S‑blocket i det periodiska systemet – definition och egenskaper
Upptäck S‑blocket i det periodiska systemet — definition, egenskaper, alkali‑ och alkaliska jordartsmetaller och hur s‑orbitalen styr deras kemiska beteende.
S‑blocket är ett av fyra block av grundämnen i det periodiska systemet. Elementen i s‑gruppen har en gemensam egenskap: yttersta elektronerna ligger i en s‑orbital. Det innebär att deras valenselektronkonfiguration slutar på ns1 eller ns2 (där n är huvudkvanttalet). Elementen i s‑blocket återfinns i de två första grupperna i det periodiska systemet. Elementen i grupp ett kallas alkalimetaller och de i grupp två kallas alkaliska jordartsmetaller.
Vad menas med "block" i periodiska systemet?
Den moderna periodiska lagen säger att "grundämnenas egenskaper är en periodisk funktion av deras atomnummer". Detta innebär att vissa egenskaper upprepas när atomnumret ökar. Dessa återkommande mönster ligger till grund för indelningen i block utifrån vilken atomorbital som tar upp den sista elektron(en): s‑, p‑, d‑ och f‑blocken.
Elektronkonfiguration och placering
- S‑blokket: valenselektronkonfigurationer ns1 (grupp 1) eller ns2 (grupp 2).
- Undantag / särskilda fall: Väte (H) har 1s1 och placeras ofta över alkalimetallerna även om dess kemi skiljer sig, och helium (He) har 1s2 men placeras i grupp 18 bland ädelgaserna av kemiska skäl — elektronkonfigurationen gör He tekniskt till ett s‑blockelement.
- S‑blocket utgör de två vänstra kolumnerna i det periodiska systemet (med undantag för hur helium visas grafiskt).
Kemiska och fysiska egenskaper
S‑blockselementen har flera karakteristiska egenskaper:
- Bildar lätt positiva joner: grupp 1 ger vanligtvis +1 (M+), grupp 2 ger +2 (M2+).
- Metallisk karaktär: många är mjuka metaller (särskilt alkalimetallerna), goda ledare av värme och elektricitet.
- Låg joniseringsenergi och låg elektronegativitet: gör dem lätt reagerande, särskilt alkalimetallerna.
- Reaktivitet: ökar nedåt i en grupp (t.ex. rubidium är mer reaktivt än natrium).
- Smält- och kokpunkter: alkalimetaller har generellt låga smält- och kokpunkter jämfört med många andra metaller; de alkaliska jordartsmetallerna ligger oftast högre.
- Trender: atomradie och metallisk karaktär ökar nedåt, joniseringsenergi och elektronegativitet minskar nedåt.
Kemisk reaktivitet och vanliga föreningar
- Alkalimetaller reagerar våldsamt med vatten och bildar hydroxider (t.ex. NaOH) och vätgas.
- Alkaliska jordartsmetaller bildar också oxider och hydroxider, men är generellt mindre reaktiva än alkalimetaller.
- S‑blockselementen bildar många salter (t.ex. klorider, sulfater, karbonater) och ingår i mineraler i jordskorpan.
Biologisk och industriell betydelse
- Biologi: Natrium (Na), kalium (K), kalcium (Ca) och magnesium (Mg) är livsviktiga joner i biologiska system — t.ex. nervimpulser, muskelkontraktion och benbyggnad.
- Industri: Alkalimetaller och deras föreningar används i legeringar, elektronik, kemisk industri (t.ex. NaOH), gödningsmedel (bland alkaliska jordartsmetaller) och som reduktionsmedel i metallurgi.
Sammanfattning
S‑blocket omfattar de enklaste metallerna i periodiska systemet med valenselektroner i s‑orbitaler. De kännetecknas av låga joniseringsenergier, positiv oxidationstendenser (+1 och +2), ökande reaktivitet nedåt i grupperna och stor betydelse både i naturen och industrin. Väte och helium är särskilda fall som visar hur elektronkonfiguration och kemiska egenskaper kan ge olika placeringar i tabellen.
Egenskaper hos s-element
Alla s-ämnen är metaller (utom väte). I allmänhet är de glänsande, silvriga och goda ledare för värme och elektricitet. De förlorar lätt sina valenselektroner. Faktum är att de förlorar sina valenceelektroner i varumärkets s-bana så lätt att s-elementen är några av de mest reaktiva elementen i det periodiska systemet.
Grundämnena i grupp 1, som tillsammans kallas alkalimetaller (utom väte), förlorar alltid sin ena valenselektron för att bilda en +1-jon. Dessa metaller kännetecknas av att de är silvriga, mycket mjuka, inte särskilt täta och har låg smältpunkt. Dessa metaller reagerar extremt kraftigt med vatten och till och med syre för att producera energi och brännbar vätgas. De förvaras i mineralolja för att minska risken för en oönskad reaktion eller ännu värre, en explosion.
Elementen i grupp 2, som kallas alkaliska jordartsmetaller (utom helium), förlorar alltid sina två valenceelektroner för att bilda en +2-jon. I likhet med alkalimetallerna är de alkaliska jordartsmetallerna silvriga, glänsande och relativt mjuka. Vissa av grundämnena i denna kolumn reagerar också kraftigt med vatten och måste förvaras med försiktighet.
