Perioda (periodni sistem)

U periodnoj tabeli elemenata svaki numerisani red predstavlja periodu.

Madelangovo pravilo za određivanje energije opisuje redosled u kome su orbitale raspoređene povećanjem energije u skladu s Madelangovim pravilom. Svaka dijagonala odgovara različitoj vrednosti od n + l.

Pod pojmom periode periodnog sistema elemenata podrazumeva se u hemiji svaki red tabele periodnog sistema hemijskih elemenata. Brojevi perioda od 1 do 7 odgovaraju glavnim kvantnim brojevima, kojima se još dodaju i slovne oznake periode K do Q prema ljuskama atomskog modela ljusaka.

Izuzev prve periode, koja sadrži samo elemente vodonik i helijum, svaka perioda sadrži osam glavnih grupa elemenata. Od 4. periode nadalje, postoji još deset sporednih grupa elemenata. Šesta perioda sadrži još i dodatnih 14 elemenata koji se nazivaju lantanoidi, dok 7. perioda takođe sadrži 14 dodatnih elemenata koji se nazivaju aktinoidi.

Perioda	Elektroni		Elementi					Napomene
Glavni kvantni broj	Ljuska	Orbitala/ Blokovi	Glavne grupe		Sporedne grupe	Dodatne grupe
			s-blok	p-blok	d-blok	f-blok	g-blok
1	K	s	2
2	L	s, p	2	6
3	M	s, p	2	6
4	N	s, p, d	2	6	10
5	O	s, p, d	2	6	10
6	P	s, p, d, f	2	6	10	14
7	Q	s, p, d, f	2	6	10	14
8		s, p, d, f, g	2	6	10	14	18	još nije otkriven ni jedan element

Pravila i zakonitosti

Unutar neke periode, po pravilu, atomski radijusi elemenata opadaju sleva nadesno dok istovremeno raste elektronegativnost, dok broj pozitivno naelektrisanih protona u atomskom jezgru raste, a s tim u neutralnim atomima takođe raste i broj negativno naelektrisanih elektrona u atomskoj ljusci. Korištenjem atomskog modela ljusaka, smatra se da se elektronske ljuske popunjavaju istim redosledom, dok noviji modeli atoma kao što je npr. model orbitala predviđa da se istim redosledom zauzimaju odgovarajuće atomske orbitale.

Promene broja atomskih čestica u atomu unutar neke periode uzrokuje i različite osobine hemijskih elemenata unutar periode:

• promena u broju osnovnih čestica u atomskom jezgru utiče uglavnom na različite fizičke osobine elemenata
• broj i mesto elektrona u atomskom omotaču utiče najviše na razlike u hemijskim osobinama elemenata.

Periode

Trenutno postoji sedam kompletnih perioda u periodičnoj tabeli, koja sadrži 118 poznatih elemenata. Svi novi elementi biće smešteni u osmu periodu; pogledajte prošireni periodni sistem.

Perioda 1

Glavni članak: 1. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	18
Atomski # Ime	1 H	2 He

Prva perioda sadrži manje elemenata od bilo koje druge, samo dva, vodonik i helijum. Oni stoga ne slede oktetsko pravilo. Hemijski se helijum ponaša poput plemenitog gasa, te je prihvaćen kao deo elemenata grupe 18. Međutim, u pogledu njegove nuklearne strukture, on pripada s bloku i zato se ponekad klasifikuje kao element grupe 2, ili istovremeno 2 i 18. Vodonik lako gubi i dobija elektron, i stoga se hemijski ponaša kao pripadnik obe grupe, prve i sedamnaeste.

• Vodonik (H) je najobilniji od hemijskih elemenata, i sačinjava oko 75% elementarne mase svemira. Jonizovani vodonik je samo proton. Zvezde u glavnom nizu uglavnom su sastavljene od vodonika u stanju plazme. Elementarni vodonik je relativno redak na Zemlji, a industrijski se proizvodi iz ugljovodonika kao što je metan. Vodonik može da formira jedinjenja sa većinom elemenata i prisutan je u vodi i većini organskih jedinjenja.
• Helijum (He) postoji samo kao gas, osim u ekstremnim uslovima. To je drugi najlakši element i drugi je po zastupljenosti u univerzumu. Većina helijuma je formirana tokom Velikog praska, a novi helijum je stvoren nuklearnom fuzijom vodonika u zvezdama. Na Zemlji je helijum relativno redak, javlja se samo kao nusprodukat prirodnog raspada nekih radioaktivnih elemenata. Takav radiogeni helijum je zarobljen u prirodnom gasu u koncentracijama do sedam zapreminskih procenata.

