2. Περιοδικός Πίνακας
Ο Περιοδικός Πίνακας είναι πίνακας που περι-
λαμβάνει το σύνολο των στοιχείων που έχουν α-
νακαλυφθεί (91) ή έχουν παρασκευαστεί τεχνη-
τά (26).
Ιστορική αναδρομή
Νewlands (1862): κατέταξε τα χημικά στοιχεία με
βάση το βάρος του ατόμου τους (ατομικό βάρος) και
διατύπωσε τον «κανόνα των οκτάβων».
Μendeleev (1870): «Πατέρας» του Περιοδικού Πί-
νακα. Κατέταξε τα 64 γνωστά στοιχεία της εποχής
του σε γραμμές (περίοδοι) και στήλες (ομάδες), με
βάση το ατομικό τους βάρος.
3. Τα στοιχεία που είχαν παρόμοιες ιδιότητες τοποθε-
τήθηκαν στην ίδια ομάδα.
Ο Mendeleev είχε την οξυδέρκεια να αφήσει στον
πίνακά του κενές θέσεις για στοιχεία που δεν
είχαν
ακόμη ανακαλυφθεί:
4. Σύγχρονος Περιοδικός Πίνακας
Νόμος της περιοδικότητας: «οι ιδιότητες των χημι-
κών στοιχείων (117) σε πλήθος είναι περιοδική συ-
νάρτηση του ατομικού τους αριθμού».
5. Περίοδος (period) του Π.Π.
• Είναι κάθε οριζόντια γραμμή του Π.Π. που πε-ριέχει
στοιχεία κατά αύξοντα ατομικό αριθμό.
• Πλήθος περιόδων: επτά
• 1η περ (2 στοιχεία), 2η (8), 3η (8), 4η (18),
5η (18), 6η (17 + 15 λανθανίδες), 7η (16 + 15 ακτινίδες).
• Σε κάθε περίοδο του Π.Π. (εκτός της 1ης), από
αριστερά προς τα δεξιά, συναντάμε μέταλλα, ημι-
μέταλλα, αμέταλλα και ευγενή ή αδρανή αέρια.
• Αμέταλλα: πάνω και δεξιά στον Π.Π. (μικρό πλήθος
στοιχείων).
6. Ομάδα (group) του Π.Π.
• Eίναι κάθε στήλη του Π.Π. που περιέχει στοι-
χεία με παρόμοιες χημικές ιδιότητες, αφού τα
άτομά τους διαθέτουν το ίδιο πλήθος ηλεκτρο-
νίων στην εξωτερική στιβάδα.
o Στιβάδα ατόμου: κάθε χώρος γύρω από πυρήνα του
ατόμου στον οποίο κινούνται ηλεκτρόνια με παρα-
πλήσια ενέργεια.
o Συμβολισμός στιβάδων: Κ, L, M, N, O, P, Q, … (aπό
τον πυρήνα προς την περιφέρεια του ατόμου)
o Για τις στιβάδες, ως προς την ενέργεια των ηλεκτρο-
νίων που περιέχουν, ισχύει:
ΕΚ < E L < E M < E N < …
7. o Εξωτερική στιβάδα ή στιβάδα σθένους: η πιο απομακρυσμένη
στιβάδα από τον πυρήνα του ατόμου η οποία καθορίζει τη
χημική συμπεριφορά του ατόμου (άτομα με ίδιο πλήθος e- στην
εξωτε-ρική τους στιβάδα έχουν παρόμοια χημική συμπεριφορά).
8. Άτομα με ίδιο πλήθος e- στη στιβάδα σθένους τους έχουν παρόμοια χημική συμπε-
ριφορά και ανήκουν σε στοιχεία της ίδιας ομάδας του Π.Π.
9. • Πλήθος ομάδων: δεκαοκτώ
• Ορισμένες ομάδες:
o 1η (Η + αλκάλια),
o 2η (αλκαλικές γαίες),
o 14η (C, Si, Ge, Sn, Pb),
o 17η (αλογόνα) και
o 18η ομάδα (ομάδα ευγενών αερίων δηλ. στοιχείων που
δεν υφίστανται υπό μορφή μορίων).
o 3η έως 12η (στοιχεία μετάπτωσης).
10. Μέταλλα
Προέλευση: στη φύση τα βρίσκουμε είτε αυτό-
φυή (π.χ. Αu, Ag), είτε εντός χημι-
κών ενώσεων (οξείδια και σουλφί-
δια μετάλλων).
Κοινές ιδιότητες μετάλλων:
Έχουν αργυρόλευκο χρώμα ( εξαιρέσεις: Cu, Au).
Έχουν μεταλλική λάμψη.
Έχουν μεγάλες πυκνότητες.
Έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.
Είναι θερμικοί και ηλεκτρικοί αγωγοί.
