Mini-kurzus
A periódusos rendszer blokkjai
A periódusos rendszer s-, p-, d- és f-blokkjai azt jelzik, melyik típusú atomi alhéj töltődik fel az adott elemek alapállapoti elektronkonfigurációjában. A blokkok ezért nem puszta grafikai felosztások: közvetlen kapcsolatot teremtenek a kvantumszámok és a periódusos kémiai tulajdonságok között.
s-blokk
Az s alhéjon egy orbitál van, ezért legfeljebb két elektron fér el. Az s-blokk két oszlop széles, és főként az 1. és 2. csoport elemeit tartalmazza. A hélium konfigurációja 1s², ezért elektronkonfiguráció alapján s-blokkos, miközben kémiai tulajdonságai miatt a 18. csoport nemesgázai között helyezzük el.
p-blokk
A p alhéj három orbitált tartalmaz, összesen hat elektron számára, ezért a p-blokk hat oszlop széles. Ide tartozik a 13–18. csoport nagy része, és itt találunk fémeket, félfémeket, nemfémeket, halogéneket és nemesgázokat is.
d-blokk
A d alhéj öt orbitált és legfeljebb tíz elektront fogad, ezért a d-blokk tíz oszlop széles. Az átmenetifémeknél az (n−1)d és ns szintek közeli energiája magyarázza a változatos oxidációs állapotokat, színes komplexeket és mágneses viselkedést.
f-blokk
Az f alhéj hét orbitált, összesen tizennégy elektront tartalmazhat. A lantanoidák és aktinoidák ezért 14 elem széles sorokat alkotnak. A táblázatban gyakran külön sorban jelenítjük meg őket, hogy a fő tábla ne legyen túl széles, de valójában a 6. és 7. periódus részei.
Miért ilyen szélesek a blokkok?
A blokk szélessége közvetlenül az adott alhéj orbitáljainak számából következik: s:1×2=2 elektron, p:3×2=6, d:5×2=10, f:7×2=14. A kettes szorzó a két lehetséges spinállapotból ered.
Kapcsolat a periódusokkal
Egy periódus során több különböző n értékű alhéj is feltöltődhet. A 4. periódus például 4s-sel indul, 3d-n halad át és 4p-vel zárul. Ezért a blokk neve nem egyszerűen azonos a periódus számával.
Blokk és kémiai viselkedés
Az azonos blokk elemei hasonló típusú vegyértékpályákat használnak, de ettől még nem alkotnak egyetlen kémiai családot. A p-blokk például rendkívül változatos. A csoportpozíció, atomsugár, effektív magtöltés és oxidációs állapotok együtt adják a teljes képet.
Hélium különleges elhelyezése
A hélium elektronkonfigurációja 1s², tehát nincs p elektronja és oktettje sem. Mégis a 18. csoportba kerül, mert lezárt első héja rendkívül stabil, kémiailag nagyon inert, és tulajdonságai a nemesgázokhoz illenek. Ez jó példa arra, hogy a táblázat egyszerre elektronkonfigurációs és kémiai rendszer.
Próbáld ki
Miért 10 oszlop széles a d-blokk?
Megoldás
Egy d alhéjhoz öt orbitál tartozik, minden orbitál két ellentétes spinű elektront fogadhat. Így összesen 5×2=10 elektron töltheti fel a d alhéjat, ami tíz egymást követő elemnek felel meg.