Οι ομάδες του Περιοδικού Πίνακα

Οι ιδιότητες των αλκαλίων, των αλκαλικών γαιών και των στοιχείων μεταπτώσεως. Αλογόνα και ευγενή αέρια.

Στο προηγούμενο βίντεο μιλήσαμε για το πως το κάθε άτομο

επιθυμεί να έχει 8 -- ας το γράψω εδώ --

8 ηλεκτρόνια στην εξώτερή του στοιβάδα

Αυτή είναι η πιο σταθερή διάταξη που μπορεί να έχει

ένα ηλεκτρόνιο. Και δεδομένου ότι αυτό έχει καθοριστεί

απλά και μόνο παρατηρώντας τον κόσμο, στην ουσία,μπορούμε να

αρχίσουμε να καταλαβαίνουμε τι συμβαίνει σε διαφορετικές

ομάδες του Περιοδικού Πίνακα.

Μια ομάδα του Περιοδικού Πίνακα είναι απλά μια στήλη

του Περιοδικού Πίνακα

Όπως αυτή η ομάδα εδώ, και βασικά θα αρχίσω με

αυτή την ομάδα, επειδή εχει ένα ιδιαίτερο όνομα.

Αυτή η ομάδα εδώ πέρα ονομάζεται "Ευγενή Αέρια".

Και τι είναι κοινό όπως κατεβαίνεις σε μια ομάδα

στον Περιοδικό Πίνακα;

Τι είναι κοινό για μια στήλη στον Περιοδικό Πίνακα;

Λοιπόν, στο προηγούμενο βίντεο είδαμε πως κάθε στοιχείο σε μία στήλη

έχει τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους.

Ή πως έχει τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων

στην εξώτερή του στοιβάδα.

Και καταλάβαμε τι ήταν αυτό.

Αυτή η στήλη εδώ, η οποία είχαμε πει πως είναι τα "Αλκάλια",

έχει ένα ηλεκτρόνιο στην εξώτερή του στοιβάδα.

Και κατά σύμβαση αναφέρω πως το υδρογόνο δεν

θεωρείται απαραίτητα ένα αλκάλιο.

Πρώτον, συνήθως δεν βρίσκεται σε μεταλλική μορφή.

Και δεν έχει την τάση να αποβάλλει ηλεκτρόνια όσο

έχουν τα άλλα μέταλλα

Όταν κάποιοι αναφέρονται στα μεταλλο-ειδή χαρακτηριστικά ενός

στοιχείου, στην ουσία μιλάνε για το πόσο έχει την τάση να

αποβάλλει ένα ηλεκτρόνιο.

Θα μιλήσουμε για άλλα χαρακτηριστικά ενός μετάλλου,

ειδικά για τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τα μέταλλα,

ως λαμπερά αντικείμενα, και μπορεί να άγουν τον ηλεκτρισμό, και να δούμε πως

αυτό σχετίζεται με τον Περιοδικό Πίνακα

Αλλά τέλος πάντων, ας επιστρέψουμε σε αυτά που έλεγα πριν.

Αυτή η στήλη εδώ, αυτή εδώ ονομάζεται

"Αλκαλικές Γαίες"

Αυτό λοιπόν είναι αλκαλική γαία.

Όλα αυτά έχουν 2 ηλεκτρόνια στην εξώτερή τους στοιβάδα

Θυμηθείτε λοιπόν, πως όλα θέλουν να φτάσουν στα 8.

Αν αυτά εδώ ήθελαν να αποκτήσουν 8 προσθέτωντας ηλεκτρόνια

θα είχαν πολύ δρόμο να διανύσουν.

Κατα αυτό τον τρόπο, θα έπρεπε να προσθέσουν 7 ηλεκτρόνια.

Θα έπρεπε να προσθέσουν 6 ηλεκτρόνια.

Και από ποιον σκοπεύουν να τα πάρουν;

Γιατί αυτά εδώ τα στοιχεία δεν επιθυμούν να δώσουν τα δικά τους ηλεκτρόνια

Βρίσκονται πολύ κοντά στο να φτάσουν τα 8.

Οπότε είναι πολύ πιο εύκολο όταν βρίσκεσαι στην αριστερή μεριά

του Περιοδικού Πίνακα να αποβάλλεις τα ηλεκτρόνια σου.

