Aatomid on kogu mateeria ehitusplokid. Erinevat tüüpi aatomeid nimetatakse “elementideks” ja need on koostatud diagrammiks, mida nimetatakse perioodiliseks tabeliks. Tabel võimaldab sarnaseid elemente rühmitada nende keemiliste omaduste alusel. Huvitav on see, et sama rühma aatomitel on sageli ka sarnased füüsikalised omadused. Kui soovite saada arusaamist aatomite keemilistest ja füüsikalistest omadustest, õppige perioodilisustabelit rühmadesse jagama ja uurima iga rühma omadusi.
1
Otsige üles elemendid, mis on mittemetallid. Perioodilises tabelis klassifitseeritakse enamik aatomeid metallideks. Teised aatomid on klassifitseeritud mittemetallideks. Need rühmitused on kasulikud, kui uurite erinevate aatomite omadusi. Mittemetalle võib leida peamiselt perioodilisuse tabeli paremas ülanurgas, ülejäänud tabel koosneb peamiselt metallidest. Vesinik on erand sellest reeglist, kuna see toimib standardtingimustes nagu mittemetall, kuid see asub tabeli vasakus ülanurgas. Süsinik, lämmastik, hapnik, vesinik, väävel ja väärisgaasid (elemendid kaugel parem veerg) on üldtuntud mittemetallid. Halogeenid (nagu fluor, kloor, broom jne) kuuluvad mittemetallide kategooriasse.
2
Eristage peamised metallide rühmad. Metallid on rühmitatud alamkategooriatesse. Nendes alamkategooriates olevad elemendid on sarnased spetsiifilisemal viisil, kui lihtsalt mõlema metallidena määratlemine. Levinud kategooriad on leelismetallid, leelismuldmetallid, siirdemetallid, üleminekujärgsed metallid, lantaniidid ja aktiniidid. Leelismetallid on väga reaktsioonivõimelised ja ioniseeruvad kergesti olekuni 1+. Leelismuldmetallid on veidi vähem reageerivad, kuid ioniseeruvad kergesti 2+ olek. Siirde- ja siirdemetallid on stabiilsemad ja neil on palju erinevaid ionisatsiooniolekuid. Lantaniidid ja aktiniidid on suuremad, vähem stabiilsed molekulid, mis reageerivad kergesti. Mõned neist lagunevad, muutes need radioaktiivseks.
3
Kujutage ette midagi metalli ja mittemetalli vahel. Sellised elemendid on olemas ja neid tuntakse metalloididena. Perioodilises tabelis on metalloidid üleminekujärgsete metallide ja mittemetallide vahel. Metalloide on kaheksa: boorRäniGermaaniumArseenAntimonTelluuriumPoloniumAstatiin
4
Vaata tabeli järjekorda. Kui vaatate perioodilisustabelit, märkate, et kõik elemendid on nummerdatud. See nummerdamine pole kaugeltki juhuslik. Tegelikult tuntakse seda konkreetse elemendi aatomnumbrina ja see on võrdne elemendi tuumas olevate prootonite arvuga. Aatomite (mitte ioonide) puhul tähistab aatomarv ka elektronide arvu aatomis. Prootonite ja elektronide arv aatomis on võrdne. Mõnes perioodilises tabelis näete teist numbrit, mis on väiksemas kirjas. See on selle elemendi keskmine aatommass.
5
Visualiseeri valentselektronid. Valentselektronid on elektronid aatomi elektronpilve kõige välimises kestas. Valentselektronid on ainus suurim tegur, kuidas aatom reageerib keemiliselt. Aatomi kõige stabiilsem konfiguratsioon on see, et selle väliskestas olevad elektronid on täidetud, mistõttu see ei seostu teiste aatomitega. Enamikul juhtudel peab välimine kest sisaldama kaheksat elektroni, et see oleks täis (olenevalt aatomi suurusest, see võib varieeruda). Näiteks fluoril on üheksa elektroni. Esimesed kaks täidavad sisemise orbitaali, ülejäänud seitse on valentselektronid. See tähendab, et fluor vajab oma valentskihi täitmiseks veel ainult ühte elektroni. Seega reageerib fluor kergesti aatomitega, mis võivad elektroni ära anda (eriti metallidega). Vastupidine näide on liitium. Liitiumil on kolm elektroni. Esimesed kaks täidavad sisemise kesta ja viimane on valentselektron. Kuna liitium peaks valentskihi täitmiseks saama seitse elektroni, on tal lihtsam (energeetiliselt soodsam) eraldada üks valentselektron, mis tal on. Seega reageerib liitium kergesti elementidega, mis võtavad vastu elektrone (nagu halogeenid).
6
Mõelge aatomi suurusele. Kuigi valentselektronid on antud aatomi keemiliste omaduste parim ennustaja, on oluline ka aatomi suurus. Suurematel aatomitel on rohkem elektrone tuuma ja valentselektronide vahel, mis tähendab, et need on aatomi küljes lõdvemalt kinni kui väiksematel aatomitel. See seletab, miks kahel sama arvu valentselektronidega aatomil (näiteks fluor ja kloor) on sarnased, kuid mitte identsed keemilised omadused.
7
Õppige perioodilise tabeli suundumusi. Perioodiliste suundumuste tundmine võib aidata teil tuvastada elemendi tõenäolisi keemilisi omadusi selle asukoha põhjal perioodilisustabelis. Siiski on oluline meeles pidada, et kolm rühma (väärisgaasid, lantaniidid ja aktiniidid) ei järgi neid suundumusi oma ainulaadse keemia tõttu. Mõned perioodilised trendid on järgmised: Aatommass suureneb vasakult paremale ja ülalt alla. Aatomi raadius väheneb vasakult paremale ja suureneb ülalt alla. Elektronegatiivsus suureneb vasakult paremale ja väheneb ülalt alla. Ionisatsioonienergia suureneb vasakult paremale ja väheneb ülalt alla.Elektronide afiinsus suureneb vasakult paremale ja väheneb ülalt alla.Metalliline iseloom väheneb vasakult paremale ja suureneb ülalt alla.
8
Tuvastage mittemetallilised omadused. Mittemetallid eksisteerivad toatemperatuuril kolmes füüsikalises olekus (tahke, vedel ja gaasiline), kuid toatemperatuuril on need peamiselt gaasid. Mittemetallid on tahkedena tavaliselt tuhmid ja rabedad ning tavaliselt sulavad ja keevad madalamal temperatuuril kui metallid. Mittemetallid on ka halvad soojus- ja elektrijuhid. Ainus mittemetall, mis on toatemperatuuril vedel, on broom.Süsinikul on kõigist elementidest kõrgeim sulamistemperatuur.
9
Teadma metallide füüsikalisi omadusi. Metallid on läikivad ja tempermalmist. Samuti juhivad hästi soojust ja elektrit. Metallid on toatemperatuuril enamasti tahked, kuigi elavhõbe on vedel. Metallidel on üldiselt kõrge sulamis- ja keemistemperatuur võrreldes mittemetallidega.
10
Pange tähele väärisgaase. Parempoolse veeru moodustavad elemendid on tuntud kui väärisgaasid. Need on keemiliselt inertsed ja kõik leitakse toatemperatuuril gaasifaasis. Neid gaase kasutatakse näiteks õhupallide ja valgustusmärkide täitmiseks.
11
Mõelge metalloididele. Nii nagu metalloididel on nii metallide kui ka mittemetallide keemilised omadused, on neil mõlema füüsikalised omadused. Need on pooljuhid. Need võivad olla tempermalmist või rabedad. Need võivad olla ka läikivad või tuhmid.