Elementu periodiskās īpašības

Periodiskā tabula sakārto elementus pēc periodiskajām īpašībām, kas atkārtojas fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās. Šīs tendences var paredzēt, vienkārši izpētot periodiskā tabula un to var izskaidrot un izprast, analizējot elementu elektronu konfigurācijas. Lai panāktu stabilu okteta veidošanos, elementiem ir tendence iegūt vai zaudēt valences elektronus. Periodiskās tabulas VIII grupas inertajās gāzēs vai cēlgāzēs ir redzami stabili okteti. Papildus šai aktivitātei ir vēl divas svarīgas tendences. Vispirms tiek pievienoti elektroni pa vienam, pārejot no kreisās uz labo pusi visā laikposmā. Tā notiekot, visattālākā apvalka elektroni piedzīvo arvien spēcīgāku kodolu pievilcību, tāpēc elektroni kļūst tuvāk kodolam un ciešāk tam piesaistīti. Otrkārt, pārvietojoties pa periodiskās tabulas kolonnu, attālākie elektroni kļūst mazāk cieši saistīti ar kodolu. Tas notiek tāpēc, ka katrā grupā palielinās piepildīto galveno enerģijas līmeņu skaits (kas pasargā attālākos elektronus no pievilcības kodolā). Šīs tendences izskaidro periodiskumu, kas novērots atomu rādiusa, jonizācijas enerģijas, elektronu afinitātes un

Elementa atomu rādiuss ir puse no attāluma starp šī elementa divu atomu centriem, kas tikai pieskaras viens otram. Parasti atoma rādiuss samazinās no kreisās puses uz labo un noteiktā grupā palielinās. Atomi ar vislielākajiem atomu rādiusiem atrodas I grupā un grupu apakšā.

Pārejot no kreisās uz labo pusi pa periodu, ārējie enerģijas apvalkā pa vienam tiek pievienoti elektroni. Apvalkā esošie elektroni nevar pasargāt viens otru no piesaistes protoniem. Tā kā protonu skaits arī palielinās, faktiskais kodolmateriālu lādiņš visā laika posmā palielinās. Tas izraisa atoma rādiusa samazināšanos.

Grupas pārvietošanās uz leju periodiskā tabula, palielinās elektronu un piepildīto elektronu apvalku skaits, bet valences elektronu skaits paliek tāds pats. Grupas attālākie elektroni ir pakļauti tādam pašam efektīvajam kodola lādiņam, bet, palielinoties piepildīto enerģijas apvalku skaitam, elektroni atrodas tālāk no kodola. Tāpēc palielinās atomu rādiuss.

Jonizācijas enerģija jeb jonizācijas potenciāls ir enerģija, kas nepieciešama, lai pilnībā noņemtu elektronu no gāzveida atoma vai jonu. Jo tuvāk un stingrāk elektronam ir kodols, jo grūtāk to noņemt, un jo augstāka būs tā jonizācijas enerģija. Pirmā jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu vienu elektronu no sākotnējā atoma. Otrais jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama, lai no vienvērtīgā jona noņemtu otro valences elektronu, veidojot divvērtīgo jonu utt. Secīgas jonizācijas enerģijas palielinās. Otrās jonizācijas enerģija vienmēr ir lielāka par pirmās jonizācijas enerģiju. Jonizācijas enerģijas palielinās, pārvietojoties no kreisās uz labo pusi visā periodā (samazinot atoma rādiusu). Jonizācijas enerģija samazinās, pārvietojoties pa grupu (palielinās atoma rādiuss). I grupas elementiem ir zema jonizācijas enerģija, jo elektronu zudums veido stabilu oktetti.

Elektronu afinitāte atspoguļo atoma spēju pieņemt elektronu. Tā ir enerģijas maiņa, kas notiek, kad gāzveida atomam pievieno elektronu. Atomiem ar spēcīgāku efektīvo kodola lādiņu ir lielāka elektronu afinitāte. Par periodisko tabulu atsevišķu grupu elektronu radniecībām var izdarīt dažus vispārinājumus. IIA grupas elementiem, sārmzemēm, ir zema elektronu afinitātes vērtība. Šie elementi ir samērā stabili, jo tie ir piepildīti s subhells. VIIA grupas elementiem - halogēniem - ir augsta elektronu afinitāte, jo, pievienojot elektronu atomam, tiek iegūts pilnīgi piepildīts apvalks. VIII grupas elementiem, cēlgāzēm, elektronu afinitāte ir tuvu nullei, jo katram atomam ir stabils oktets un tas viegli nepieņems elektronu. Citu grupu elementiem ir zema elektronu afinitāte.

Periodā halogēnam būs augstākā elektronu afinitāte, savukārt cēlgāze būs zemākā elektronu afinitāte. Elektronu afinitāte samazinās, pārvietojoties pa grupu, jo jauns elektrons atrastos tālāk no liela atoma kodola.

Elektronegativitāte ir atoma pievilcības lielums elektroniem ķīmiskajā savienojumā. Jo augstāka ir atoma elektronegativitāte, jo lielāka ir tā pievilcība elektronu savienošanai. Elektronegativitāte ir saistīta ar jonizācijas enerģiju. Elektroniem ar zemu jonizācijas enerģiju ir zema elektronegativitāte, jo to kodoli elektroniem nerada spēcīgu pievilcīgu spēku. Elementiem ar augstu jonizācijas enerģiju ir augsta elektronegativitāte, pateicoties kodola spēcīgajai elektronu iedarbībai. Grupā elektronegativitāte samazinās, palielinoties atomu skaitam, jo ​​palielinās attālums starp valences elektronu un kodolu (lielāks atoma rādiuss). Elektropozitīva (t.i., zema elektronegativitāte) elementa piemērs ir cēzijs; piemērs ļoti elektronegatīvs elements ir fluors.

Kustība pa kreisi → Pa labi

• Atomu rādiuss samazinās
• Jonizācijas enerģija palielinās
• Elektronu afinitāte parasti palielinās (izņemot Cēlgāzu elektronu afinitāte tuvu nullei)
• Elektronegativitāte palielinās

Kustīga augšdaļa → apakšā

• Palielinās atoma rādiuss
• Jonizācijas enerģija samazinās
• Elektronu afinitāte parasti samazina grupas pārvietošanos
• Elektronegativitāte samazinās