Skupiny periodické tabulky

Vlastnosti alkalických kovů, kovů alkalických zemin a přechodných kovů. Halogeny a vzácné plyny.

V minulém videu jsme mluvili
o tom, jak opravdu každý atom

chce mít 8...
Napíšu to.

Osm elektronů ve své
vnější slupce (vrstvě).

Je to v podstatě nejstabilnější konfigurace,

kterou může mít elektron.
A vzhledem k této skutečnosti,

která byla zjištěna opravdu jen pozorováním světa,

můžeme přijít na to, co se asi bude dít
v jednotlivých skupinách periodické tabulky.

Skupina periodické tabulky
je pouze sloupec periodické tabulky.

Stejně jako tato skupina, přímo tady.

Začnu s touto skupinou,
protože má zvláštní název.

Tato skupina právě tady
je skupinou ušlechtilých plynů.

A co mají společného prvky ve skupině?

Co mají prvky v jednom sloupci stejné?

V minulém videu jsme viděli,
že každý prvek ve sloupci

má stejný počet valenčních elektronů.

Tedy má stejný počet elektronů

ve své vnější elektronové slupce.

Tak jsme si zjistili, co to bylo.

Tento sloupec, který jsme se
naučili, byly alkalické kovy,

ty mají 1 elektron ve své
vnější elektronové slupce.

A schválně jsem upozornil na vodík,

který není chápán jako alkalický kov.

Zaprvé obvykle není ve formě kovu.

A nechce odevzdávat elektrony
tak moc jako ostatní kovy.

Když lidé mluví o kovových vlastnostech prvku

mluví právě o tom, nakolik je
pro tento prvek možné odevzdat elektron.

Budeme mluvit o ostatních vlastnostech kovů,

zejména o způsobu, podle kterého vnímáme kovy jako

lesklé a možná také elektricky vodivé, také uvidíme jak to

funguje v periodické tabulce.

Ale vraťme se zpět k tématu.

Prvky v tomto sloupci se nazývájí
kovy alkalických zemin.

Takže toto jsou kovy alkalických zemin.

Ty všechny mají dva elektrony ve vnější slupce.

Takže si pamatujte, každý chce získat osm.

Kdyby tito kluci chtěli získat osm elektronů přidáním šesti dalších,

měli by co dělat.

Tito by museli přidat sedm elektronů.

Tito by chtěli přidat šest elektronů.

Otázka, od koho by si tyto elektrony mohli vzít?

Protože tito kluci nechtějí odevzdávat své elektrony.

Mají jich skoro osm.

Takže je mnohem jednodušší odevzdávat elektrony,

když jste na levé straně periodické tabulky.

Ve skutečnosti, když musí dát pryč jenom jeden - zejména

v případě prvků odlišných od vodíku - když musí

dát pryč jenom jeden, opravdu to chtějí udělat.

Přesně kvůli tomuto, tyto prvky přesně tady

se málokdy objevují v jejich elementárním stavu.

Když říkám elementární stav, znamená to, že tady není nic kromě

lithia, není tady nic kromě sodíku, není

tady nic kromě draslíku.

Je velmi pravděpodobné, že když najdete tento prvek

pravděpodobně už s něčím zreagoval.

Pravděpodobně s něčím z této strany periodické

tabulky, protože tento se chce opravdu zbavit elektronů

a tento je zase opravdu touží získat.

Takže se tato reakce pravděpodobně uskuteční.

Tyto jsou také reaktivní.

Kovy alkalických zemin jsou také reaktivní, ale

ne tolik jako alkalické kovy.

Je to kvůli tomu, že tito kluci jsou opravdu blízko

k dosažení stabilní magické osmičky.

Tito kluci jsou trochu dál.

Takže to potřebuje trochu více, mohli byste říct trochu

potlačit, aby odevzdali dva elektrony.

Tihle se chtějí zbavit jen jednoho.

Řekli jsme si, že tyto mají dva elektrony

ve své vnější slupce.

A všechny tyto prvky, které se jmenují

přechodné kovy, když získají eletrony navíc,

naplní jimi d podslupku (orbital) v přeposlední slupce.

Ano?

Takže jejich poslední slupka má stále dva.