Για την ακρίβεια, όταν έχεις μόνο ένα να αποβάλλεις -- ειδικά

στην περιπτώση στοιχείων πέρα από το υδρογόνο -- όπου έχεις

ένα να δώσεις, τότε υπάρχει μεγάλη τάση να συμβεί.

Και εξαιτίας αυτού, αυτά τα στοιχεία εδώ

πολύ σπάνια βρίσκονται στη στοιχειακή τους μορφή.

Και όταν λέω στοιχειακή μορφή, σημαίνει πως δεν υπάρχει τίποτα άλλο πέρα από

λίθιο εδω πέρα, δεν υπάρχει τίποτα άλλο πέρα από νάτριο εδώ,

τίποτα πέρα από κάλιο εδώ.

Είναι πολύ πιθανό, έαν το βρεις, να έχει

ήδη αντιδράσει με κάτι άλλλο.

Πιθανότατα με κάτι από αυτή τη μεριά του Περιοδικού

Πίνακα, επειδή αυτό θέλει πάρα πολύ να αποβάλλει

κάτι, αυτό θέλει να πάρει κάτι πάρα πολύ.

Οπότε η αντίδραση είναι πολύ πιθανό να συμβεί .

Αυτά εδώ είναι επίσης δραστικά.

Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών είναι επίσης δραστικά, αλλά όχι τόσο

δραστικά όσο τα μέταλλα των αλκαλίων.

Και αυτό γιατί αυτά εδώ τα στοιχεία είναι πολύ κοντά στο

να πλησιάσουν τον "μαγικό" αριθμό 8.

Αυτά εδώ όμως βρίσκονται λιγάκι πιο μακριά.

Οπότε χρειάζεται μια παραπάνω, θα μπορούσαμε να πούμε,

ώθηση για να μπορέσουν να αποβάλλουν 2.

Αυτά εδώ χρειάζεται να αποβάλλουν μόνο ένα.

Αλλά προηγουμένως μάθαμε πει πως αυτά εδώ έχουν μόνο 2 στην

εξώτερή τους στοιβάδα.

Και μετά όλα αυτά εδώ τα στοιχεία, τα οποία ονομάζονται

"Στοιχεία Μεταπτώσεως", καθώς προσθέτονται ηλεκτρόνια,

αυτά απλά συμπληρώνουν την d υποστοιβάδα της προηγούμενης στοιβάδας

Έτσι δεν είναι;

Οπότε η εξώτερή τους στοιβάδα παραμένει έχοντας 2 ηλεκτρόνια

Έχει ακόμα αυτά.

Αν αυτή είναι η 4η περίοδος, η εξώτερη στοιβάδα

όλων αυτών των στοιχείων έχει 4s2.

Και αυτά τα στοιχεία απλά συμπληρώνουν την

3d τροχιακό.

Ή την 3d υποστοιβάδα.

Αυτά είναι δυάρια.

Οπότε όλα αυτά έχουν 2 εξώτερα ηλεκτρόνια.

Οπότε, όλα αυτά, όπως και με τις αλκαλικές γαίες, χρειάζεται

να αποβάλλουν 2 ηλεκτρόνια ώστε να "είναι χαρούμενα".

Και ο τρόπος που το σκέφτομαι, και αυτός είναι απλά ένας

τρόπος -- και αυτό μπορεί και να είναι εμφανές στην φυσική πραγματικότητα -- είναι

πως αυτά εδώ τα στοιχεία έχουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονίων.

Αν έχουν τη δυνατότητα να ξεφορτωθούν κάποια από αυτά

τα ηλεκτρόνια σθένους -- οπότε αν γράψω ότι ο σίδηρος έχει 2 ηλεκτρόνια

σθένους -- ακομα και αν διώξουν αυτά τα ηλεκτρόνια, έχουν

ένα μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονίων στην d υποστοιβάδα

της προηγούμενης στοιβάδας.

Οπότε, αν χάσει τα 4s2 ηλεκτρόνια του, έχει ακόμα όλα

αυτά τα 3d ηλεκτρόνια τα οποία είναι υψηλής ενεργειακής κατάστασης που

είναι δυνατό να "αντικατασταθούν"¨.

Και θα χρησιμοποιήσω εισαγωγικά σε όλα αυτά, γιατί είναι απλά

τρόποι για μένα να οπτικοποιήσω τις έννοιες.