Είναι ελατά και όλκιμα.
11. Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης
Έλασμα ψευδαργύρου βυθίζεται σε διάλυμα ιόντων χαλκού. Ο
ψευδάργυρος αντιδρά με τα ιόντα χαλκού:
Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
Τα ιόντα του ψευδαργύρου περνούν στο διάλυμα, ενώ ο μεταλ-
λικός χαλκός επικάθεται στο έλασμα και το επιχαλκώνει:
01/11/12
12. Ορισμός: είναι κάθε αντίδραση στην οποία ένα
στοιχείο αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο στην έ-
νωσή του:
A + BC → B +AC
Απλή αντικατάσταση μετάλλου από μέταλλο:
Μ + Μ΄Α → ΜΑ + Μ΄
∗ Για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση απλής
αντικατάστασης θα πρέπει το ελεύθερο μέταλ-
λο στα αντιδρώντα να είναι πιο «δυνατό» του
μετάλλου της ένωσης των αντιδρώντων, δηλα-
13. δή το Μ να βρίσκεται πιο αριστερά σε σχέση με
το Μ΄, στην ακόλουθη ηλεκτροχημική σειρά
των μετάλλων:
Li, Rb, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Pt, Au
Μείωση δραστικότητας μετάλλου
14. Επιπλέον παραδείγματα:
Eισαγωγή ελάσματος σιδήρου σε υδατικό διάλυμα
θειικού χαλκού (ελευθερώνεται καθαρός χαλκός):
0 +2 +2 0
Fe(s) + Cu SO 4 ( aq ) Fe SO 4(aq) + Cu (s)
→
Διάλυση καθαρού μαγνησίου σε υδροχλωρικό οξύ
(ελευθερώνονται φυσαλλίδες αέριου υδρογόνου):
0 +1 +2 0
Mg (s) + 2 H Cl ( aq ) Mg Cl 2(aq) + H 2 (g) ↑
→
Eπίδραση Cu(s) σε υδροχλωρικό οξύ: ×
15. Η απλή αντικατάσταση στο εργαστήριο (2)
Το διάλυμα του ένυδρου θειικού χαλκού
(γαλαζόπετρας), περιέχει ιόντα Cu2+, στα
οποία οφείλεται η γαλάζια απόχρωση του.
Σιδερένιο καρφί βυθίζεται σε διάλυμα
ένυδρου θειικού χαλκού και πραγματο-
ποιείται η αντίδραση:
Fe(s) +Cu 2+(aq) Fe 2+(aq) +Cu(s)
Το καρφί επιχαλκώνεται
και το διάλυμα αποκτά
πρασινωπό χρώμα το ο-
ποίο οφείλεται στα ιόντα
Fe2+
01/11/12
15
16. Μεθοδολογία γραφής χημικών εξισώσεων για α-
ντιδράσεις απλής αντικατάστασης:
1. Γράφουμε τους χημικούς τύπους των αντιδρώντων με τα
φορτία των ιόντων πάνω και δεξιά. Π.χ.
Al + H +1Cl -1
→
2. Γράφουμε τους χημικούς τύπους των προϊόντων. Ο τύπος της
χημ. ένωσης των προϊόντων προκύπτει αφού πρώτα σημειώ-
σουμε τα φορτία των ιόντων (πάνω και δεξιά) και στη συνέχεια
πραγματοποιήσουμε το νέο «χιαστί»:
Al + HCl Al+3Cl -1 + H 2 ↑
→
1 3
Προσοχή: Σε ελεύθερη κατάσταση το υδρογόνο είναι διατομικό (Η2) ενώ
τα μέταλλα είναι μονοατομικά Cu, Fe, Zn, κ.ά.). Επιπλέον,
μέταλλο με πολλά φορτία, θα δώσει στα προϊόντα μεταλλικό ιόν
με το μικρό (συνήθως) φορτίο (π.χ. Fe: +2, +3 ⇒ Fe+2).
Τέλος, το ανιόν δεν αλλάζει φορτίο.
17. 3. Ισοσταθμίζουμε ως προς τη μάζα τη χημική εξίσωση
(γραφή στοιχειομετρικών συντελεστών):
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H 2 ↑
→
Εφαρμογή:
Να συμπληρωθούν οι ακόλουθες χημικές εξισώσεις:
1. Να + CaBr2 →
2. Zn + H3PO4 →
3. Al + Fe2O3 →
4. Mg + HBr →
5. Ag + HBr →
6. Fe + H2SO4 (aραιό) →
7. Au + ΗCl →
8. K + Ca3(PO4)2 →
18. Κράματα
Ορισμός: Κράματα είναι υλικά που αποτελούνται από
δύο ή περισσότερα στοιχεία, από τα οποία το ένα τουλά-
χιστον είναι μέταλλο, και εμφανίζουν τις ιδιότητες των
μετάλλων.