Stále mají tyto dva elektrony.

Toto je čtvrtá perioda, takže všechny tyto prvky

mají v poslední slupce 2 elektrony v s orbitalu.

A tyto prvky elektrony zaplňují pouze

své 3d orbitaly.

Nebo také 3d podslupky.

Tady jsou dvojky.

Takže všechny tyto prvky mají 2 valenční elektrony.

Všechny, stejně jako kovy alkalických zemin,

potřebují ztratit dva elektrony, aby byly spokojené.

Možnost, jak se na tohle dívat je,

(je to zjednodušení, takže to berte s rezervou)

že tihle chlápci mají moc velký náklad elektronů.

Takže kdyby se mohli zbavit těchto valenčních elektronů,

tady napíšu, že železo má 2 valenční elektrony,

i když se jich zbaví,

pořád ještě mají zásoby v d orbitalu

jejich předposlední slupky.

Takže když se zbaví 4s2 elektronů, pořád mají

3d elektrony s vysokou energií

jakoby místo nich.

A dám to do úvozovek, protože

je to opravdu jen způsob, jak si to představit

A proč to vlastně říkám?

Kovy prostě rády rozdávají své elektrony.

Takže reagují.

Říkají: "Hele, vem si moje elektrony!"

Tihle se chtějí zbavit těch dvou elektronů.

Ale tihle, protože mají zaplněnou i d podslupku,

nabízí tyto dva elektrony,

ale nejenom ty, mají ještě víc elektronů.

A kde asi?

V rezervách v d slupce.

A co se stane s přechodnými kovy

a také se to děje hlavně s kovy

(kovy jsou tady, ne ta skupina,

ale všechny tyto stejně barevné,)

takže mají spoustu elektronů

nejenom tady, ale mají ještě naplněné d slupky,

takže když jsou v elementárním stavu

(opět když říkám v elementárním stavu znamená to,

že mám kus hliníku.

Hliník ještě s ničím nezreagoval jako například s kyslíkem.

Je to prostě jen kus hliníku.

Ano?)

Když mám kus hliníku,

jsou v něm kovové vazby, to znamená, že

všechny atomy hliníku mají elektrony,

v případě hliníku jsou to tři elektrony

ve vnější slupce.

Ale také mají stále ty zásoby elektronů

v d orbitalu.

Takže si řeknou, že se o ně prostě rozdělí s ostatními atomy hliníku.

Takže z toho máme takové moře hliníkových atomů.

A ty se navzájem přitahují.

Nebo řekněme, že máme moře elektronů.

Sedí si tu hrstka elektronů mezi atomy

a protože ty atomy tam ty elektrony půjčily,

tak jsou k nim přitahováni.

Ano?

Takže ty atomy jsou v podstatě kladné ionty hliníky,

které tam odevzdaly ty tři elektrony.

Toto není úplně přesné.

Je to jen zjednodušení, abychom si to vysvětlili.

A proto jsou kovy opravdu dobře vodivé,

protože elektřina je v podstatě je hromada pohybujících se elektronů,

a aby se elektrony mohly pohybovat,

musíme jich mít kolem dostatek.

Takže prvky v tady tom prostoru jsou

opravdu dobré vodiče.

Nejlepším vodičem je vlastně stříbro.

Stříbro (tady) je tím nejlepším vodičem na planetě.

A důvodem proč se nepoužívá do drátů jako měď je,

že měď je daleko snažší najít.

Ale lepším vodičem je stříbro.

Můžeme říct, že

jakmile se zaplní celý orbital,

bude ten orbital docela stabilní.

Takže všechny tyhle prvky mají zaplněný d orbital.

Zatímco tyto ho zaplněný nemají.

Takže mají spoustu přebytečných elektronů,

které se hodí pro vedení.

Teď, toto je jen můj pocit,

nikdy jsem to nedokazoval experimentem,

ale pomůže vám to pochopit,

proč jsou některé věci vodivé a tak.

Toto jsou přechodné kovy.

A jsou opravdu považovány za kovy.

Přechodné kovy se označují protože

zaplňují d slupku.

Ale to označení přechodné kovy zní,

jako by nebyly stejně dobré jako kovy.