Και ο λόγος που επισημαίνω αυτό είναι γιατί τα μέταλλα

είναι πολύ δοτικά με τα ηλεκτρόνιά τους.

Και αυτά εδώ τα στοιχεία αντιδρούν.

Λένε, έι, πάρε τα ηλεκτρόνιά μου.

Αυτά εδώ λένε, πάρε αυτά τα 2 ηλεκτρόνια.

Και αυτά εδώ, αρχίζουν να λένε, ειδικά καθώς γεμίζει

η d υποστοιβάδα, έχω αυτά τα 2 ηλεκτρόνια, και όχι μόνο

έχω αυτά τα ηλεκτρόνια, αλλά έχω κι άλλα ηλεκτρόνια

από εκεί -- δηλαδή, σχεδόν από εκεί -- που ήρθαν και αυτά.

Έχω κάποια σε απόθεμα στην d.

Και αυτό που συμβαίνει σε αυτά τα μέταλλα μετάπτωσης, και

συμβαίνει ειδικά στα μέταλλα -- εδώ λοιπόν είναι

τα μέταλλα, και αυτά δεν ακολουθούν απλά μια ομάδα,

αλλά αυτά είναι τα μέταλλα, αυτό εδώ το χρώμα -- είναι πως έχουν

τόσο πολλά ηλεκτρόνια να προσφέρουν, όχι μόνο έχουν αυτά

τα παραπάνω εδώ, αλλά έχουν γεμάτη τη d υποστοιβάδα, ώστε

μπορούν να, ειδικά όταν είναι σε στοιχειακή μορφή, και

όταν λέω στοιχειακή μορφή, αυτό σημαίνει πως έχεις

ένα μεγάλο κομμάτι από αργίλιο (αλουμίνιο).

Το αργίλιο δεν έχει αντιδράσει με τίποτα όπως π.χ. οξυγόνο.

Είναι απλά μια ποσότητα αλουμινίου.

Έτσι;

Όταν έχεις μια ποσότητα αλουμινίου, αυτό που συμβαίνει είναι

ότι έχεις αυτούς τους μεταλλικούς δεσμούς όπου όλα τα άτομα

αλουμινίου ας πούμε, ή μάλλον, έχω όλα αυτά τα έξτρα, έχω

σίγουρα, στην περίπτωση του αργιλίου, 3 ηλεκτρόνια στην

εξώτερή μου στοιβάδα.

Αλλά έχω όλα αυτά τα ηλεκτρόνια συμπληρωμένα σε

μια d υποστοιβάδα.

Και σκοπεύω να τα μοιραστώ με άλλα άτομα αλουμινίου.

Οπότε δημιουργείται μία "θάλασσα" από άτομα αλουμινίου. Και

έλκονται το ένα με το άλλο.

Ή δημιουργείται μια θάλασσα από ηλεκτρόνια αλουμινίου.

Οπότε έχουμε ένα σωρό από ηλεκτρόνια να κάθονται μεταξύ

των ατόμων και καθώς τα άτομα "δωρίσαν" αυτά τα

ηλεκτρόνια, έλκονται προς αυτά.

Έτσι;

Συνεπώς τα άτομα -- και αυτό λοιπόν θα είναι ένα αργίλιο συν, και

ίσως θα μπορούσαμε να είχαμε δωρίσει 3 ηλεκτρόνια.

Αλλά αυτά που λέω δεν είναι πολύ ακριβή.

Απλά θέλω να σας δώσω μια ιδέα του πως λειτουργούν κάποια πραγματα.

Και αυτός είναι ο λόγος που τα μέταλλα είναι πολύ αγώγιμα, επειδή

ο ηλεκτρισμός είναι απλά η κίνηση των ηλεκτρονίων, και

για να μπορούν τα ηλεκτρόνια να κινούνται, θα πρέπει να έχουμε πλεόνασμα

ηλεκτρονίων που να βρίσκονται εκεί.

Συνεπώς, τα στοιχεία αυτής εδώ της περιοχής είναι πάρα

πολύ καλοί αγωγοί.

Για την ακρίβεια, το ασήμι (άργυρος) είναι ο καλύτερος αγωγός.

Το ασήμι εδώ, είναι ο καλύτερος αγωγός στον πλανήτη.

Και ο λόγος που δεν το χρησιμοποιούμε στα καλώδιά μας αλλά τον χαλκό

είναι επειδή ο χαλκός βρίσκεται πιο εύκολα από το ασήμι.

