Chapter 5
The Periodic Table
Chemistry
History of the Periodic Table
Stanislao Cannizzaro (1826-1910)Stanislao Cannizzaro (1826-1910)
Found method to determine atomicmassFound method to determine atomicmass
Dimitri Mendeleev (1834-1907)Dimitri Mendeleev (1834-1907)
“Father of the Periodic Table”“Father of the Periodic Table”
Made the first accepted Periodic TableMade the first accepted Periodic Table
Noticed trends and left empty spaces for“missing” elementsNoticed trends and left empty spaces for“missing” elements
**By 1860 more than 60 elements were known****By 1860 more than 60 elements were known**
http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/images/lgfotos/04periodic/cannizzaro1.jpg
http://users.forthnet.gr/kar/kemich/PORTRAITS/mendeleev.gif
History of the Periodic Table
Henry Moseley  (1887 – 1915)Henry Moseley  (1887 – 1915)
Found method to determine atomic number(# of protons)Found method to determine atomic number(# of protons)
http://www.explicatorium.com/images/Personalidades/Henry_Moseley.jpg
Periodic Law
Properties of elements are based on atomicnumber and valence electronsProperties of elements are based on atomicnumber and valence electrons
The Modern Periodic Table
Arranged by increasing atomic number soelements with similar properties fall in the samecolumns
Newest sections added:  Lanthanides, Actinides,Noble Gases
Electron Configurations Revisited
Valence Electrons:Valence Electrons:
Outer Shell ElectronsOuter Shell Electrons
Have the Highest Principle Quantum NumberHave the Highest Principle Quantum Number
Determine many properties of the atomsDetermine many properties of the atoms
Were the “dots” on the dot diagram from lastchapter!Were the “dots” on the dot diagram from lastchapter!
Electron Configurations Revisited
Periodic Table Arrangement:
Period
# ofElements
EnergySublevel
Max # ofElectrons
1
2
s
2
2
8
s,p
8
3
8
s,p
8
4
18
s,p,d
18
5
18
s,p,d
18
6
32
s,p,d,f
32
7 (iffinished)
32
s,p,d,f
32
Period Prediction
Using only the ELECTRON CONFIGURATION…Using only the ELECTRON CONFIGURATION…
Example:
 1s22s22p63s23p64s23d104p3
Located in PERIOD 4
Highest Principle QN
Group Prediction
Using only the Electron Configuration…Using only the Electron Configuration…
Example:
1s22s22p63s23p64s23d104p3
Located in Group 15 – Add theelectrons from the highest period(includes s, d if any, and p if any)
Blocks on the Periodic Table
s – Block
Group Alkali MetalsGroup Alkali Metals
SoftSoft
Extremely reactiveExtremely reactive
(but…Hydrogen is NOT metal)(but…Hydrogen is NOT metal)
valence electronvalence electron
Group 1
MCj04347780000[1]
MCj04347780000[1]
MCj03256440000[1]
Blocks on the Periodic Table
s-Block
Group Alkaline-Earth MetalsGroup Alkaline-Earth Metals
valence electronsvalence electrons
Reactive but less than Group 1Reactive but less than Group 1
Group 2
MCj04347780000[1]
MCj03256440000[1]
Blocks on the Periodic Table
block:block:
Groups 13-18Groups 13-18
Properties vary greatlyProperties vary greatly
(due to “steps”)(due to “steps”)
Valence Electrons =Valence Electrons =
Group 10Group 10
Example:Example:
p Block
Blocks on the Periodic Table
block:block:
Group 17 HalogensGroup 17 Halogens
Very reactiveVery reactive
Group 17
MCj03256440000[1]
halogen lamp also uses tungsten filament, but it is encasedinside much smaller quartz envelopeBecause the envelopeis so close to the filament, it would melt if it were made fromglass. The gas inside the envelope is also different -- it consistsof gas from the halogen groupThese gases have veryinteresting property: They combine with tungsten vapor. If thetemperature is high enough, the halogen gas will combine withtungsten atoms as they evaporate and redeposit them on thefilament. This recycling process lets the filament last lotlonger. In addition, it is now possible to run the filament hotter,meaning you get more light per unit of energy. You still get lotof heat, though; and because the quartz envelope is so close tothe filament, it is extremely hot compared to normal light bulb.halogen lamp also uses tungsten filament, but it is encasedinside much smaller quartz envelopeBecause the envelopeis so close to the filament, it would melt if it were made fromglass. The gas inside the envelope is also different -- it consistsof gas from the halogen groupThese gases have veryinteresting property: They combine with tungsten vapor. If thetemperature is high enough, the halogen gas will combine withtungsten atoms as they evaporate and redeposit them on thefilament. This recycling process lets the filament last lotlonger. In addition, it is now possible to run the filament hotter,meaning you get more light per unit of energy. You still get lotof heat, though; and because the quartz envelope is so close tothe filament, it is extremely hot compared to normal light bulb.
