Периодические свойства элементов

Периодическая таблица упорядочивает элементы по периодическим свойствам, которые являются повторяющимися тенденциями в физических и химических характеристиках. Эти тенденции можно предсказать, просто изучив периодическая таблица и может быть объяснено и понято путем анализа электронных конфигураций элементов. Элементы имеют тенденцию приобретать или терять валентные электроны для достижения стабильного образования октетов. Стабильные октеты видны в инертных или благородных газах VIII группы периодической таблицы. В дополнение к этой деятельности, есть две другие важные тенденции. Во-первых, электроны добавляются по одному, перемещаясь слева направо через период. Когда это происходит, электроны самой внешней оболочки испытывают все более сильное ядерное притяжение, поэтому электроны становятся ближе к ядру и более тесно связаны с ним. Во-вторых, двигаясь вниз по столбцу в периодической таблице, внешние электроны становятся менее тесно связанными с ядром. Это происходит потому, что количество заполненных основных энергетических уровней (которые защищают внешние электроны от притяжения к ядру) увеличивается внутри каждой группы. Эти тенденции объясняют периодичность, наблюдаемую в элементных свойствах атомного радиуса, энергии ионизации, сродства к электрону и

Атомный радиус элемента равен половине расстояния между центрами двух атомов этого элемента, которые просто касаются друг друга. Как правило, атомный радиус уменьшается в течение периода слева направо и увеличивается вниз по данной группе. Атомы с наибольшим атомным радиусом расположены в группе I и в нижней части группы.

Двигаясь слева направо по периоду, электроны добавляются по одному во внешнюю энергетическую оболочку. Электроны внутри оболочки не могут защитить друг друга от притяжения к протонам. Поскольку число протонов также увеличивается, эффективный заряд ядра увеличивается за период. Это приводит к уменьшению атомного радиуса.

Перемещение группы в периодическая таблицачисло электронов и заполненных электронных оболочек увеличивается, но число валентных электронов остается неизменным. Внешние электроны в группе подвергаются воздействию того же эффективного заряда ядра, но электроны обнаруживаются все дальше от ядра по мере увеличения числа заполненных энергетических оболочек. Поэтому атомные радиусы увеличиваются.

Энергия ионизации или потенциал ионизации - это энергия, необходимая для полного удаления электрона из газообразного атома или иона. Чем ближе и прочнее связан электрон с ядром, тем сложнее его удалить и тем выше будет его энергия ионизации. Первая энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления одного электрона от родительского атома. Секунда энергия ионизации энергия, необходимая для удаления второго валентного электрона из одновалентного иона с образованием двухвалентного иона, и так далее. Увеличиваются энергии последовательной ионизации. Вторая энергия ионизации всегда больше, чем первая энергия ионизации. Энергии ионизации увеличиваются при движении слева направо через период (уменьшение радиуса атома). Энергия ионизации уменьшается при движении вниз по группе (увеличение атомного радиуса). Элементы группы I имеют низкие энергии ионизации, поскольку потеря электрона образует стабильный октет.

Сродство к электрону отражает способность атома принимать электрон. Это изменение энергии, которое происходит, когда электрон добавляется к газообразному атому. Атомы с более сильным эффективным зарядом ядра имеют большее сродство к электрону. Можно сделать некоторые обобщения об электронном сродстве некоторых групп в периодической таблице. Элементы группы IIA, щелочноземельные, имеют низкие значения сродства к электрону. Эти элементы относительно стабильны, потому что они заполнили s Подоболочки. Элементы группы VIIA, галогены, имеют высокое сродство к электрону, потому что добавление электрона в атом приводит к полностью заполненной оболочке. Элементы VIII группы, благородные газы, имеют сродство к электрону, близкое к нулю, поскольку каждый атом обладает стабильным октетом и не будет легко принимать электрон. Элементы других групп имеют низкое сродство к электрону.

Через некоторое время галоген будет иметь самое высокое сродство к электрону, в то время как благородный газ будет иметь самое низкое сродство к электрону. Сродство к электрону уменьшается, двигаясь вниз по группе, потому что новый электрон будет дальше от ядра большого атома.

Электроотрицательность - это мера притяжения атома к электронам в химической связи. Чем выше электроотрицательность атома, тем больше его притяжение для связывающих электронов. Электроотрицательность связана с энергией ионизации. Электроны с низкой энергией ионизации имеют низкую электроотрицательность, потому что их ядра не оказывают сильной силы притяжения на электроны. Элементы с высокой энергией ионизации обладают высокой электроотрицательностью из-за сильного притяжения, оказываемого ядром на электроны. В группе электроотрицательность уменьшается с увеличением атомного номера в результате увеличения расстояния между валентным электроном и ядром (больший радиус атома). Примером электроположительного (т.е. с низкой электроотрицательностью) элемента является цезий; пример очень электроотрицательный элемент это фтор.

Перемещение влево → вправо

• Атомный радиус уменьшается
• Увеличение энергии ионизации
• Сродство к электрону обычно увеличивается (Кроме Сродство к электрону благородного газа около нуля)
• Увеличение электроотрицательности

Перемещение вверх → вниз

• Атомный радиус увеличивается
• Энергия ионизации уменьшается
• Сродство к электрону обычно уменьшает движение группы
• Снижение электроотрицательности