Ämnesklasser, indelningen av grundämnena

Grundämnena i det periodiska systemet kan delas in i grupper på väldigt många sätt, beroende på vilken eller vilka egenskaper man vill tillskriva den grupp av grundämnen som skapas genom grupperingen. De grupper som vanligtvis används vid sådana här indelningar kallas ämnesklasser.

De ämnesklasser som vi har delat in grundämnena i här på Grundämnen.com är ett av de mer vanliga sätten att dela in grundämnena i grupper. Vi använder samma slags system som engelska Wikipedia, vilka i sin tur använder ett hybridsystem utifrån den vanliga grupperingen av grundämnen som har föreslagits av IUPAC.

Här nedan följer en lista på de ämnesklasser vi använder oss av, tillsammans med kortfattad information om respektive ämnesklass.

Ämnesklass alkalimetaller

Alkalimetallerna är grupp 1 i det periodiska systemet (tillsammans med väte, som dock inte är en alkalimetall), och består av grundämnena litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) och francium (Fr).

Alla alkalimetaller har liknande kemiska egenskaper: de är glansiga, mjuka och går att skära i med kniv. De har även låg densitet, låg smältpunkt och låg kokunkt. En annan sak som de har gemensamt är att de är mycket reaktionsbenägna, även vid standardtryck och standardtemperatur. Cesium är den mest reaktiva alkalimetallen. Faktum är att alkalimetallerna aldrig förekommer som fria grundämnen i naturen, utan är alltid bundna i olika kemiska föreningar i form av envärda, positivt laddade joner.

Anledningen till att alkalimetallerna är så reaktionsbenägna är för att de bara har en valenselektron, som mycket lätt förloras till andra grundämnens atomer. När de förlorar denna elektron rubbas balansen mellan protoner och elektroner och de blir positivt laddade joner: Li+, Na+, K+, Rb+, osv. Detta innebär också att jonerna numer har samma antal elektroner och samma elektronfördelning som atomerna hos nämsta ädelgas i perioden ovan, man säger då att jonerna har fått ädelgasskal. Att de joner som har bildats har fått ett ädelgasskal innebär också att de nu har erhållit en mycket stabil elektronfördelning.

Ämnesklass alkaliska jordartsmetaller

De alkaliska jordartsmetallerna hör till grupp 2 i det periodiska systemet, de är beryllium (Be), magnesium (Mg), kalcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) och radium (Ra).

De (hittills) upptäckta alkaliska jordartsmetaller går att hitta naturligt, och likt sitt gruppnamn är de alla också typiska metaller med metallglans, hög elektrisk ledningsförmåga och god värmeledningsförmåga. Jordartsmetallerna är också betydligt mycket hårdare än alkalimetallerna. Dock är de alkaliska jordartsmetallerna mindre reaktionsbenägna än alkalimetallerna, men har ändå en tendens att relativt lätt förlora sina två valenselektroner.

Man har utfört experiment för att försöka hitta nästa element i denna grupp, som då skulle ha atomnummer 120, men inget experiment har ännu kunnat påvisa detta grundämne.

Ämnesklass diatomiska icke-metaller

Diatomiska icke-metaller är en undergrupp till en större ämnesklass som kallas enbart icke-metaller. Det som skiljer de diatomiska icke-metallerna från till exempel de polyatomiska icke-metallerna är att de generellt sett har en lägre smältpunkt, lägre kokpunkt samt existerar som vätska under ett mycket snävare intervall än de polyatomiska icke-metallerna. Ädelgaserna hör också till icke-metallerna, men särskiljer sig från de diatomiska och polyatomiska icke-metallerna på många andra sätt.

De grundämnen som hör till de diatomiska icke-metallerna är: väte (H), kväve (N), syre (O), flour (F), klor (Cl), brom (Br) och jod (i).

Ämnesklass aktinoider

Aktinoiderna är en ämnesklass som innefattar 15 metalliska grundämnen, med atomnummer från 89 till 103. Alla aktinoider är radioaktiva och släpper ifrån sig energi under radioaktivt sönderfall. De vanligaste aktinoiderna på jorden är naturligt förekommande uran (U) och torium (Th) samt syntetiskt plutonium (Pu). Användningsområdena för de tre är produktion av kärnkraft samt som material för kärnvapen.

Grundämnen i ämnesklassen aktinoider

AtomnummerÄmneKemiskt tecken
89AktiniumAc
90ToriumTh
91ProtaktiniumPa
92UranU
93NeptuniumNp
94PlutoniumPu
95AmericiumAm
96CuriumCm
97BerkeliumBk
98CaliforniumCf
99EinsteiniumEs
100FermiumFm
101MendeleviumMd
102NobeliumNo
103LawrenciumLr

Ämnesklass ädelgaser

Ädelgaserna är de grundämnen som finns i grupp 18 i det periodiska systemet. Det som kännetecknar ädelgaserna är att de väldigt ogärna deltar i kemiska reaktioner samt är icke-metaller. Samtliga ädelgaser är även i gasform vid standardtryck och standardtemperatur. Alla ädelgaser är dessutom färg- och luktlösa.