Blocks on the Periodic Table
block:block:
Group 18 Noble GasesGroup 18 Noble Gases
Very unreactiveVery unreactive
They have stable (full) valence octetThey have stable (full) valence octet
Many used in creating signsMany used in creating signs
Group 18
HeTube
NeTube
ArTube
KrTube
XeTube
MCj03256440000[1]
Neon signs are luminous-tube signs thatcontain neon or other inert gases at a lowpressure. Applying a high voltage (usually a fewthousand volts) makes the gas glow brightly.They are produced by the craft of bending glasstubing into shapes. A worker skilled in this craftis known as a glass bender, neon or tubebender.
Blocks on the Periodic Table
block:block:
Groups 3-12Groups 3-12
Called the TRANSITION METALSCalled the TRANSITION METALS
Luster, conductive, Malleable, DuctileLuster, conductive, Malleable, Ductile
Hg is the ONLY liquid metalHg is the ONLY liquid metal
d Block
MCj04260680000[1]
Blocks on the Periodic Table
f Block
RareEarth
Lanthanides
Actinides
Periodic Properties
“Trends”
 Strength of Nucleus
A.Across a period – strength gets stronger
Atomic Number!!  More protons greater charge onnucleusAtomic Number!!  More protons greater charge onnucleus
B.  Down a group – strength gets weaker
Size of atom is getting larger – e- in levels fartheraway – shielding attraction from nucleusSize of atom is getting larger – e- in levels fartheraway – shielding attraction from nucleus
Periodic Properties
Atomic Radius (size of atom)
A.Across a period – radius gets smaller
Decreases across periods because of increasingpositive chargeDecreases across periods because of increasingpositive charge
e- are pulled closer to higher charged nucleuse- are pulled closer to higher charged nucleus
Increased pull results in smaller atomic radiusIncreased pull results in smaller atomic radius
B.Down a group – radius gets bigger
Outer e- fill an sublevel in higher energy levelfarther from the nucleusOuter e- fill an sublevel in higher energy levelfarther from the nucleus
Periodic Properties
Energy to REMOVE an electronIonization Energy - Energy to REMOVE an electron
ION – atom that has gained or lost an electronION – atom that has gained or lost an electron
A.Across period – ionization energy increasesA.Across period – ionization energy increases
Increasing nuclear charge – pulls etoward nucleusIncreasing nuclear charge – pulls etoward nucleus
Harder to pull away because of strong attractionHarder to pull away because of strong attraction
B.   Down group – ionization energy decreasesB.   Down group – ionization energy decreases
Outer e- are farther away from nucleus – more easilyremoved.Outer e- are farther away from nucleus – more easilyremoved.
Outer e- are also shielded from positive nucleus – weakattraction – easily removedOuter e- are also shielded from positive nucleus – weakattraction – easily removed
Periodic Properties
Electron Affinity –
Energy change when an electron is ADDEDEnergy change when an electron is ADDED
When EASY to add an electron – EA is EXOTHERMIC /NEGATIVEWhen EASY to add an electron – EA is EXOTHERMIC /NEGATIVE
When DIFFICULT to add an electron – EA is ENDOTHERMIC /POSITIVEWhen DIFFICULT to add an electron – EA is ENDOTHERMIC /POSITIVE
A.Across period – EA is easier/more exothermicA.Across period – EA is easier/more exothermic
B.Down group – EA is difficult/more endothermicB.Down group – EA is difficult/more endothermic
FYI Generally more difficult to add e- to larger atoms!!FYI Generally more difficult to add e- to larger atoms!!
Periodic Properties
Ionic Radius
Size of ion
Same trend as atomic radius:
Across a period – gets smaller
Down a group – gets bigger
Periodic Properties
Ionic Radius
Size of ion
Cation – Lost electrons
Positively charged ion
due to less electrons, so nucleuscan pull better on each e-Smaller than neutral atom; due to less electrons, so nucleuscan pull better on each e-
potassium
potassiumion
Potassium Atom
Potassium ION
Periodic Properties
Ionic Radius
Size of ion
Anion – Gained electrons
Negatively charged ion
 due to more electrons, so nucleuscan’t pull as well on each e-Larger than neutral atom; due to more electrons, so nucleuscan’t pull as well on each e-
chlorineatomion
Periodic Properties
Electronegativity
Ability to attract electrons
A.Across a period – EN increases
B.Down a group – EN decreases
FYI:
Nonmetals are always more electronegative!!Nonmetals are always more electronegative!!
Larger atoms attract e- less stronglyLarger atoms attract e- less strongly
Example Questions
Which is smaller – or O?Which is smaller – or O?
Which is larger – Be or Be+2 (Neutral Beatom or Be ion)?Which is larger – Be or Be+2 (Neutral Beatom or Be ion)?
Which has more exothermic electronaffinity – Na or P?Which has more exothermic electronaffinity – Na or P?
Which has more endothermic electronaffinity – or Cs?Which has more endothermic electronaffinity – or Cs?
Which has higher ionization energy – Gaor Se?Which has higher ionization energy – Gaor Se?
Which has higher electronegativity – orBr?Which has higher electronegativity – orBr?