블록(주기적 표)

Block (periodic table)
주기 테이블 내의 s, f, d 및 p를 블록합니다.
의 시리즈의 일부
주기율표
주기율표 양식
주기율표 이력
요소 세트
주기율표 구조별
금속구분별
기타 특징
요소들
화학 원소 목록
요소의 속성
요소의 데이터 페이지

주기율표의 블록은 원자 궤도에 의해 통합된 원소의 집합으로, [1]그 원자가 전자 또는 빈자리가 있다.이 용어는 찰스 [2]자넷에 의해 처음 사용된 것으로 보인다.각 블럭의 이름은 특성 궤도인 s-블록, p-블록, d-블록 및 f-블록의 이름을 따서 지정됩니다.

블록 이름(s, p, d 및 f)은 전자의 방위 양자수 값에 대한 분광 표기법(sharp (0), 주(1), 확산(2), 또는 기본(3))에서 파생되었다.후속 표기는 g, h 등 알파벳 순서로 진행되지만 이러한 블록에 속하는 요소는 아직 발견되지 않았습니다.

특성.

블록으로 분할하는 것은 그 특징적인 성질에 의해 정당화된다: s는 전기양극성이 높은 금속에 의해 특징지어진다; p는 생명에 필수적인 매우 독특한 금속과 비금속 범위에 의해 특징지어진다; d는 복수의 산화 상태를 가진 금속에 의해; f는 너무 비슷하여 분리에 문제가 있다.원소에 대한 유용한 설명은 원소가 속한 블록과 그 블록 내의 위치를 기준으로 할 수 있습니다(예: 최고 산화 상태, 밀도, 녹는점).전기음성도는 오히려 블록 전체와 블록 간에 체계적으로 분포되어 있습니다.

PJ Stewart
In Foundations of Chemistry, 2017[3]

전자 구성에 기초한 블록 명명법과 화학적 특성에 기초한 요소 집합 사이에는 대략적인 대응 관계가 있습니다.s-블록과 p-블록은 일반적으로 주 그룹 요소로 간주되며, d-블록은 전이 금속에 해당하며, f-블록은 거의 모든 란타니드(랜타넘과 같은)와 악티늄(악티늄과 같은)을 포함한다.모든 사람이 각 요소의 정확한 멤버십에 동의하는 것은 아닙니다.예를 들어 12족 원소인 아연, 카드뮴 및 수은은 다른 d-블록 원소보다 화학적, 물리적으로 p-블록 원소와 유사하기 때문에 전이군이 아닌 주기로 간주되는 경우가 많다.그룹 3 요소는 s 블록 요소와의 유사성으로 인해 때때로 주요 그룹 요소로 간주됩니다.f-block(그룹 2와 그룹 3)의 그룹(컬럼)에는 번호가 부여되지 않습니다.

헬륨은 1s 원자 궤도에 외부(그리고 유일한) 전자를 가진 s-블록 원소이지만, 그것의 화학적 특성은 완전한 껍질 때문에 그룹 18의 p-블록 귀가스와 더 유사하다.

s블록

…Na, K, Mg 및 Ca는 생물학적 시스템에 필수적입니다.일부…기타 s-블록 원소는 의약품(예: Li 및 Ba)에 사용되며/또는 Ca 바이오 미네랄에서 경미하지만 유용한 오염물질로 발생한다.이 금속들은 하나의 안정된 산화 상태[+1 또는 +2]만을 나타낸다.이렇게 하면 이온이 산화되거나 감소될 위험 없이 세포 주위를 이동할 수 있습니다.

Wilkins RG and Wilkins PC (2003)
The role of calcium and comparable cations in animal behaviour, RSC, Cambridge, p. 1

s-블록은 기존의 주기율표의 왼쪽에 있으며, 처음 두 개의 기둥과 가장 오른쪽 기둥의 한 원소의 원소, 즉 비금속인 수소와 헬륨과 알칼리 금속(그룹 1)과 알칼리 토류 금속(그룹 2)으로 구성되어 있다.일반적인 밸런스 설정은1–2 ns입니다.헬륨은 s-원소이지만, 거의 항상 p-원소 네온 위 그룹 18에서 오른쪽 끝에 위치합니다.표의 각 행에는 2개의 s 요소가 있습니다.

s-block의 금속(제2기 이후)은 대부분 부드럽고 일반적으로 녹는점과 끓는점이 낮다.대부분은 불꽃에 색을 부여한다.

화학적으로 헬륨을 제외한 모든 s원소는 반응성이 매우 높습니다.s-블록의 금속은 전기양성성이 매우 높으며 비금속, 특히 전기음성 할로겐 비금속과 기본적으로 이온성 화합물을 형성하는 경우가 많습니다.

p블록

p-블록은 표준 주기율표의 오른쪽에 있으며 소그룹 13~18의 원소를 포함한다.일반적인 전자 구성은 ns1–6 np입니다2.헬륨은 그룹 18의 첫 번째 원소이지만 p-block에는 포함되지 않습니다.표의 각 행에는 첫 번째 행(없음)을 제외한 6개의 p-요소가 있습니다.

