Periodiskais likums nosaka, ka elementu fizikālās un ķīmiskās īpašības sistemātiski un paredzami atkārtojas, kad elementi ir sakārtoti pieaugošā secībā atomu skaitlis. Daudzas īpašības atkārtojas ar intervālu. Kad elementi ir pareizi sakārtoti, tendences elementu īpašībās kļūst acīmredzamas, un tās var izmantot, lai veiktu prognozes par nezināmiem vai nepazīstamiem elementiem, vienkārši pamatojoties uz to izvietojumu uz galda.
Periodisko likumu nozīme
Periodiskās tiesības tiek uzskatītas par vienu no svarīgākajiem ķīmijas jēdzieniem. Ikviens ķīmiķis izmanto periodiskos likumus, apzināti vai ne, strādājot ar ķīmiskajiem elementiem, to īpašībām un ķīmiskajām reakcijām. Periodiskais likums noveda pie mūsdienu periodiskās tabulas izstrādes.
Periodisko likumu atklāšana
Periodiskais likums tika formulēts, pamatojoties uz zinātnieku novērojumiem 19. gadsimtā. Jo īpaši Lothar Meyer un Dmitrijs Mendelejevs padarīja redzamas elementu īpašību tendences. Viņi patstāvīgi ierosināja Periodisko likumu 1869. gadā. Periodiskā tabula sakārtoja elementus, lai atspoguļotu periodiskos likumus, kaut arī zinātniekiem tajā laikā nebija izskaidrojuma, kāpēc īpašībām ir tendence.
Kad atomu elektroniskā struktūra tika atklāta un saprasta, kļuva skaidrs, ka raksturlielumi, kas notika ar intervāliem, bija elektronu čaumalu uzvedības dēļ.
Īpašības, kuras ietekmē periodiskais likums
Galvenās īpašības, kas seko tendencēm saskaņā ar periodisko likumu, ir atoma rādiuss, jonu rādiuss, jonizācijas enerģija, elektronegativitāte, un elektronu afinitāte.
Atomu un jonu rādiuss ir viena atoma vai jona lieluma mērs. Kaut arī atomu un jonu rādiuss atšķiras viens no otra, tie ievēro vienu un to pašu vispārējo tendenci. Rādiuss palielinās, pārvietojoties lejup pa elementu grupu, un parasti samazinās, pārvietojoties pa kreisi uz labo pusi pa periodu vai rindu.
Jonizācijas enerģija ir mēraukla tam, cik viegli ir noņemt elektronu no atoma vai jonu. Šī vērtība samazinās, pārvietojoties pa grupu, un periodiski palielinās pārvietošanās pa kreisi uz labo pusi.
Elektronu afinitāte ir tas, cik viegli atoms pieņem elektronu. Izmantojot periodisko likumu, kļūst skaidrs, ka sārmzemju elementiem ir zema elektronu afinitāte. Turpretī halogēni viegli pieņem elektronus, lai aizpildītu to elektronu apakššūnas un kuriem ir augsta elektronu afinitāte. Cēlgāzes elementiem ir praktiski nulle elektronu afinitāte, jo tiem ir pilnīgas valences elektronu apakššūnas.
Elektronegativitāte ir saistīta ar elektronu afinitāti. Tas atspoguļo to, cik viegli elementa atoms piesaista elektronus, veidojot ķīmisku saiti. Gan elektronu afinitātei, gan elektronegativitātei ir tendence samazināties pārvietošanās pa grupu un palielināt pārvietošanos visā periodā. Elektropozitivitāte ir vēl viena tendence, ko regulē periodiskie likumi. Elektropozitīviem elementiem ir zema elektronegativitāte (piemēram, cēzijs, francijs).
Papildus šīm īpašībām ir arī citi raksturlielumi, kas saistīti ar periodisko likumu, kurus var uzskatīt par elementu grupu īpašībām. Piemēram, visi I grupas elementi (sārmu metāli) ir spīdīgi, tiem ir oksidācijas stāvoklis +1, tie reaģē ar ūdeni un rodas savienojumos, nevis kā brīvi elementi.