Talahanayang peryodiko

Ang talahanayang peryodiko (Español: tabla periódica, Ingles: periodic table), kilala din bilang talahanayang peryodiko ng mga mulangkap, ay isang talahanayang pagkakaayos ng mga mulangkap. Madalas itong ginagamit sa kapnayan, sugnayan, at iba pang mga sangay ng agham. Ito ay grapikong pormulasyon ng batas peryodikong nagsasaad na ang mga mulangkap na nakatala ayon sa kanilang mulpikning bilang ay naihahanay sa paulit-ulit na mga grupo, at yaong may magkakatulad na katangiang kemikal ay dumadatal sa regular na interbal.

Si Dimitri Mendeleyev ang unang nagdisenyo ito noong 1869. Noon, iniayos pa niya ang mga mulangkap ayon sa mulpikning bugat upang mapagmasdan ang kanilang mga katangian. Ngayon, iniaayos na ang mga ito ayon sa mulpikning bilang. Kabilang din sa makikita sa talahanayan ang kapnayaning halat at kadagibalingan ng mga mulangkap.

Makikita sa talahanayang peryodiko ang karaniwang rekisito hinggil sa mga sangkap. May iba-ibang paraan naman ng pagpapakita ng listahan ng mga ito upang maayos na matunghayan ang kanilang mga katangian.

 Kasaysayan 

Hindi pa alam noon ang estruktura sa loob ng atomo nang gawin ang unang talahanayan.   Kapag iniiayos ang mga elemento nang sunod-sunod ayon sa bigat atomika at ikrokis ang ilang katangian nila kontra sa bigat atomika, makikita mo ang ondulasyon o periodicity ng mga katangiang ito na punsyon ng bigat atomika.  Si Johann Wolfgang Döbereiner, isang kimikong Aleman, ang unang nakapansin sa regularidad nito noong 1829 nang mapansin ang tatatluhing katangian (triads) ng magkakawangking mga elemento

Sinundan ito ni John Alexander Reina Newlands, isang kimikong Inggles, noon 1865 na nakapansing sa mga elementong may magkakamukha ng uri ay paulit-ulit na lumilitaw kada otso na para bang oktabo sa musika.  Ang kaniyang batas ng oktabo ay pinagtawan nang kaniyang mga kakontemporaryo.  Nitong huli, halos magkasabay na dinebelop ni Julius Lothar Meyer, isang Alemang kimiko, at Dmitri Ivanovich Mendeleev, isang Rusong kimiko, ang talahanayang peryodiko na iniayos ayon sa bigat.  Gayunman, nagbawas si Medeleev ng ilang elemento sa istriktong kaayusan upang maiakma ang katangian sa kanilang kalapit na elemento sa talahanayan, nagtama siya ng datos ng maraming bigat  atomika, at humula sa pag-inog at pati na ang katangian ng ilang bagong elemento sa bakanteng kahon sa talahanayan.  Sa dakong huli, natuklasan ni Mendeleev ang estrukturang elektroniko noong dakong huli ng siglo 19 at unang dako ng siglo 20.

Noong mga taong 1940, nasumpungan ni Glenn T. Seaborg ang mga transuranikong lantanido at aktinido na maaring isama sa talahanayan o sa ibaba nito (na ipinakikita sa itaas).
 Kabuuran 

 Mga peryodo 

 Mga grupo 

Tinatawag na grupo ang patayong hanay ng mga elemento sa talahanayang peryodiko. May labingwalong grupo sa talahanayan, bagama't hindi rito kabilang ang mga kolum ng f-bloke (sa pagitan ng ika-2 at ika-3 grupo). Ang mga elemento sa isang grupo ay magkawangis sa mga katangiang pisikal at/o kemikal sa eksteryor na alukaba ng kanilang mga atomo, yamang karamihan sa mga katangiang kemikal ay tinatakda ng orbital na lokasyon ng kanilang balensyang dagisik.

 Mga notasyon 

Tatlong sistema ng pamilangan (numeral) ang ginagamit sa paggugrupo sa talahanayang peryodiko: pamilangang Arabe; pamilangang Romano, at pinaghalong bilang at titik Romano. Ang pamilangang Romano ang unang tradisyonal na pangalan ng mga grupo. Ginagamit naman ang pamilangang Arabe ang sa mga bagong pagngangalan na iminungkahi ng International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Ang iskemang IUPAC ay dinibelop upang palitan ang lumang pamilangang Romano na nakalilito na gumagamit ng parehong pangalan ngunit iba ang pakahulugan.