Perioda 2

Glavni članak: 2. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	2	13	14	15	16	17	18
Atomski # Ime	3 Li	4 Be	5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne

Elementi druge periode sadrže 2s i 2p orbitale. Ova perioda obuhvata biološki najbitnije elemente pored vodonika: ugljenik, azot i kiseonik.

• Litijum (Li) je najlakši metal i najmanje gust čvrsti element. U svom nejonizovanom stanju jedan je od najreaktivnijih elemenata, te se u prirodi jedino javlja u vidu jedinjenja. To je najteži primordijalni element formiran u velikim količinama tokom Velikog praska.
• Berilijum (Be) ima jednu od najviših tački topljenja od svih lakih metala. Male količine berilijuma sintetisane su tokom Velikog praska, iako se većina raspala ili dalje reagovala unutar zvezda da bi se stvorila veća jezgra, poput ugljenika, azota ili kiseonika. Međunarodna agencija za istraživanje raka je klasifikovala berilijum kao karcinogen grupe 1. Između 1% i 15% ljudi je senzitivno na berilijum i može razviti upalnu reakciju u svom respiratornom sistemu i koži, koja se naziva hronična berilijumska bolest.
• Bor (B) se prirodno ne pojavljuje kao slobodni element, već u jedinjenjima kao što su borati. To je esencijalni biljni mikronutrijent, koji je potreban za snagu i razvoj ćelijskih zidova, deobu ćelija, razvoj semena i plodova, transport šećera i razvoj hormona, iako su visoki nivoi toksični.
• Ugljenik (C) je četvrti element po zastupljenosti u svemiru po masi nakon vodonika, helijuma i kiseonika, i drugi je najizobiliniji element u ljudskom telu po masi nakon kiseonika, treći najzastupljeniji prema broju atoma. Postoji skoro neograničen broj jedinjenja koja sadrže ugljenik zbog sposobnosti ugljenika da formira duge stabilne lance C—C veza. Sva organska jedinjenja, ona koja su neophodna za život, sadrže najmanje jedan atom ugljenika u kombinaciji sa vodonikom, kiseonikom, azotom, sumporom i fosforom. Ugljenik je osnova svakog važnog biološkog jedinjenja
• Azot (N) se nalazi uglavnom kao inertni diatomski gas, N₂, koji čini 78% Zemljine atmosfere po zapremini. On je esencijalna komponenta proteina, a samim tim i života.
• Kiseonik (O) sačinjava 21% atmosfere po zapremini i neophodan je za disanje svih (ili skoro svih) životinja. On je takođe glavna komponenta vode. Kiseonik je treći najzastupljeniji element u svemiru, a jedinjenja kiseonika dominiraju Zemljinu koru.
• Fluor (F) je najreaktivniji element u svom nejonizovanom stanju, tako da se nikad ne nalazi slobodan u prirodi.
• Neon (Ne) je plemeniti gas koji se koristi u neonskom osvetljenju.

Perioda 3

Glavni članak: 3. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	2	13	14	15	16	17	18
Atomski # Ime	11 Na	12 Mg	13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar

Svi elementi treće periode se javljaju u prirodi i imaju barem jedan stabilan izotop. Sve osim plemenitog gasnog argona od suštinskog su značaja za baznu geologiju i biologiju.

• Natrijum (Na) je alkalni metal. On je pristan u zemaljskim okeanima u velikim količinama u vidu natrijum hlorida (stone soli).
• Magnezijum (Mg) je zemnoalkalni metal. Magnezijumovi joni su prisutni u hlorofilu.
• Aluminijum (Al) je postprelazni metal. On je najizobilniji metal u Zemljinoj kori.
• Silicijum (Si) je metaloid. On je poluprovodnik, što ga čini glavnom komponentom mnogih integrisanih kola. Silicijum dioksid je glavni konstituent peska. Ono što je ugljenik za biologiju, silicijum je za geologiju.
• Fosfor (P) je nemetal koji je esencijala u DNK. On je veoma reaktivan, i stoga se nikad ne nalazi kao slobodni element u prirodi.
• Sumpor (S) je nemetal. On je javlja u dve aminokiseline: cistein i metionin.
• Hlor (Cl) je halogen. On se koristi kao sredstvo za dezinfekciju, posebno u plivačkim bazenima.
• Argon (Ar) je plemeniti gas, te je skoro potpuno nereaktivan. Inkandescentne sijalice se često pune plemenitim gasovima kao što je argon da bi se očuvali filamenti pri visokim temperaturama.