Αλλά το ασήμι είναι ο καλύτερος αγωγός.

Και ο τρόπος που το αντιλαμβάνομαι είναι ότι αυτά -- μόλις

γεμίσεις ένα τροχιακό, αυτό το τροχιακό

γίνεται πιο, ας πούμε, σταθερό.

Οπότε όλα αυτά εδώ έχουν γεμίσει το d τροχιακό τους.

Ενώ αυτά εδώ, το d τροχιακό τους δεν είναι πλήρες.

Οπότε έχουν αρκετό πλεόνασμα ηλεκτρονίων και έχουν

πολύ καλή αγωγιμότητα.

Τώρα, αυτό είναι απλά μια διαίσθηση.

Δεν έχω κάνει τα απαραίτητα πειράματα για να το αποδείξω.

Αλλά θα σας δώσω μια ιδέα του γιατί οι ουσίες

είναι αγωγοί και όλα αυτά τα σχετικά.

Αυτά λοιπόν είναι τα στοιχεία (μέταλλα) μεταπτώσεως.

Αυτά εδώ βασικά θεωρούνται μέταλλα.

Αλλά ο λόγος που αυτά θεωρούνται τα μέταλλα

μεταπτώσεως είναι επειδή συμπληρώνουν τον τομέα d.

Αλλά ακούγεται σαν τα μέταλλα μεταπτώσεως

να μην είναι και τόσο καλά μέταλλα.

Αλλά όταν σκέφτομαι μέταλλα, ο σίδηρος είναι πάντα απ' τα πρώτα

μέταλλα που μου έρχονται στο μυαλό

Σίγουρα θεωρώ το ασήμι, το χαλκό και το χρυσό ως μέταλλα.

Αρά, το να τα αποκαλούμε μέταλλα μετάπτωσης δεν είναι και πολύ δίκαιο.

Δεν θεωρώ το αλουμίνιο περισσότερο μέταλλο απ' ότι

ας πούμε, είναι ο σίδηρος.

Αλλά βάσει της χημικής τους κατάταξης, το αλουμίνιο

είναι περισσότερο μέταλλο.

Αυτά τα στοιχεία εδώ πέρα.

Και ξέρω πως έχω ξεφύγει από την έννοια της ομάδας.

Αλλά απλά επιτρέψτε μου να γράψω τα ηλεκτρόνια σθένους.

Όλα αυτά λοιπόν έχουν 3 ηλεκτρόνια σθένους.

4, 5, 6, 7.

Όλα αυτά λοιπόν, έχουν 3 ηλεκτρόνια

στην εξώτερή τους στοιβάδα.

Συνεχίζει να μοιάζει πιο έυκολο για αυτά να τα αποβάλλουν παρά

να δεχτούν , αλλά ίσως τώρα, σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί,

ειδικά στην περίπτωση, ας πούμε, του βορίου, μπορεί να

υπάρξει μια κατάσταση όπου είναι δυνατόν να πάρει 5 ηλεκτρόνια,

παρόλο που αυτό φαίνεται δύσκολο.

Είναι πολύ πιο εύκολο να δώσει 3, και για αυτό

πολλά από τα "επίσημα μέταλλα"

εμφανίζονται σε αυτή εδώ την κατηγορία.

Και όπως μπορείτε να δείτε, όπως κατεβαίνουμε στον Περιοδικό Πίνακα

μπορείτε να συναντήσετε μέταλλα που έχουν όλο και

περισσότερα ηλεκτρόνια σθένους.

Όπως για παράδειγμα ο μόλυβδος.

Είναι και αυτό μέταλλο, παρόλο που

έχει 4 ηλεκτρόνια σθένους

Και αυτό γιατί το άτομό του είναι τόσο μεγάλο, η ακτίνα του τόσο μεγάλη

που η εξώτερη στοιβάδα του είναι πολύ μακριά από τον πυρήνα,

και οπότε αυτά τα ηλεκτρόνια είναι πολύ εύκολο να φύγουν.

Οπότε, για παράδειγμα, όπως προχωράμε, ο άνθρακας, αυτά τα

ηλεκτρόνια είναι πολύ κοντά στον πυρήνα.

Οπότε είναι πολύ δύσκολο να διαφύγουν.

Οπότε ο άνθρακας είναι πιο πιθανό να πάρει ηλεκτρόνια

από κάποιο άλλο για να φτάσει στα 8.

