschichte und seine Bedeutung . Oxford University Press, 2007, Oxford.

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