Det periodiske system blev udformet af russeren Mendelejev. Ved at skrive grundstoffernes navne på hver deres kort og lægge dem i rækker efter voksende relativ atommasse, kunne han, ved brug af tomme pladser, lægge dem sådan, at grundstoffer med beslægtede egenskaber lå lodret over hinanden.

Metaller, halv-metaller og ikke metaller

I det periodiske system findes metaller, halv-metaller (■) og ikke-metaller (■).

Metal karakteriserer sig ved, at det har en blank overflade og leder elektrisk strøm. Metaller indgår ikke kemiske forbindelser med andre metaller, fordi deres elektroner er for løse. De indgår kun ion-bindinger, da deres elektroner sidder så løst, at en kovalent binding ikke vil kunne holde. De løse elektroner er også grunden til, at metal leder elektrisk strøm.

Halv-metallers elektroner er ikke løse, men der skal tilføres meget lidt energi for, at de bliver løse. Dette giver dem nogle meget specielle egenskaber, som jeg ikke vil komme nærmere ind på.

Ikke-metallerne er de resterende.

Perioder og grupper

Det periodiske system er inddelt i grupper og perioder.

Der er atten grupper, og blandt dem otte hovedgrupper og ti undergrupper. Nummeret på den hovedgruppe, et stof ligger i, fortæller hvor mange elektroner, der er i atomets yderste skal. Grundstoffer vil reagere efter oktet-reglen, hvilket betyder, at de helst vil have otte elektroner i yderste skal. Det har de to muligheder for at få.

Kovalente bindinger

Det kan ske ved, at to eller flere grundstoffer er fælles om elektronerne i deres yderste skaller.

Eks: CO₂

C (carbon eller kul) har fire elektroner i yderste skal.

O (oxygen eller ilt) har seks elektroner i yderste skal.

De står ved siden af hinanden således: O C O og mellem hver af dem er der et ”fællesareal”, hvor de elektroner, de er fælles om, befinder sig (en model for bindingerne).

Både C og de to O’er vil gerne have otte elektroner i deres yderste skal. For at O’erne bliver tilfredse, må C lægge to elektroner ud i hvert fællesareal. Nu kan begge O’er ”se” otte elektroner, men C kan stadig kun se fire. Det må løses ved, at O’erne lægger nok ud i fællesarealerne, til at C også kan se otte. C mangler fire elektroner, så hvert O kan jo lægge to ud. Så ”har” alle tre stoffer otte elektroner – Og er også bundet sammen, da de jo ikke kan forlade hinanden uden også at miste elektroner. Begge bindingerne er dobbelt bindinger, da der mellem atomerne ligger fire elektroner, og der skal to elektroner til en binding.

Der er syv perioder. Nummeret på den periode, et stof ligger i, fortæller hvor mange skaller atomet har.

Ion-bindinger

Den anden mulighed er, at et eller flere grundstoffer afgiver nogle elektroner til et eller flere andre grundstoffer. F.eks. kunne et stof fra hovedgruppe to afgive de to elektroner i sin yderste skal til et stof fra hovedgruppe seks, der således ville have otte elektroner i yderste skal.

Elektroner er negativt ladede. Stoffet fra hovedgruppe seks vil derfor blive negativt, da det før var i ”balance” og nu får tilført negative ladninger. Modsat vil stoffet fra hovedgruppe to blive positivt, da nogle negative ladninger bliver fjernet fra det.

På grund af oktet-reglen er stofferne i hovedgruppe otte specielle; de har allerede fyldt deres yderste skal og reagerer derfor sjældent med andre stoffer. De kaldes ”de ædle luftarter”. Her er helium dog ”forkert”, da den kun har to elektroner i yderste skal.

Atomer

Atomer er ekstremt små. De er for små til, at det kan betale sig at veje dem i gram, så derfor vejer man dem i unit – u. En unit vejer ca. 0,000.000.000.000.000.000.000.0017 g.

Man har før ment, at atomer var det mindste, der fandtes – Men nu ved man, at atomerne består af flere mindre dele. Et atom er bygget op af elektroner, protoner og neutroner.

Elektronerne befinder sig i atomets skaller. Det maksimale antal af elektroner i en skal udregnes således:

2 * n²   (n=skal-nummeret)

Elektronerne sørger for, at der er lige meget positiv og negativ ladning og gør altså, at atomet er neutralt udadtil. Elektronerne i de yderste skaller er også med til at binde atomet sammen med andre atomer ved kovalente bindinger og ion-bindinger. Elektroner er negativt ladede. En elektrons masse er 0,0005 u.

Protoner og neutroner bliver kaldt nukleoner eller kernepartikler, da de findes i atomets kerne. Antallet af protoner angiver atom-nummeret, og altså hvilket grundstof atomet er. Protoner er positivt ladede.

Neutroner er, som navnet antyder, neutrale og har en tiltrækkende kraft. De er med til at holde kernen sammen. Både protoner og neutroner er bygget op af kvarker, og de har begge en masse på ca. 1 u.

Kernen i et atom kan indeholde fra en til over 200 kernepartikler. Hvis man skal finde et atoms masse, kan man tælle kernepartiklerne, da man jo kender deres vægt.

Isotoper

De fleste grundstoffer findes i flere forskellige udgaver. Et grundstofs atomkerner indeholder altid samme antal protoner, men ikke altid samme antal neutroner. Det er jo antallet af protoner, der bestemmer hvilket grundstof, der er tale om. Her er neutronerne ikke vigtige. Antallet af neutroner bestemmer derimod, hvilken udgave af grundstoffet, der er tale om – hvilken isotop. Flere neutroner giver et tungere atom.

De kemiske egenskaber for et grundstofs isotoper er altså ens, mens de fysiske egenskaber kan variere en smule, da de ikke er lige tunge.