Προκύπτουν συνήθως με σύντηξη μετάλλων και εμφα-
νίζουν καλύτερες ιδιότητες από τα επιμέρους μέταλλα.
Ορισμένα κράματα:
Χάλυβας: Fe-C (συνήθως περιέχει Νi και Cr)
Mπρούντζος: Cu-Sn
Ορείχαλκος: Cu-Zn
Nτουραλουμίνιο: Αl-Cu-Mg-Mn
Aμάλγαμα: Ηg-Ag-Sn-Zn
19.
20. Ο άνθρακας (C)
Που βρίσκεται ο άνθρακας στη φύση;
♦ Στο φλοιό της Γης:
γαιάνθρακας, κρυσταλλικός άνθρακας, ανθρακι-
κά άλατα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο
♦ Στην επιφάνεια της Γης:
οργανικές ενώσεις έμβιων συστημάτων (πρω-
τεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια, DNA, RNA κ.ά.)
και συνθετικές - τεχνητές οργανικές ενώσεις
(πετροχημικά, φουλερένια, νανοσωλήνες κ.ά.)
♦ Στη ατμόσφαιρα:
CO2, CO και βιοαέριο
21. Φυσικοί άνθρακες
Ο άνθρακας εμφανίζεται στη φύση:
α. σε σχεδόν καθαρή κρυσταλλική μορφή (διαμά-
ντι, γραφίτης)
β. με προσμείξεις στους διάφορους γαιάνθρακες
Α1. Διαμάντι
καθαρή μορφή άνθρακα
διαφανές και πολύ σκληρό υλικό (Μοhs: 10)
χρήσεις: κατασκευή κοσμημάτων, κοπτικά και
σκαπτικά εργαλεία
22. Α.2. Γραφίτης
καθαρή μορφή άνθρακα
πολύ μαλακός (Μοhs: 0,5-1,5)
πολύ καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και της
θερμότητας
χρήσεις: κατασκευή ηλεκτροδίων και μολυβιών,
επιβραδυντής νετρονίων σε πυρηνι-
κούς αντιδραστήρες, εκτυπωτικό με-
λάνι, λιπαντικά, μπαταρίες κ.ά.
∗ Οι διαφορές που εμφανίζουν το διαμάντι και ο
γραφίτης οφείλονται στο διαφορετικό τρόπο με
τον οποίο συνδέονται τα άτομα άνθρακα μεταξύ
τους.
28. Διοξείδιο του άνθρακα (CO2)
Ευθύνεται για την ένταση του φαινομένου του
θερμοκηπίου.
Απαραίτητο από τα φυτά για την φωτοσύνθεση.
Χρήσεις: αναψυκτικά, πυροσβεστήρες, κατάψυξη
παγωτών και τροφίμων («ξηρός πάγος»).
29. Ανθρακικά άλατα
Είναι άλατα που περιέχουν ως ανιόν το ανθρα-
κικό ανιόν (CO3-2).
Κυριότερα: CaCO3 (ασβεστόλιθος, μάρμαρο, κι-
μωλία, κέλυφος αυγού και οστράκου) και Να2CO3
(βιομηχανική σόδα, σόδα πλυσίματος).
Ιδιότητες:
α. τα ανθρακικά άλατα διασπώνται με επίδραση
διαλυμάτων οξέων (ελευθερώνεται CO2)
β. τα ανθρακικά άλατα διασπώνται όταν θερ-
μαίνονται σε υψηλή θερμοκρασία:
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) (παραγωγή ασβέστη)
30. Koνιάματα
Μίγματα που χρησιμοποιούνται στην οικοδομή
για σύνδεση των οικοδομικών υλικών.
Αεροπαγή κονιάματα: σκληραίνουν με απορρό-
φηση CO2(g) (π.χ. η λάσπη από ασβέστη, νερό και
άμμο: Ca(OH)2(aq) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(l) ).
Υδατοπαγή κονιάματα: σκληραίνουν με απορρό-
φηση νερού (π.χ. το σκυρόδεμα που προκύπτει
με ανάμειξη τσιμέντου, νερού, άμμου και σκύρων.
τσιμέντο: κύρια συστατικά των τσιμέντων είναι
τα οξείδια ασβεστίου (CaO), αργιλίου (Al2O3) και
πυριτίου (SiO2). Πρώτες ύλες: ασβεστόλι- θοι
και αργιλοπυριτικά υλικά.
32. To πυρίτιο (Si)
14η ομάδα στον Π.Π.
2ο σε αναλογία στοιχείο στο στερεό φλοιό της
Γης (25,7% w/w).
Δε βρίσκεται ελεύθερο στη φύση: η κυριότερη έ-
νωσή του είναι το SiO2.
