Chemické prvky

Ešte do začiatku 17. storočia sa predpokladalo, že všetky látky vznikajú zmenou pomeru jednot­livých vlastností v akejsi pralátke. Na nespráv­nosť tejto predstavy poukázal svojimi pokusmi anglický prírodovedec Róbert Boyle .Ukázal, že vlastnosti bez konkrétnych látok ne­jestvujú. Napríklad zlato nevzniká kombináciou kovového lesku, žltej farby, veľkej hustoty a iné. Vlastnosti zlata vyplývajú predovšetkým zo zlo­ženia a štruktúry jeho atómov.

Správne charakterizovať chemický prvok, bolo možné až v 20. storočí, po obja­ve zloženia a štruktúry atómov.

Čo jednoznačne charakterizuje chemický prvok?
Chemický prvok charakterizuje jeho protóno­vé číslo (alebo tiež atómové číslo).
Protónové číslo Z vyjadruje počet protónov v jadre atómu.
Prvok je chemická látka zložená z atómov, ktoré majú rovnaké protónové číslo.
Každý prvok má svoj názov, značku a protónové číslo Z.
Protónové číslo sa zapisuje pred značkou prvku vľavo dolu.

Názvy prvkov vznikali postupne. Niektoré prvky ako zlato, striebro, železo, uhlík mali svoje názvy už v staroveku. Veľká časť prvkov bola pomeno­vaná po ich objavení okolo roku 1800. Niektoré názvy vyjadrujú určitú vlastnosť prvku, iné ozna­čujú zdroj jeho výskytu v prírode, ďalšie majú názvy podľa význačných chemikov, miest, krajín a pod. Názvy prvkov sú odvodené väčšinou od gréckych alebo latinských slov. V slovenskom ná­zvosloví sa pre časť prvkov uplatňujú tieto názvy iba poslovenčené, napr. chloros - chlór. Časť prv­kov má latinské názvy a slovenské názvy odlišné, napr. kálium - draslík, calcium - vápnik.

Príklady odvodenia názvov prvkov:
Podľa vlastností:
chlór podľa svojho sfarbenia {chloros = žltozelený),
bróm podľa ostrého zápachu (bromos = zápach),
jód podľa sfarbenia jeho pár (iodés = fialový),
argón podľa svojej nezlúčivosti (argos = lenivý),
ortuť - hydrargyrum ako „tečúce striebro" (hydór = voda, argyros = striebro).

Podľa výskytu:
lítium podľa výskytu v nerastoch (lithos = kameň),
berýlium podľa nerastu beryl,
draslík - kálium od slova alkali - rastlinný popol.

Podľa význačných chemikov:
curium (vyslov kúrium) na počesť manželov P. a M. Curie,
mendelevium na počesť D. I. Mendelejeva,
nobelium na počesť A. Nobela.

Podľa krajiny, ktorej vedci sa zaslúžili o jeho objavenie:
ruténium objavil K. K. Claus, Rusko = Ruthenia,
polónium objavila M. Curie - Sklodowska, Poľsko = Polonia,
germánium objavil C. Winkler, Nemecko = Germánia.

Značky prvkov sú odvodené od ich latinských názvov. Značku prvku tvorí niekedy len veľké začiatočné písmeno latinského názvu prvku.


Napríklad:
vodík, latinský názov hydrogenium, značka H;
kyslík, latinský názov oxygenium, značka O;
uhlík, latinský názov carboneum, značka C.

Väčšinou sa však značka prvku skladá z dvoch písmen. K veľkému začiatočnému písmenu latin­ského názvu prvku sa pripája z tohto názvu ešte niektoré ďalšie malé písmeno.


Napríklad:
chlór, latinský názov chlorum, značka Cl;
olovo, latinský názovplumbum, značka Pb.

O prvku:
Prvok je chemická látka zložená z atómov, ktoré majú rovnaké protónové číslo.
Protónové číslo Z vyjadruje počet protónov v jadre atómu a zapisujeme ho pred značku prvku vľavo dolu.

Každý prvok má svoj názov, značku a pro­tónové číslo.
Názvy prvkov sú odvodené väčšinou od gréckych alebo latinských slov.
Značky prvkov sú odvodené od ich latinských názvov.

Značku prvku tvorí niekedy len veľké začia­točné písmeno latinského názvu. Väčšinou sa však značka prvku skladá z dvoch písmen.

Ako chemici postupne objavovali nové chemické prvky, usilovali sa ich usporiadať podľa určitých charakteristických vlastností. Prvé pokusy o takéto usporiadanie chemických prvkov sú známe z prvej polovice 19. storočia. Toto úsilie dosiahlo vrchol prácou ruského chemika Dmitrija Ivanoviča Mendelejeva.1869 usporiadal 63 vtedy známych chemických prvkov a predpovedal vlastnosti niektorých dovtedy neznámych prvkov. Z prvkov s podobnými vlastnosťami zostavil osobitné skupiny a tým vytvoril periodickú sústavu chemických prvkov a objavil periodický zákon. V súčasnosti obsahuje periodická sústava prvkov (PSP) už 114 chemických prvkov.