Stabilaste elektronfördelningen av alla grundämnen

Det kanske mest utmärkande för ädelgaserna är att de har den stabilaste elektronfördelningen av alla grundämnen, detta då de har ett maximalt antal valenselektroner i sitt yttersta elektronskal. Detta är även anledningen till varför de oerhört sällan reagerar med andra ämnen. Det är bara de tyngsta ädelgaserna (krypton, xenon, radon och oganesson) som låter sig påverkas av andra grundämnen.

Fem av de sju ädelgaserna har stabila isotoper; helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr) och xenon (Xe). De två övriga ädelgaserna är radon (Rn) och oganesson (Og). Radon (Rn) är radioaktiv och har därför inte studerats lika väl som de fem ädelgaser som har stabila isotoper. Oganesson (Og) är ett syntetiskt grundämne som på grund av dess korta halveringstid inte har kunnat studeras särskilt noggrannt.

Framsställning och användande

Alla ädelgaser förutom radon (och oganesson) kan framställas genom destillation av flytande luft, och ädelgaserna används ofta i olika slags lampor. Ädelgaserna har generellt sett även en mycket låg kokpunkt, varav helium har den lägsta av alla grundämnen, -269 °C. Helium är även det enda ämne som kan hålla sig gasformigt i rymdens låga temperatur. Helium används även tack vare dess "kylighet" också till kylning av supraledande metaller, som i sin tur används i många vetenskapliga och medicinska apparater.

Ämnesklassen halvmetaller

Grundämnena som hör till ämnesklassen halvmetaller är de grundämnen som har egenskaper som ligger mittemellan metallerna och icke-metallerna, eller är en blandning av dem. Det finns dock ingen standardiserad definition för halvmetaller eller ett standardiserat sätt att säga vilka grundämnen som hör till ämnesklassen halvmetaller, dock används termen inom den kemiska diskursen och fyller en funktion.

De grundämnen som hör till ämnesklassen halvmetaller är: bor (B), kisel (Si), germanium (Ge), arsenik (As), antimon (Sb), tellur (Te) och astat (At)

Ämnesklass lantanoider

Lantanoiderna är en ämnesklass som innefattar 15 metalliska grundämnen, med atomnummer från 57 till 71. Lantanoiderna, tillsammans med skandium (Sc) och yttrium (Y), kallas ibland för de sällsynta jordartsmetallerna.

Grundämnen i ämnesklassen lantanoider

AtomnummerÄmneKemiskt tecken
57LantanLa
58CeriumCe
59PraseodymPr
60NeodymNd
61PrometiumPm
62SamariumSm
63EuropiumEu
64GadoliniumGd
65TerbiumTb
66DysprosiumDy
67HolmiumHo
68ErbiumEr
69TuliumTm
70YtterbiumYb
71LutetiumLu

Ämnesklass övergångsmetaller

Övergångsmetallerna är grundämnena i det periodiska systemets mellersta del, grupp 3-11. Definitionen av ämnesklassen övergångsmetaller är väldigt generell då det handlar om väldigt många grundämnen, t.ex. kallas grundämnena i f-blocket (lantanoiderna och aktinoiderna) för inre övergångselement.

Ämnesklass övriga metaller

De grundämnen som finns mellan övergångsmetallerna och halvmetallerna i det periodiska systemet klassificeras i ämnesklassen övriga metaller, även kallat posttransitionsmetall. Generellt sett är dessa metalliska grundämnen mjuka och ibland porösa, har dålig mekanisk styrka och lägre smält- och kokpunkt än övergångsmetallerna.

Ämnesklassen polyatomiska icke-metaller

Polyatomiska icke-metaller är en undergrupp till en större ämnesklass som kallas enbart icke-metaller. Det som skiljer de polyatomiska icke-metallerna från till exempel de diatomiska icke-metallerna är att de generellt sett har en högre smältpunkt, högre kokpunkt samt existerar som vätska under ett mycket större intervall än de diatomiska icke-metallerna. Ädelgaserna hör också till icke-metallerna, men särskiljer sig från de diatomiska och polyatomiska icke-metallerna på många andra sätt.

De grundämnen som hör till de polyatomiska icke-metallerna är: kol (C), fosfor (P), svavel (S) och selen (Se).

Ämnesklassen okända kemiska egenskaper

Ämnesklassen okända kemiska egenskaper är egentligen ingen "riktig" ämnesklass. De grundämnen som finns i denna ämnesklass vet man helt enkelt inte nog mycket om för att kunna tilldela dem till någon ämnesklass, därför finns de temporärt grupperade i den fiktiva ämnesklassen okända kemiska egenskaper.


Skrivet av Stefan Johansson
Texten uppdaterades senast 2020-06-30


Skriv en kommentar