SiO2 στη φύση:
α. χαλαζίες: κρυσταλλικοί (π.χ. αμέθυστος) και
άμορφοι (π.χ. όνυχας και οπάλιος)
β. κοινή πυριτική άμμος (άμμος θάλασσας).
33. καθαρό Si χαλαζίας ορολόγιου πυριτική άμμος
όνυχας οπάλιος αμέθυστος
34. To γυαλί
Είναι εύθραυστο, σκληρό και άμορφο στερεό, μο-
νωτής ηλεκτρισμού και θερμότητας.
Όταν θερμαίνεται ρευστοποιείται οπότε μπορεί
να χυθεί σε καλούπια ή να φυσηθεί με αέρα.
Φυσικό γυαλί (οψιδιανός και περλίτης): δημιουρ-
γείται κατά την ταχεία άνοδο και ψύξη του
μάγματος στην επιφάνεια της Γης.
Τεχνητό γυαλί: πρώτες ύλες: άμμος, σόδα & α-
σβεστόλιθος σε αναλογία 2:1:1 (θέρμανση μίγ-
ματος σε πολύ υψηλή θερμοκρασία: 1300 έως
1400 οC).
35. Τύποι γυαλιού:
Κοινό γυαλί (υαλοπίνακες και οικιακά σκεύη)
Γυαλί μολύβδου (κρύσταλλο): παρασκευάζεται με
αντικατάσταση της σόδας από ποτάσσα και του
ασβεστόλιθου από PbO (διακοσμητικά αντικεί-
μενα, οικιακά σκεύη, οπτικά όργανα).
Γυαλί βορίου (pyrex): περιέχει SiO2, B2O3, K2O,
Na2O και Αl2Ο3 (οικιακά σκεύη, εργαστη-ριακά
όργανα, προβολείς).
Υαλόνημα (fiberglass): από κοινό γυαλί ή pyrex
(ενίσχυση πλαστικού κράνους & μικρών σκαφών)
Έγχρωμα γυαλιά: προσθήκη οξειδίων ορισμένων
μετάλλων:
36. Το οξείδιο του Co δίνει μπλε χρώμα στο γυαλί.
Το οξείδιο του Fe δίνει πράσινο χρώμα στο γυαλί.
Το οξείδιο του Μn δίνει μωβ χρώμα στο γυαλί.
Τa οξείδιa του Cu και του Se δίνουν κόκκινο χρώμα
στο γυαλί.
Το οξείδιο του C δίνει το κεχριμπαρένιο χρώμα στο
μπουκάλι της μπύρας.
Συνδυασμός οξειδίων Μn, Fe & Co δίνει μαύρο χρώμα
στο γυαλί.
Βοημικό γυαλί: αντικαθίσταται η σόδα από ποτά-
σα (Κ2CΟ3): παράγεται γυαλί πιο σκληρό και πιο
διαφανές από το κοινό.
38. Κεραμικά
Άργιλος: είναι ένα άμορφο φυσικό που α-
ποτελείται από Αl, Si, O και Η.
Σύσταση: Αl2O3, SiO2 και Η2Ο.
Κεραμικά: υλικά που η πρώτη τους ύλη είναι το
αργιλόχωμα (άργιλος με προσμείξεις):
αργιλόχωμα+νερό→ξήρανση→ψήσιμο→
υαλογάνωμα→νέο ψήσιμο.
Στα παραδοσιακά κεραμικά περιλαμβάνονται:
προϊόντα αγγειοπλαστικής: κατασκευάζονται από
πηλό που είναι κατώτερης ποιότητας άργιλος
39. (π.χ. κεραμίδια, γλάστρες, στάμνες, τούβλα κ.ά.).
προϊόντα φαγεντιανής γης ( πιάτα, πλακάκια και είδη
υγιεινής).
Πορσελάνες: κατασκευάζονται από καολίνη.
Πυρίμαχα κεραμικά: παρασκευάζονται από ειδικής
ποιότητας άργιλο που περιέχει ΜgO (πυρίμαχα
τούβλα, επενδύσεις διαστημικών οχημάτων κ.ά.)
41. Oπτικές ίνες
Οι οπτικές ίνες είναι κατασκευασμένες από γυα-
λί, έχουν κυλινδρική μορφή και διάμετρο όσο μια
ανθρώπινη τρίχα.
Είναι μέσα ενσύρματης επικοινωνίας στα οποία
διαδίδεται φως και όχι ηλεκτρικό ρεύμα.
Πλεονεκτήματα οπτικών ινών:
άφθονη και φθηνή πρώτη ύλη.
Μια οπτική ίνα αντιστοιχεί σε εκατοντάδες
χάλκινους αγωγούς.
έχουν μικρό βάρος και είναι φθηνές.
Είναι σχεδόν αδύνατη η υποκλοπή.