 Karaniwang anyo 

 Karaniwang ayos 

 Peryodisidad ng mga katangiang kemikal 
Ang mga elementong malapit sa isa't isa sa loob ng isang grupo ay makakawangki ng katangiang pisikal kahit malaki ang pagkakaiba ng kanilang bigat (mass).  Magkaiba naman ang katangian ng magkakatabing elemento sa loob ng hanay-pahalang (period) kahit magkalapit ang kanilang bigat.

Halimbawa, napakalapit sa nitroheno (N) sa pangalawang piryod ng talahanayan ang karbon (C) at oksiheno (O).  Kahit na magkalapit ang kanilang bigat (magkaiba lamang sila ng ilang yunit ng bigat atomika), lubhang magkaiba ang kanilang katangian tulad ng makikita sa kanilang allotropes: gas ang dalwahing atomiko ng oksiheno na tumutulong sa kombustyon; gas din ang dalwahing atomiko ng nitroheno ngunit hindi tumutulong sa kombustyon; at solid naman ang karbon na maaaring masunog. (Oo, nasusunog din ang mga diyamante at brilyante!)

Sa taliwas, malapit sa kloro (Cl), bago sa pinakahuling grupo (hanay-patayo) ng talahanayan (ang mga halogo), ang floro (F) at bromo (Br).   Kahit na napakalaki ng pagkakaiba ng kanilang bigat, ang allotropes nila ay may magkakawangking katangian.  Lubhang mabagsik (korosibo) sila lahat (madaling silang sumanib sa mga metal upang bumuo ng asin ng halurong metal (metal halides).  Gas ang kloro at floro at ang bromo naman ay likidong may mababang pagkulo.  Matingkad ang kulay ng kloro at bromo.

 Paliwanag sa estruktura ng talahanayan 

Ang kaayusang elektroniko lalo na ng mga nasa labas (sa balensyang talukap) nito ang pangunahing nagpapakita sa katangiang kimika ng isang elemento.   Halimbawa, ang lahat ng atomong may talukap-p sa pinakalabas ng talukap at may apat na elektron sa talukap na ito ay magkawangki sa ugali kahit na ano pang talukap-p pa ito.  Sa talukap na kung saan nananahan ang pinakalabas na mga elektron ang nagpapakita kung saan ito nalalaan.  Ang bilang ng mga elektron sa loob ng talukap na ito ang nagpapakita ng grupo sa loob ng blokeng pinaglalaanan nito
Ang kabuuang bilang ng mga talukap ng elektron ng isang atomo ang nagpapakita kung saan ito nakalaan.  Hinahati sa iba't ibang sub-talukap ang bawat pangunahing talukap na kung saan habang tumataas ang bilang atomiko ay halos pinupuno rin ng ganitong dami.

 1s
 2s           2p
 3s           3p
 4s        3d 4p
 5s        4d 5p
 6s     4f 5d 6p
 7s     5f 6d 7p
 8s  5g 6f 7d 8p
 ...

Nasa itaas ang estruktura ng talahanayan.  Dahil ang pinakalabas ng mga elektron ang nagpapakita ng katangiang kimika, magkakawangki ito sa loob ng mga grupo.

Papataas sa grupo mula sa pinakamagaang hanggang pinakamabigat na elemento, ang mga elektron sa pinakalabas na talukap (yaong madaling sumali sa kimikong pagsasanib) ay magkakapareho ng orbital (inugan), at  magkakapareho ng hugis, ngunit tumataas na kanilang enerhiya at distansya sa nukleyo.   Halimbawa, ang mga elektron ng pinakalabas na talukap (o balensya) ng unang grupo na pinangungunahan ng hidroheno (H) ay may isang elektron sa orbital-s.  Sa hidroheno, ang orbital-s ang pinakamababang estado ng  enerhiya, na unang inugang talukap (at pinakikita ng posisyon ng hidroheno sa unang hanay-pahalang sa talahanayan.  Sa francio na pinakamabigat na elemento sa grupo, ang elektron sa pinakalabas na talukap ay nasa ika-pitong inugang talukap na lubhang malayo sa nukleyo kaysa sa mga elektrong nagpupuno sa mga talukap na mas mababa ang enerhiya sa kaniya.  Ang isa pang halimbawa ay ang karbon at tingga na mayroong apat na elektron sa pinakalabas na inugang talukap.

Dahil sa kahalagahan ng pinakalabas na talukap, ang iba't ibang rehiyon sa talahanayang peryodiko ay minsang tinatawag na mga blokeng talahanayang peryodiko na ipinangalan ayon sa sub-talukap kung saan nananahan ang "huling" elektron, e.g. blokeng-s, blokeng-p, blokeng-d, atbp.