Perioda 4

Glavni članak: 4. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Atomski # Ime	19 K	20 Ca	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr

Saleva nadesno, vodeni rastvori: Co(NO₃)₂ (crven); K₂Cr₂O₇ (narandžast); K₂CrO₄ (žut); NiCl₂ (zelen); CuSO₄ (plav); KMnO₄ (purpuran).

Četvrta perioda obuhvata biološki esencijalne elemente kalijum i kalcijum, i ona je prva perioda u d-bloku sa lakim prelaznim metalima. Ona sadrži gvožđe, najteži element formiran u zvezdama glavnog niza i jednu od glavnih komponenti Zemlje, kao i druge važne metala kao što su kobalt, nikal, i bakar. Skoro svi pripadnici ove periode imaju biološke uloge.

Četvrtu periodu kompletiraju postprelazni metali cink i galijum, metaloidi germanijum i arsen, i nemetali selen, brom, i kripton.

Perioda 5

Glavni članak: 5. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Atomski # Ime	37 Rb	38 Sr	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe

Peta perioda ima isti broj elemenata kao i četvrta perioda, i sledi istu opštu strukturu ali sa jednim postprelaznim metalom više i jednim nemetalom manje. Od tri najteža elementa sa biološkim ulogama, dva (molibden i jod) su u ovoj periodi; volfram, u šestoj periodi, je najteži, zajedno sa nekoliko prvih lantanoida. Peta perioda takođe sadrži tehnicijum, najlakši isključivo radioaktivan element.

Perioda 6

Glavni članak: 6. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	2	3 (lantanoidi)															4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Atomski # Ime	55 Cs	56 Ba	57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn}-

Šesta perioda je prva perioda koji sadrži f-blok, sa lantanoidima (takođe poznatim kao retkozemni elementi), i obuhvata najteže stabilne elemente. Mnogi od ovih teških metala su toksični i neki od njih su radioaktivni, dok su platina i zlato uglavnom inertni.

Perioda 7

Glavni članak: 7. perioda hemijskih elemenata

Grupa	1	2	3 (aktinoidi)															4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Atomski # Ime	87  Fr	88 Ra	89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og

Svi elementei sedme periode su radioaktivni. Ova perioda sadrži najteži element koji se prirodno javljaja na Zemlji, plutonijum. Svi naredni elementi u ovoj periodi su veštački sintetisani. Iako je njih pet (od americijuma do ajnštajnijuma) sada dostupno u makroskopskim količinama, većina je izuzetno retka, pripremljena samo u mikrogramskim količinama ili manjim. Neki od kasnijih elemenata jedino su identifikovani u laboratorijama u količinama od po nekoliko atoma.

Iako retkost mnogih ovih elemenata znači da eksperimentalni rezultati nisu veoma opsežni, periodični i grupni trendovi u ponašanju izgledaju manje precizno definisani za sedmu periodu nego za druge periode. Dok francijum i radijum pokazuju tipična svojstva grupa 1 i 2, respektivno, aktinoidi pokazuju mnogo veću raznolikost ponašanja i oksidacionih stanja nego lantanoidi. Ove osobitosti sedme periode mogu biti posledica raznih faktora, uključujući veliki stepen spinsko-orbitne sprege i relativističkih efekata, koji ultimativno uzrokuju vrlo visoka pozitivna električna naelektrisanja iz njihovih masivnih atomskih jezgara.

Perioda 8

Glavni članak: 8. perioda hemijskih elemenata

Ni jedan element osme periode do sada nije sintetisan. Predviđa se postojanje g-bloka. Nije jasno da li svi pretpostavljeni elementi osme periode fizički mogu da postoje. Postoji i mogućnost da nema osme periode.