Ale když si představím kov,

nejdřív se mi vybaví železo.

Rozhodně si vzpomenu na stříbro, měď a zlato jako na kovy.

Takže nazývat je přechodnými není úplně fér.

Opravdu nepovažuju hliník víc za kov než

třeba železo.

Ale v chemickém slovníčku

je hliník víc kovem.

Tady ty prvky

Vím, že jsem trochu odbočil od tématu skupin.

Takže napíšu ke skupinám počet valenčních elektronů.

Tyto mají tři valenční elektrony.

Čtyři, pět, šest, sedm.

Takže tyto všechny mají tři elektrony

ve valenční (vnější) slupce.

Může se zdát, že pro ně bude opět snazší dát ty elektrony pryč,

ale v některých případech

například v případě boru,

by se mohla vyskytnout situace, kdy by přijal pět elektronů,

i když to možná vypadá těžší.

Je mnohem snažší zbavit se tří

a to je důvod, proč se kovy

objevili v této kategorii.

Jak vidíte, když budeme v tabulce postupovat

směrem dolů, kovy mají více a více

valenčních elektronů.

Takže vezměme olovo.

Je to pořád kov,

i když má čtyři valenční elektrony.

A je to proto, že ten atom je tak velký, jeho poloměr

je také velký, takže vnější slupka je dost daleko od jádra,

takže je snazší tyto elektrony odebrat.

Takže například u uhlíku

elektrony jsou velice blízko jádru.

Takže je velmi těžku mu je vzít.

Takže uhlík si raději vezme elektrony od někoho jiného,

aby získal těch vytoužených osm.

Zatímco tyto prvky mají ty elektrony tak daleko od jádra,

že se jich raději úplně zbaví

a budou mít osm elektronů v předposlední slupce a dostanou

se tak na konfigurace například xenonu.

A tady tyto prvky jsou nekovy.

Ano?

Pravděpodobně budou získávat elektrony

ve většině reakcí.

A tady ta žlutá skupina, říkal jsem, že je velmi reaktivní,

je vysoce reaktivní hlavně s alkalickými kovy,

tak to jsou halogeny.

Asi jste to slovo slyšeli už předtím.

Halogenové lampy.

A to není vůbec zavádějící označení pro halogenové lampy.

Nebylo to vůbec náhodně vybrané slovo.

Možná někdy příště udělám video o halogenových lampách.

Nakonec tu jsou vzácné plyny.

Co je na nich zajímavého?

No, mají osm elektronů ve valenční slupce.

Ano?

S výjimkou hélia.

Hélium má dva, ano?

Konfigurace hélia je 1s2

Ale u všech tady je

konfigurace elektronů 1s2.

Toto je neon.

Konfigurace 1s2, 2s2, 2p6.

Takže má osm elektronů ve vnější slupce (tj. druhé).

Takže je šťastný.

Argon taktéž.

Vnější slupka: 3s2, 3p6.

Ve vnější slupce kryptonu:

4s2, 4p6

Bude mít taky nějaké 3d elektrony v zásobě

stejně jako přechodné kovy předtím.

Ale všechny mají ve vnější slupce osm elektronů

takže jsou šťastní.

Nemají žádný důvod reagovat.

Říkají si: "Hele, vy ostatní prvky

můžete tady klidně šíleně reagovat,

ale my už jsme takhle šťastní.

A rozhodně nechceme nikomu dávat či brát elektrony.

A proto jsou tyto prvky velice, velice nereaktivní.

Opravdu velmi nereaktivní.

A v minulosti, když vyráběli vzducholodě

- Hindenburg je velmi slavný příklad -

používali vodík.

A samozřejmě vodík je dost reaktivní prvek.

Je opravdu hodně vznětlivý, takže snadno vybuchuje.

A proto teď na poutích neplní balónky vodíkem,

ale raději héliem.

Protože hélium je jako vzácný plyn velmi nereaktivní.

A je opravdu velmi nepravděpodobné,

že by vybuchl na dětské oslavě narozenin.

Každopádně, to je všechno k tomuto videu.

A v příštím videu budeme mluvit trochu

o trendech napříč periodickou tabulkou.