Elementu periodiskās īpašības

Periodiskās tabulas tendences

Eyematrix/Getty Images

Periodiskā tabula sakārto elementus pēc periodiskām īpašībām, kas ir fizikālo un ķīmisko īpašību periodiskas tendences. Šīs tendences var paredzēt, tikai pārbaudot periodiskā tabula un to var izskaidrot un saprast, analizējot elementu elektronu konfigurācijas. Elementi mēdz iegūt vai zaudēt valences elektronus, lai panāktu stabilu oktetu veidošanos. Stabili okteti ir redzami periodiskās tabulas VIII grupas inertajās gāzēs jeb cēlgāzēs. Papildus šai darbībai ir vēl divas svarīgas tendences. Pirmkārt, elektroni tiek pievienoti pa vienam, virzoties no kreisās puses uz labo visā periodā. Kad tas notiek, visattālākā apvalka elektroni piedzīvo arvien spēcīgāku kodola pievilcību, tāpēc elektroni kļūst tuvāk kodolam un ciešāk saistīti ar to. Otrkārt, virzoties lejup pa kolonnu periodiskajā tabulā, attālākie elektroni kļūst mazāk cieši saistīti ar kodolu. Tas notiek tāpēc, ka piepildīto galveno enerģijas līmeņu skaits (kas pasargā attālākos elektronus no pievilkšanās kodolam) katrā grupā palielinās.Šīs tendences izskaidro periodiskumu, kas novērots atomu rādiusa, jonizācijas enerģijas, elektronu afinitātes un elementu īpašībās. elektronegativitāte .

Atomu rādiuss

Elementa atomu rādiuss ir puse no attāluma starp diviem šī elementa atomiem, kas tikai pieskaras viens otram. Parasti atomu rādiuss laika posmā samazinās no kreisās puses uz labo un palielinās noteiktā grupā. Atomi ar lielāko atomu rādiusu atrodas I grupā un grupu apakšā.

Pārejot no kreisās puses uz labo pa periodu, elektroni pa vienam tiek pievienoti ārējam enerģijas apvalkam. Elektroni čaulā nevar pasargāt viens otru no pievilcības protoniem. Tā kā palielinās arī protonu skaits, efektīvais kodollādiņš laika gaitā palielinās. Tas izraisa atoma rādiusa samazināšanos.

Pārvietošanās uz leju grupā periodiskā tabula , palielinās elektronu un piepildīto elektronu apvalku skaits, bet valences elektronu skaits paliek nemainīgs. Grupas attālākie elektroni ir pakļauti tādam pašam efektīvam kodollādiņam, bet elektroni tiek atrasti tālāk no kodola, jo palielinās piepildīto enerģijas apvalku skaits. Tāpēc atomu rādiusi palielinās.

Jonizācijas enerģija

Jonizācijas enerģija jeb jonizācijas potenciāls ir enerģija, kas nepieciešama, lai pilnībā noņemtu elektronu no gāzveida atoma vai jona. Jo tuvāk un ciešāk saistīts elektrons ir kodolam, jo ​​grūtāk to būs noņemt, un jo lielāka būs tā jonizācijas enerģija. Pirmā jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama viena elektrona noņemšanai no pamatatoma. Otrais jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu otru valences elektronu no vienvērtīgā jona, lai izveidotu divvērtīgo jonu utt. Secīgas jonizācijas enerģijas palielinās. Otrā jonizācijas enerģija vienmēr ir lielāka par pirmo jonizācijas enerģiju. Jonizācijas enerģijas palielinās, virzoties no kreisās puses uz labo periodu (samazinās atomu rādiuss). Jonizācijas enerģija samazinās, virzoties uz leju pa grupu (palielinot atomu rādiusu). I grupas elementiem ir zema jonizācijas enerģija, jo elektrona zudums veido stabilu oktetu.

Elektronu afinitāte

Elektronu afinitāte atspoguļo atoma spēju pieņemt elektronu. Tā ir enerģijas maiņa, kas notiek, kad gāzveida atomam pievieno elektronu. Atomiem ar spēcīgāku efektīvu kodollādiņu ir lielāka elektronu afinitāte. Var izdarīt dažus vispārinājumus par noteiktu grupu elektronu afinitāti periodiskajā tabulā. Grupas IIA elementiem, sārmzemēm, ir zemas elektronu afinitātes vērtības. Šie elementi ir salīdzinoši stabili, jo tie ir piepildīti s apakščaulas. VIIA grupas elementiem, halogēniem, ir augsta elektronu afinitāte, jo elektrona pievienošana atomam rada pilnībā piepildītu apvalku. VIII grupas elementiem, cēlgāzēm, elektronu afinitāte ir tuvu nullei, jo katram atomam ir stabils oktets un tas nevar viegli pieņemt elektronu. Citu grupu elementiem ir zema elektronu afinitāte.

Periodā halogēnam būs visaugstākā elektronu afinitāte, savukārt cēlgāze būs viszemākā elektronu afinitāte. Elektronu afinitāte samazinās, virzoties uz leju pa grupu, jo jauns elektrons atrastos tālāk no liela atoma kodola.

Elektronegativitāte

Elektronegativitāte ir atoma pievilcības mērs elektroniem ķīmiskajā saitē. Jo augstāka ir atoma elektronegativitāte, jo lielāka tā pievilcība elektronu savienošanai. Elektronegativitāte ir saistīta ar jonizācijas enerģiju. Elektroniem ar zemu jonizācijas enerģiju ir zema elektronegativitāte, jo to kodoli neiedarbojas uz elektroniem spēcīgu pievilcīgu spēku. Elementiem ar augstu jonizācijas enerģiju ir liela elektronegativitāte, jo kodols spēcīgi pievelk elektronus. Grupā elektronegativitāte samazinās, palielinoties atomu skaitam, palielinoties attālumam starp valences elektronu un kodolu (lielāks atoma rādiuss). Elektropozitīvā (t.i., zemas elektronegativitātes) elementa piemērs ir cēzijs; piemērs ļoti elektronnegatīvs elements ir fluors.

Elementu periodiskās tabulas īpašību kopsavilkums

Pārvietojas pa kreisi → pa labi

• Atomu rādiuss samazinās
• Jonizācijas enerģija palielinās
• Elektronu afinitāte parasti palielinās ( izņemot Cēlgāzes elektronu afinitāte tuvu nullei)
• Palielinās elektronegativitāte

Pārvietojas augšā → apakšā

• Atomu rādiuss palielinās
• Jonizācijas enerģija samazinās
• Elektronu afinitāte parasti samazinās, virzoties uz leju grupā
• Elektronegativitāte samazinās