Периодический закон гласит, что физические и химические свойства элементов повторяются систематическим и предсказуемым образом, когда элементы расположены в порядке возрастания атомный номер. Многие свойства повторяются через определенные промежутки времени. Когда элементы расположены правильно, тенденции в свойствах элемента становятся очевидными и могут быть использованы для прогнозирования неизвестных или незнакомых элементов, просто на основе их размещения на столе.
Важность периодического закона
Периодический закон считается одним из важнейших понятий в химии. Каждый химик использует Периодический Закон, сознательно или нет, когда имеешь дело с химическими элементами, их свойствами и их химическими реакциями. Периодический закон привел к разработке современной периодической таблицы.
Открытие периодического закона
Периодический закон был сформулирован на основе наблюдений, сделанных учеными в 19 веке. В частности, вклады Лотара Мейера и Дмитрий Менделеев сделал тенденции в свойствах элемента очевидными. Они независимо предложили периодический закон в 1869 году. Периодическая таблица располагала элементы для отражения периодического закона, хотя ученые в то время не имели объяснения, почему свойства следуют тенденции.
Как только электронная структура атомов была обнаружена и понята, стало очевидно, что причина, по которой характеристики возникали в промежутках, была связана с поведением электронных оболочек.
Свойства, затронутые периодическим законом
Ключевые свойства, которые следуют за тенденциями согласно Периодическому Закону, являются атомным радиусом, ионный радиус, энергия ионизации, электроотрицательностьи сродство к электрону.
Атомный и ионный радиус являются мерой размера одного атома или иона. Хотя атомный и ионный радиусы отличаются друг от друга, они следуют одной общей тенденции. Радиус увеличивается при перемещении вниз по группе элементов и, как правило, уменьшается при перемещении слева направо по периоду или строке.
Энергия ионизации это мера того, насколько легко удалить электрон из атома или иона. Это значение уменьшает перемещение по группе и увеличивает перемещение слева направо по периоду.
Сродство к электрону как легко атом принимает электрон. Используя периодический закон, становится очевидным, что щелочноземельные элементы имеют низкое сродство к электрону. Напротив, галогены легко принимают электроны, чтобы заполнить их электронные оболочки и имеют высокое сродство к электрону. Элементы благородного газа имеют практически нулевое сродство к электрону, потому что они имеют полностью валентные электронные подоболочки.
Электроотрицательность связана с сродством к электрону. Это отражает то, как легко атом элемента притягивает электроны для образования химической связи. Как сродство к электрону, так и электроотрицательность имеют тенденцию уменьшаться при движении вниз по группе и увеличиваться при движении через период. Электроположительность является еще одной тенденцией, регулируемой периодическим законом. Электроположительные элементы имеют низкую электроотрицательность (например, цезий, франций).
В дополнение к этим свойствам существуют другие характеристики, связанные с периодическим законом, которые могут рассматриваться как свойства групп элементов. Например, все элементы в группе I (щелочные металлы) являются блестящими, имеют степень окисления +1, реагируют с водой и встречаются в соединениях, а не в виде свободных элементов.