S-element är kända för att vara ingredienser i fyrverkerier. Jonformerna kalium, strontium och barium förekommer i fyrverkerier i form av de lysande lila, röda och gröna färgerna.
Francium anses vara det mest sällsynta naturligt förekommande grundämnet på jorden. Man uppskattar att det bara finns en enda naturlig atom av kalcium på jorden samtidigt. Francium har en mycket instabil kärna och genomgår snabbt kärnförfall.
Kemiska egenskaper hos alkalimetaller
1.Alkalimetaller reagerar med torrt väte för att bilda hydrider.
a.Dessa hydrider är joniska till sin natur.
b.Dessa hydrider av alkalimetaller reagerar med vatten och bildar motsvarande hydroxider och vätegas.
LiH+ H2 O->LiOH+H 2
c.Dessa hydrider är starka reduktionsmedel och deras reducerande karaktär ökar med varje grupp.
d.Alkalimetaller bildar också komplexa hydrider, t.ex. LiAlH4 som är ett bra reduktionsmedel.Alkalimetallhydrider existerar inte i vatten och denna reaktion med andra ämnen sker i protiska lösningsmedel.
e.Smälta alkalimetallhydrider producerar vid elektrolys H2 gas vid anoden.
2.Bildning av oxider och hydroxider.
a.Dessa är de mest reaktiva metallerna och har en stark affinitet till O2 , de bildar oxider på ytan.De förvaras i fotogen eller paraffinolja för att skydda dem från luft.
b.Vid förbränning i luft (O2 ) bildar Li Li2 0 , Na Na Na2 O2 och andra alkalimetaller bildar superoxider.
3. De är rent metalliska, eftersom de lätt förlorar elektronerna från det yttersta skalet, de är mycket reaktiva metaller och har låg joniseringsenergi.
4. Beryllium är amfoteriskt av naturen .
Diagonalt förhållande
| Grupp | 1 | 2 | 13 | 14 |
| Period 2 | Var | B | C | |
| Period 3 | Na | Mg | Al | Si |
Det första grundämnet i grupp ett, litium, och det första i grupp två, beryllium, beter sig annorlunda än andra medlemmar i sina grupper. De beter sig som det andra grundämnet i nästa grupp. Litium liknar alltså magnesium och beryllium liknar aluminium.
I det periodiska systemet kallas detta för ett "diagonalt förhållande". Det diagonala förhållandet beror på likheter i jonstorlek och laddning/radieförhållande hos grundämnet. Likheten mellan litium och magnesium beror på att de har liknande storlekar:
Radier, Li=152pm Mg=160pm
Litium
Litium har många olika beteenden jämfört med andra grundämnen i grupp ett. Denna skillnad beror på följande:
- Litiumatomens och dess jons ringa storlek.
- den högre polarisationskraften hosli
+ (dvs. laddningsstorleksförhållandet). Detta innebär en ökad kovalent karaktär hos dess föreningar, vilket är orsaken till deras löslighet i organiska lösningsmedel. - Litiums höga jonisationsenthalpier och höga elektronegativa karaktär jämfört med andra alkalimetaller.
- Det finns inga d-orbitaler i valensskalet.
- stark intermetallisk bindning
Några av de sätt på vilka litium beter sig annorlunda än andra medlemmar av är:
- Litium är hårdare än natrium och kalium som är så mjuka att de kan skäras med en kniv.
- Litiums smält- och kokpunkt är högre.
- Litium bildar monoxid med syre, andra alkalier bildar peroxid och superoxid.
- Litium förenas med kväve för att bilda nitrider, medan andra alkalimetaller inte gör det.
- Litiumklorid är lättflytande och kristalliserar som hydrat LiCl.2H2O. Andra alkalimetallklorider bildar inte hydrater.
Relaterade sidor
| Layouter |
|
| Förteckning över element efter |
|
| Uppgiftssidor |
|
| Grupper |
|
| Andra kategorier av element |
|
| |
| |
| Kategori:Periodiska systemet | |
Frågor och svar
F: Vad är s-blocket?
S: S-blocket är ett av fyra block av grundämnen i det periodiska systemet.
F: Vilken egenskap har grundämnen i s-gruppen gemensamt?
S: Elementen i s-gruppen har den gemensamma egenskapen att deras yttersta elektronskal befinner sig i s-orbital.
Fråga: Vilka två grupper utgör s-blocket?
S: Grundämnena i grupp ett kallas alkalimetaller och grundämnena i grupp två kallas alkaliska jordartsmetaller.
Fråga: Vad säger den moderna periodiska lagen om grundämnenas egenskaper?
S: I den moderna periodiska lagen står det att "grundämnenas egenskaper är en periodisk funktion av deras atomnummer", vilket innebär att vissa egenskaper hos grundämnena upprepas när deras atomnummer blir större.
F: Hur många block finns det för att dela in grundämnena i grupper?
S: Det finns fyra block för att dela in grundämnen i grupper, nämligen s-, p-, d- och f-.
Sök