PERIODICK� SOUSTAVA PRVK� z hlediska mezip�edm�tov�ch vztah� fyziky a chemie

Ji�� T��

��sticov� slo�en� l�tek a stavba atomu jsou jedny ze z�kladn�ch integruj�c�ch pojm� v didaktice fyziky a chemie. Periodick� soustava prvk� vytvo�en� p�ed v�ce ne� sto lety D. I. Mend�lejevem je v dne�n� podob� d�le�it�m prost�edkem k uk�z�n� souvislost� jev� mikrosv�ta a makrosv�ta, nebo� umo��uje p�ehledn� uspo��dat fyzik�ln� veli�iny mikrosv�ta a uk�zat jejich vztah k p��mo pozorovateln�m fyzik�ln�m a chemick�m vlastnostem prvk�.

Do tabulky periodick� soustavy prvk� (d�le jen PSP) lze uspo��dat mno�stv� �daj� popisuj�c�ch vlastnosti dan�ho prvku nebo skupin prvk�. P�i vytv��en� nov�ho proveden� tabulky PSP rozhodujeme volbou t�chto �daj� o tom, zda vznikl� tabulka bude jen zjednodu�en�m p�ehledem z�kladn�ch vlastnost� prvk�, nebo podrobn�j��m fyzik�ln� �i chemicky zam��en�m p�ehledem.

Z praktick�ch d�vod� se v�t�inou pou��v� tabulka PSP upraven� tak, �e lanthanoidy a aktinoidy jsou z tabulky vy�aty a um�st�ny pod k sob� p�ibl�en� zb�vaj�c� ��sti tabulky. Dos�hne se tak p�ijateln�ho grafick�ho form�tu vznikl� sestavy, je ale pak na u�ivateli, aby se p�i pou��v�n� tabulky s touto transformac� vyrovnal.

Studiem obsahu a grafick�ho zpracov�n� pou��van�ch tabulek PSP bylo zji�t�no, �e tyto maj� v�t�inou bu� v�razn� chemicky nebo v�razn� fyzik�ln� zam��en� obsah. V �esk� republice se u podrobn�ji zpracovan�ch tabulek PSP uplat�uje v�ce chemick� pojet�. Nap��klad v N�mecku se naopak �asto uplat�uje pojet� fyzik�ln�. Obsah a forma pou��van�ch tabulek PSP b�v� pod��zena i grafick�m mo�nostem vydavatele.

Na z�klad� v��e nazna�en�ho rozboru v�znamu PSP a obsahov�ho a grafick�ho uspo��d�n� tabulek PSP bylo vytvo�eno nov� proveden� t�to tabulky uplat�uj�c� pokud mo�no vyv�en� fyzik�ln� a chemick� pohled na PSP. Vyu�it� modern� grafick� techniky umo�nilo d�t do jedn� skl�danky pom�rn� velk� mno�stv� �daj�, ani� by t�m utrp�la jej� p�ehlednost a n�zornost. Vlastn� tabulky PSP, dal�� text a tabulky jsou na dvou stran�ch listu form�tu A4, kter� lze dvakr�t slo�it na v�sledn� rozm�r 99 x 210 mm. Obsah a grafick� prost�edky byly voleny tak, aby tabulku bylo mo�n� pou��vat ve fyzice a chemii na z�kladn� a st�edn� �kole.

Prvn� strana listu obsahuje t�i varianty barevn�ho rozd�len� prvk� v tabulce PSP a zn�zorn�n� sv�teln�ho spektra. Hlavn� proveden� tabulky PSP obsahuje nej�ast�ji pou��van� barevn� rozli�en� prvk�, kter� je pou��v�no zejm�na p�i v�uce chemie. Vyn�t� a p�em�st�n� lanthanoid� a aktinoid� je v n� zd�razn�no ponech�n�m mal� mezery na p��slu�n�m m�st�. U ka�d�ho prvku je, krom� zna�ky, �esk�ho a latinsk�ho n�zvu, uvedeno protonov�, nukleonov� a hmotnostn� ��slo, elektronov� konfigurace, elektronegativita a hustota. Nukleonov� ��slo ud�v� po�et nukleon� v nej�ast�ji se vyskytuj�c�m izotopu. Hmotnostn� ��slo je ur�eno podle pr�m�rn�ho zastoupen� v p��rod� se vyskytuj�c�ch izotop�. Skupenstv� prvku p�i teplot� a p�i norm�ln�m tlaku je zn�zorn�no u kapalin kapkou a u plyn� obl��kem, kter� jsou vsazeny do barevn�ho pozad� pole prvku vyjad�uj�c�ho jeho charakter. Um�le p�ipraven� prvky jsou odli�eny p�smem s b�lou v�pln�. U radioaktivn�ch prvk� je pou�ita mezin�rodn� zna�ka pro radioaktivitu. Uspo��d�n� popisu prvku a pou�it� grafick� prost�edky jsou vysv�tleny v legend� tabulky.

