Periodengruppen
Es gibt zwei große Gruppen von Elementen, die im Periodensystem getrennt sind. Dies sind die Metalle und die Nichtmetalle. Die Metalle befinden sich auf der linken Seite und reichen von Lithium, Li, bis hinunter zu Francium, Fr, und dann nach rechts zu Aluminium, Al, (nicht Barium, B) und Wismut, Bi. Die Nichtmetalle sind Kohlenstoff, C, und die diagonale Linie zu Radon, Rn, und alle Elemente rechts von dieser diagonalen Linie. Wasserstoff ist ein Nichtmetall. Damit verbleibt eine Reihe von Elementen mit nicht ganz metallischen Eigenschaften, die als Halbmetalle (oder Metalloide) bezeichnet werden: Bor, B; Silizium, Si; Gallium, Ga; Arsen, As; Antimon, Sb; Tellur, Te; und Polonium, Po. Halbmetalle leiten die Elektrizität nur geringfügig und können spröde und glanzlos sein.
Vier Gruppen im Periodensystem haben unterschiedliche Namen und unterschiedliche Eigenschaften. Die Gruppen Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Halogene und Edelgase. Wenn wir die Chemie eines Elements aus einer dieser Gruppen verstehen, wissen wir, dass die anderen Mitglieder der Gruppe ähnliche Reaktionen und Eigenschaften haben. Die erste Spalte des Periodensystems sind die Alkalimetalle: Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr). Alkalimetalle sind weiche Metalle, die sich leicht schneiden lassen, einen niedrigen Schmelzpunkt haben, eine geringe Dichte aufweisen (Lithium, Natrium und Kalium schwimmen auf Wasser) und schnell mit Sauerstoff und Wasser reagieren. Sie bilden Sauerstoffverbindungen in einem Verhältnis von 2 zu 1, z. B. Na2O und K2O, und bilden Chlorverbindungen in einem Verhältnis von 1 zu 1, z. B, NaCl und KCl (großartiges Video unter http://www.open2.net/sciencetechnologynature/worldaroundus/akalimetals.html).
Alkalimetalle: Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium
Beachten Sie, dass Wasserstoff, H, oft in der gleichen Spalte steht, aber kein Alkalimetall ist, denn Wasserstoff ist einzigartig und gehört zu einer eigenen Familie.
Die zweite Spalte des Periodensystems sind die Erdalkalimetalle: Beryllium, Be; Magnesium, Mg; Kalzium, Ca; Strontium, Sr; Barium, Ba; und Radium, Ra. Diese Metalle haben ähnliche Eigenschaften wie die Alkalimetalle, sind jedoch härter, haben höhere Schmelzpunkte und Dichten und reagieren langsamer mit Sauerstoff und Wasser. Die wichtigste Änderung ist die Veränderung des Verhältnisses der mit Sauerstoff und Chlor gebildeten Verbindungen. Mit Sauerstoff bilden diese Metalle Verbindungen mit einem Verhältnis von 1 zu 1, wie MgO und CaO, und reagieren mit Chlor zu Verbindungen mit einem Verhältnis von 1 zu 2, wie MgCl2 und CaCl2.
Die vorletzte Spalte sind die Halogene: Fluor, F; Chlor, Cl; Brom, Br; Jod, I; und Astatin, At. Dies sind giftige, gefährliche und reaktive Stoffe (die Isolierung von Fluor kostete mehrere frühe Experimentatoren das Leben). Sie sind so reaktiv, dass sie in der Natur in zweiatomigen Molekülen wie F2 , Cl2 , Br2 und I2 vorkommen (At ist radioaktiv und wird nur als Atom beschrieben). Halogene sind die einzigen Elemente mit der Endung -in, so dass sie leicht zu erkennen sind). Sie bilden leicht Gase. Fluor und Chlor sind bei Zimmertemperatur gasförmig, Brom ist flüssig (die einzige andere Flüssigkeit bei Zimmertemperatur ist Quecksilber, Hg). Jod geht so leicht in ein Gas über, dass es bei Zimmertemperatur sublimiert (von fest zu gasförmig wird), obwohl es ein Feststoff ist. Diese Elemente sind auch häufig in Salzen wie Kochsalz, NaCl, und Meersalzen, KCl und MgCl2, zu finden.
Die letzte Spalte enthält die Edelgase: Helium, He; Neon, Ne; Argon, Ar; Krypton, Kr; Xenon, Xe; und Radon, Rd. Alle diese Gase sind nicht reaktiv, daher ihr Name, der sich darauf bezieht, dass sie zu gut sind, um zu reagieren. Vor kurzem haben Kr, Xe und Rd unter besonderen Bedingungen stabile Verbindungen gebildet. Die Tatsache, dass es sich um Gase handelt, die nicht reaktiv sind, bedeutete, dass es sehr schwierig war, sie zu entdecken und zu isolieren.
Edelgase, die durch Elektrizität angeregt werden http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Glowing_noble_gases.jpg
Einige andere Gruppen sind die Übergangsmetalle, die Elemente in der „Mitte“ des Periodensystems, beginnend mit Scandium, Sc, (#21) über Zink, Zn, bis hin zu Quecksilber, Hg, und Element 112 (Copernicium).
Auch zwei Perioden von Elementen, die in den meisten Periodensystemen von den anderen Elementen getrennt sind, sind die Lanthanoide und Actinoide (gemeinhin als Lanthaniden und Actiniden bezeichnet), die bei Lanthium, La, (#57) beginnen. Diese Elemente werden zwar gemeinhin als Seltenerdmetalle bezeichnet, sind aber eigentlich recht häufige Elemente. Auch Glenn Seaborg (der mehrere transuranische Elemente wie Plutonium und Americium schuf) schlug, sehr zum Leidwesen seiner Vorgänger, vor, die Familiennamen für die Perioden und nicht für die Gruppen zu verwenden, da er zu Recht darauf hinwies, dass die Eigenschaften dieser Elemente in den Reihen und nicht in den Spalten ähnlich waren.