알루미늄(금속), 원자 번호 13
실리콘(금속), 원자 번호 14
인(비금속), 원자 번호 15

이 블록은 금속, 비금속, 금속의 세 가지 원소를 모두 가진 유일한 블록입니다.p-블록 원소는 그룹별로 그룹 13, 이코사겐, 14, 결정체 15, 피닉토겐, 16, 칼코겐, 17, 할로겐, 18, 희가스(헬륨 제외) 및 오가네손으로 구성된 헬륨 그룹으로 설명할 수 있다.또는 p-블록은 전이 후 금속, 할로겐을 포함한 반응성 비금속 및 희가스(헬륨 제외)를 포함하는 것으로 설명할 수 있다.

p-블록 원소는 원자가(가장 바깥쪽) 전자가 p 오비탈에 있다는 사실에 의해 통일됩니다.p 오비탈은 등간격 각도로 중앙점에서 오는 6개의 갈라진 모양으로 구성됩니다.p 오비탈은 최대 6개의 전자를 보유할 수 있으며, 따라서 p-블록에는 6개의 열이 있습니다.p블록의 첫 번째 열인 13열의 원소는 1개의 p궤도 전자를 가진다.p블록의 두 번째 열인 14열의 원소는 2개의 p궤도 전자를 가진다.이러한 추세는 6개의 p-궤도 전자를 가진 18번째 열까지 계속된다.

블록은 첫 번째 행의 옥텟 규칙의 아성이지만 후속 행의 요소에는 종종 하이퍼밸런스가 표시됩니다.p-블록 원소는 보통 2의 배수로 다른 다양한 산화 상태를 보여줍니다.(헬륨은 네온보다 반응성이 높기 때문에 그룹 18에서 이 경향을 깨지만 헬륨은 실제로 s-블록 원소이기 때문에 경향의 p-블록 부분은 그대로 유지됩니다.)

산소와 할로겐은 금속과 더 많은 이온성 화합물을 형성하는 경향이 있으며, 나머지 반응성 비금속은 전기 음성도 차이가 충분히 높을 때 이온성이 가능하지만 더 많은 공유성 화합물을 형성하는 경향이 있다(예3: LiN).금속류는 금속과 공유 화합물 또는 합금을 형성하는 경향이 있다.

d블록

...원소는 물리적, 화학적 특성 및 일반적인 수직적 관계에서 수평적 유사성을 보여줍니다.이 수평적 유사성이 너무 뚜렷해서 첫 번째 시리즈의 화학 작용은...는 종종 두 번째 및 세 번째 시리즈와 별도로 설명되며, 두 번째 시리즈와 세 번째 시리즈가 첫 번째 시리즈보다 서로 더 유사합니다.

Kneen WR, Rogers MJW, and Simpson P 1972
Chemistry: Facts, patterns, and principles, Addison-Wesley, London, pp. 487−489

d블록은 주기율표의 중간에 있으며 그룹3 ~ 12의 요소를 포함합니다.4번째 주기에 시작됩니다.4번째 이후의 기간에는 10개의 d-block 요소를 위한 공간이 있습니다.이들 원소의 대부분 또는 전부가 전이 금속으로 알려져 있는데, 그 이유는 성질의 전이 영역을 차지하기 때문이다.이는 그룹 1과 2의 강한 전기양성 금속과 그룹 13에서 16의 약한 전기양성 금속 사이의 전이성 금속이다.그룹 3 또는 그룹 12는 여전히 d-블록 금속으로 계산되지만 전이 금속의 화학적 특성을 나타내지 않기 때문에 전이 금속으로 계산되지 않는 경우가 있다(예를 들어 다중 산화 상태 및 착색 화합물).

d-블록 원소는 모두 금속이며 대부분 화학적으로 활성화된 하나 이상의 d-궤도 전자를 가지고 있다.서로 다른 d 궤도 전자의 에너지 차이가 상대적으로 작기 때문에 화학 결합에 참여하는 전자의 수는 달라질 수 있습니다.d-블록 원소는 두 개 이상의 산화 상태를 보이는 경향이 있으며, 1의 배수만큼 다릅니다.가장 일반적인 산화 상태는 +2와 +3입니다.크롬, 철, 몰리브덴, 루테늄, 텅스텐 및 오스뮴은 -4까지 형식 산화수를 가질 수 있다. 이리듐은 +9의 산화 상태를 얻을 수 있는 유일한 특징을 가지고 있다.

d-오비탈은 최대 5쌍의 전자를 포함할 수 있다.

f-블록

복잡한 전자 구조, 유의한 전자 상관 효과 및 큰 상대론적 기여로 인해, f-블록 요소는 아마도 전자 구조 이론에서 가장 어려운 요소 그룹일 것입니다.