Ενώ τα ηλεκτρόνια σθένους αυτών εδώ είναι τόσο μακριά

από τον πυρήνα που είναι πιο πιθανό να θέλουν να τα

ξεφορτωθούν ώστε να φτάσουν στα 8 και να αποκτήσουν μια

ηλεκτρονιακή διάταξη όπως, ας πούμε, αυτή του ξένου.

Και τότε αυτά εδώ τα στοιχεία είναι τα "Αμέταλλα".

Έτσι;

Είναι πιο πιθανό να λάβουν

ηλεκτρόνια στις πιο πολλές αντιδράσεις.

Και τότε αυτή η κίτρινη κατηγορία, η οποία είπα πως είναι πολύ

δραστική, ιδιαίτερα δραστική ειδικά με τα αλκάλια

εδώ πέρα, αυτά εδώ ονομάζονται "Αλογόνα".

Και πολυ πιθανό να έχετε ξανακούσει αυτή τη λέξη.

Λάμπες αλογόνου.

Δεν είναι καθόλου λάθος να τις λέμε λάμπες αλογόνου.

Δεν είναι απλά μια τυχαία επιλογή λέξεων.

Πιθανόν να κάνω ένα βίντεο για τις λάμπες αλογόνου στο μέλλον.

Και έτσι επιτέλους, βρισκόμαστε στα ευγενή αέρια.

Τι το ενδιαφέρον έχουν τα ευγενή αέρια;

Λοιπόν, έχουν 8 ηλεκτρόνια στην

εξώτερή τους στοιβάδα, έτσι δεν είναι;

Εκτός από το ήλιο.

Το ήλιο έχει 2, έτσι;

Η ηλεκτρονιακή διάταξη του ηλίου είναι 1s2.

Από όλα αυτά εδώ, αυτό το στοιχείο έχει

ηλεκτρονιακή διάταξη 1s2.

Αυτό είναι το νέον.

1s2, 2s2, 2p6.

Οπότε έχει 8 ηλεκτρόνια στην εξώτερή του στοιβάδα.

Και άρα είναι "χαρούμενο".

Το αργό, επίσης το ίδιο.

Η εξώτερη στοιβάδα θα είναι 3s2, 3p6.

Το κρυπτό θα έχει στην εξώτερή του

στοιβάδα 4s2, 4p6.

Και θα έχει επίσης κάποια 3d ηλεκτρόνια όπως

συμπληρωθηκαν εδώ πίσω.

Αλλά όλα αυτά έχουν 8 στην εξώτερή τους στοιβάδα, και

άρα είναι χαρούμενα.

Δεν έχουν κανένα λόγο να αντιδράσουν.

Είναι σα να λένε, έι εσείς, όλα τα υπόλοιπα στοιχεία

αν θέλετε να ξέρετε, μπορείτε να κάνετε όλες αυτές τις αντιδράσεις

που χρειάζεστε να κάνετε, αλλά εμείς είμαστε χαρούμενα.

Και δεν θέλουμε να πάρουμε ή να δώσουμε ηλεκτρόνια.

Και επειδή αυτά τα στοιχεία είναι πολύ πολύ αδρανή.

Πάρα πολύ αδρανή.

Και ξέρετε, πιο παλιά, τότε που έφτιαχναν

εκείνα τα ζέπελιν, αυτά τα μεγάλα αερόστατα, -- το Hindenburg

είναι ένα γνωστό παράδειγμα -- χρησιμοποιούσαν υδρογόνο.

Και προφανώς το υδρογόνο είναι μια πολύ δραστική ουσία.

Είναι βασικά πολύ εύφλεκτο και για αυτό και εκρηγνύεται

πολύ γρήγορα. Και για αυτό το λόγο τώρα, οι κλόουν ή οι

κατασκευαστές μπαλονιών, προτιμούν στη θέση του να χρησιμοποιήσουν το ήλιο.

Γιατί το ήλιο είναι ένα ευγενές αέριο και είναι πολύ αδρανές.

Και είναι πολυ απίθανο να εκραγεί σε

ένα παιδικό πάρτυ γενεθλίων.

Αλλά τέλος πάντων, νομίζω πως τελείωσα με αυτό το βίντεο.

Και στο επόμενο βίντεο θα μιλήσουμε λίγο παραπάνω για

τις τάσεις κατα μήκος του Περιοδικού Πίνακα.