Det periodiske system

Hej brevkasse. Jeg er en dreng på 14, som er ret interesseret i den fysiske og kemiske videnskab. Og jeg har undret mig i lidt tid over hvorfor der i det  periodiske system er to grupper (Lanthanider og Actinider) som ligesom er smidt ud af systemet. Håber på at du kan forklare mig det, og gøre mig den smule klogere. 
Venlig hilsen LL


Hej LL. 

Jeg kan godt forstå at du undrer dig over det, for det er også en lille smule besynderligt og afviger lidt fra det system, der ellers gælder i resten af det periodiske system.  

Det periodiske system er, som du sikkert ved, bygget op, så grundstoffer, der har samme antal elektroner i den yderste skal, står oven over hinanden i kolonner. I praksis betyder det også, at elementerne ender sammen i grupper, hvor der puttes elektroner i den samme type orbital, efterhånden som atomnummeret stiger. Orbitaler er forskellige typer pladser i skallen, og dem kalder man henholdsvis s, p, d, og f orbitaler. I den tynde gruppe til venstre fyldes der elektroner i en s-orbital, i gruppen helt til højre fyldes de i en p-orbital, og i den store gruppe i midten er det en d-orbital der fyldes i. Efter d-orbitaler kommer f-orbitaler, og de begynder at blive fyldt op i 6. række i det periodiske system.  

Hvis fysikkens love fulgte det periodiske system perfekt, skulle f-orbitalen fyldes efter s-orbitalen var blevet fyldt i 6. række. Dvs. hvis du kigger på grundstof 56 (Ba) der lige har fået den anden elektron i sin 6. s-orbital, så burde det næste grundstof, grundstof 57 (La), få den første elektron i sin f-orbital. Men det sker ikke. I stedet ender der en elektron i d-orbitalen i grundstof 57 (La), og La hører altså derfor hjemme i samme kolonne som Sc og Y, der begge også har netop én elektron i den yderste d-orbital. De næste 10 elektroner (fra grundstof 58 til 71) kommer i f-orbitalen som vi forventede før, men eftersom den ene elektron der kom i d-orbitalen til at starte med, er den elektron, der er i den yderste skal, hører alle disse grundstoffer også til i samme kolonne som Sc og Y. Disse stoffer kaldes Lanthaniderne. Det samme sker for grundstof 89 (Ac), der i stedet for at få sin første elektron i f-orbitalen får den i en d-orbital og derefter fyldes f-orbitalen op. Disse stoffer hører derfor også til i kolonne med Sc og Y og kaldes for Actiniderne. Da det er upraktisk at tegne alle disse stoffer i denne kolonne, flytter man dem ud for sig i stedet for, når man tegner det periodiske system.   

Det skal lige nævnes, at der er undtagelser blandt Lanthaniderne og Actiniderne. F.eks. følger grundstof 61 (Pm) ikke vores system, og har derfor 5 elektroner i f-orbitalen i stedet for 1 i d-orbitalen og 4 i f-orbitalen, som vi forventer. Der er flere lignende undtagelser i Actiniderne.  

Tak for spørgsmålet. Jeg håber du blev klogere. Hvis du vil vide mere kan du prøve at kigge på denne hjemmeside, der dog er på engelsk: 

chemistry.about.com/od/periodicproperties/f/Why-Are-The-Lanthanides-And-Actinides-Separate-On-The-Periodic-Table.htm 

Mvh. Thorbjørn Villesen, ph.d.-studerende.