Prvky sú zaradené do periodickej sústavy postupne, podľa vzrastajúceho počtu protónov v atómoch prvkov, čiže podľa protónového čísla Z.

Ako sa menia vlastnosti prvkov v závislosti od vzrastajúcich protónových čísel atómov?

Aby sme vedeli odpovedať na túto otázku, najskôr si všimneme, ako závisí počet elektrónov vo vonkajšej vrstve atómov od veľkosti protónového čísla podľa obr.1

Vidíme, že atómy majú vo vonkajšej vrstve naj­menej 1 a najviac 8 elektrónov. Ďalej z grafu vi­díme, že počet elektrónov vo vonkajšej vrstve atómov sa v závislosti od protónového čísla ató­mov mení periodicky, teda pravidelne po urči­tom počte prvkov. Je to vždy po ôsmich prvkoch, napr. Li - Na, C - Si, F - Cl. Z grafu ľahko zistíme, že sú prvky, ktorých ató­my majú vo vonkajšej vrstve rovnaký počet elek­trónov. Napríklad atómy lítia Li, sodíka Na až francia Fr majú vo vonkajšej vrstve jeden elek­trón. Prvky, ktoré majú vo vonkajšej vrstve ató­mov rovnaký počet elektrónov, majú mnohé po­dobné vlastnosti. Preto sa napr. teplota topenia, teplota varu a hustota prvkov pravidelne, teda periodicky mení v závislosti od protónového čísla atómov. Táto skutočnosť sa v chémii experimen­tálne potvrdila tak dôkladne, že ju chemici prija­li ako periodicky zákon.

Znenie periodického zákona:
Vlastnosti chemických prvkov sa perio­dicky menia v závislosti od vzrastajúce­ho protónového čísla.

Treba tomu rozumieť tak, že niektoré typické vlastnosti prvkov sa po určitom počte prvkov za sebou (po určitých periódach) opakujú.

V periodickej sústave sú prvky zaradené do sied­mich vodorovných radov, čiže periód, ktoré sa označujú arabskými číslicami 1 až 7.

Prvky sú v 1., 2. a 3. perióde usporiadané takto: prvú periódu tvoria dva prvky, druhú periódu tvorí osem prvkov, tretiu periódu tvorí osem prvkov
Atómy prvkov 1. periódy majú elektróny v jednej vrstve (1. vrstva).
Atómy prvkov 2. periódy majú elektróny v dvoch vrstvách (1. a 2. vrstva).
Atómy prvkov 3. periódy majú elektróny v troch vrstvách (1., 2. a 3. vrstva).

V súčasnosti existuje vyše 200 rozličných znázornení periodickej sústavy prvkov vo forme tabuliek. Najrozšírenejšie sú krátka forma periodickej tabuľky a polodlhá forma. Krátka forma periodickej tabuľky obsahuje osem hlavných skupín I.A až VIII.A a osem vedľajších skupín I.B až VIII.B. Polodlhá forma periodickej tabuľky obsahuje osemnásť skupín 1 až 18.

Prvé pokusy o usporiadanie chemických prv­kov sú známe z prvej polovice 19. storočia.

Mendelejev v roku 1869 usporiadal 63 do­vtedy známych chemických prvkov, predpo­vedal vlastnosti niektorých dovtedy nezná­mych prvkov a objavil periodický zákon.

Usporiadanie prvkov podľa stúpajúceho pro­tónového čísla Z sa nazýva periodická sú­stava prvkov.

Prvky, ktoré majú vo vonkajšej vrstve ató­mov rovnaký počet elektrónov, majú mno­hé vlastnosti podobné.

Periodický zákon:
Vlastnosti chemických prvkov sa periodicky menia v závislosti od vzrastajúceho protónového čísla.

V PSP sú prvky zaradené do siedmich vo­dorovných radov, čiže periód, ktoré sa ozna­čujú číslicami 1 až 7.

Atómy prvkov 1. periódy majú elektróny len v jednej vrstve (1. vrstva). Atómy prvkov 2. periódy majú elektróny v dvoch vrstvách (1. a 2. vrstva). Atómy prvkov 3. periódy majú elektróny v troch vrstvách (L, 2. a 3. vrstva).

Krátka forma periodickej tabuľky obsahuje osem hlavných skupín LA až VIII.A a osem vedľajších skupín I.B až VIII.B.

Prvky tej istej skupiny majú mnohé podob­né vlastnosti.