Pod hlavn�m proveden�m jsou dv� barevn� sch�mata tabulek PSP, kter� ukazuj� rozd�len� prvk� podle hodnot hlavn�ho kvantov�ho ��sla n a podle vedlej��ho kvantov�ho ��sla l. Ob� tato sch�mata zn�zor�uj� tabulku PSP ve dlouh�m proveden�, bez vyn�t� lanthanoid� a aktinoid�. Vedle t�chto sch�mat je je�t� Zn�zorn�n� spektra viditeln�ho elektromagnetick�ho z��en� s uveden�m jeho n�vaznosti na infra�erven� a ultrafialov� z��en�.

Na druh� stran� listu jsou stru�n� �l�nky Stavba atomu, Periodick� soustava prvk� a tabulky N�kter� fyzik�ln� a chemick� konstanty, N�zvoslov� oxid� a Ur�ov�n� slu�ovac�ch pom�r�. V �l�nku Stavba atomu je p�ehled hlavn�ch ��stic atomu a obraz modelu atomu Helia. Stru�n� popis stavby j�dra uv�d� v�znam jadern�ch sil, protonov�ho a nukleonov�ho ��sla a pojem izotop. Stru�n� popis obalu nazna�uje souvislost stav� elektron� v obalu s dal��mi vlastnostmi atomu. Jsou zde uvedeny pojmy iont, orbital, kvantov� ��slo, elektromagnetick� z��en�, elektromagnetick� s�la, chemick� vazba, oxida�n� ��slo a elektronegativita. C�lem zde nen� tyto pojmy z u�iva z�kladn� a st�edn� �koly podrobn� vysv�tlovat, ale m� se jejich pomoc� zejm�na uk�zat, jak souvisej� fyzik�ln� a chemick� vlastnosti atom� s jejich ��sticovou stavbou. Tohoto nazna�en� souvislost� lze pak vyu��vat i jako motivace k d�kladn�j��mu studiu uveden�ch pojm� na z�kladn� a st�edn� �kole.

�l�nek Periodick� soustava prvk� obsahuje stru�n� popis uspo��d�n� hlavn� tabulky PSP a zn�n� periodick�ho z�kona. V tabulce N�kter� fyzik�ln� a chemick� konstanty je p�ehled z�kladn�ch konstant, z nich� v�t�ina je zaokrouhlena na sedm platn�ch ��slic. Tabulka N�zvoslov� oxid� obsahuje p��klady tvorby n�zv� oxid� s uveden�m oxida�n�ho ��sla a slu�ovac�ho pom�ru reaktant�. V tabulce Ur�ov�n� slu�ovac�ch pom�r� je k��ov� pravidlo k ur�ov�n� slu�ovac�ch pom�r� anorganick�ch slou�enin a �est p��klad� jeho pou�it�.

V sou�asn� dob� se p�ipravuje v�roba n�st�nn� verze hlavn�ho proveden� tabulky PSP. P�edpokl�d� se vyd�n� navazuj�c�ch publikac�, p�i jejich� tvorb� je v�t�na spolupr�ce s celou pedagogickou ve�ejnost�.

Z�v�rem d�kuji ob�ma recenzent�m, mnoha ��astn�k�m leto�n� Letn� �koly fyziky fyzik�ln�-pedagogick� sekce J�MF a dal��m p��tel�m, u�itel�m za ocen�n� pom�cky a za cenn� p�ipom�nky a n�m�ty, kter� jsem pou�il p�i jej�m dokon�ov�n�.