Dolg M 2015 (ed.)
Computational methods in lanthanide and actinide chemistry, John Wiley & Sons, Chichester, p. xvii

6번째 이후의 기간에는 14개의 f-block 요소가 있습니다.f-block은 표준 18열 표에서 각주로 나타나지만 32열 전폭 표의 왼쪽 가운데에 있습니다.이러한 요소들은 일반적으로 어떤 그룹의 일부로 간주되지 않지만, 일부 저자는 이러한 요소들이 그룹 3의 일부로 간주한다.d-블록 전이 금속이 4번째와 5번째 줄에서 s-블록과 p-블록 사이의 과도기를 제공하는 것과 같은 방식으로 6번째와 7번째 줄(주기)에서 s-블록과 d-블록 사이의 전환을 제공하기 때문에 내부 전이 금속으로 불리기도 한다.

f-block 요소는 주기 6과 7의 두 가지 시리즈로 제공됩니다.모두 금속입니다.f-궤도 전자는 [4]어느 정도 기여하지만 6주기 f-블록 원소의 화학 작용에서 덜 활동적이다.이들은 5f, 7s 및 6d 쉘의 에너지가 매우 유사한 초기 주기 7 f-블록 요소에서 더 활성화된다. 따라서 이러한 요소들은 전이 금속의 유사점만큼 화학적 변동을 보이는 경향이 있다.이후의 f-block 요소는 주기 6과 더 비슷하게 동작합니다.

f-블록 원소는 대부분 내부 f-궤도에 하나 이상의 전자를 갖는 것으로 통일된다.f-오비탈 중 6개는 각각 6개의 잎을 가지고 있고, 7개는 두 개의 고리가 있는 도넛을 가진 아령처럼 보인다.그것들은 최대 7쌍의 전자쌍을 포함할 수 있기 때문에 블록은 주기율표에서 14개의 열을 차지합니다.두 요소의 "그룹"에서 수직 주기 추세를 식별할 수 없기 때문에 그룹 번호가 할당되지 않습니다.

f-block 원소의 두 14개 행은 때때로 전자 구성보다 화학적 특성에 기초한 원소 세트의 이름인 란타니드 및 악티니드와 혼동된다.란타니드는 란타넘(La)에서 루테튬(Lu)까지 이어지는 15개의 원소이며, 악티늄(Ac)에서 로렌슘(Lr)까지 이어지는 15개의 원소입니다.

g블록

g블록은 소자 121 근방에서 개시될 것으로 예측된다.g-오비탈은 원소 124–126(확장 주기율표 참조)이 될 때까지 지면 상태를 채우기 시작할 것으로 예상되지만, 4f 및 5f 궤도의 상황과 유사하게 원소 [5]121에 화학적으로 참여할 수 있을 만큼 에너지가 충분히 낮다.

이전 행의 추세가 계속되면 g-블록에는 18개의 요소가 포함됩니다.그러나 계산 결과, 8번째 기간에는 주기성이 매우 강하게 흐려져 개별 블록을 묘사하기 어려울 것으로 예측됩니다.8교시는 이전 [6]행의 추세를 잘 따르지 않을 것 같습니다.

대칭

4개의 블록은 등간격으로 정사면체 [7][clarification needed]내부에 맞도록 재배치할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Jensen, William B. (21 March 2015). "The positions of lanthanum (actinium) and lutetium (lawrencium) in the periodic table: an update". Foundations of Chemistry. 17: 23–31. doi:10.1007/s10698-015-9216-1. S2CID 98624395.
  2. ^ Charles Janet, La Classification Hélico desdale deséléments Chimiques, Beauvais, 1928
  3. ^ Stewart, P. J. (7 November 2017). "Tetrahedral and spherical representations of the periodic system". Foundations of Chemistry. 20 (2): 111–120. doi:10.1007/s10698-017-9299-y.
  4. ^ Gschneidner Jr., Karl A. (2016). "282. Systematics". In Jean-Claude G. Bünzli; Vitalij K. Pecharsky (eds.). Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Vol. 50. p. 12–16. ISBN 978-0-444-63851-9.
  5. ^ Umemoto, Koichiro; Saito, Susumu (1996). "Electronic Configurations of Superheavy Elements". Journal of the Physical Society of Japan. 65 (10): 3175–9. Bibcode:1996JPSJ...65.3175U. doi:10.1143/JPSJ.65.3175. Retrieved 31 January 2021.
  6. ^ Scerri, Eric (2020). "Recent attempts to change the periodic table". Philosophical Transactions of the Royal Society A. 378 (2180). Bibcode:2020RSPTA.37890300S. doi:10.1098/rsta.2019.0300. PMID 32811365. S2CID 221136189.
  7. ^ Stewart, P. (2018). "Amateurs and professionals in chemistry: The case of the periodic table". In Scerri, E.; Restrepo, G. (eds.). From Mendeleev to Oganesson: A Multidisciplinary Perspective on the Periodic Table. New York: Oxford University Press. pp. 66–79 (76–77). ISBN 978-0-190-66853-2.

외부 링크

원소의 사면체 주기율표.기존 테이블에서 4면체로의 전환을 보여주는 애니메이션.