Οι Περιοδικές Ιδιότητες των Στοιχείων

Ο περιοδικός πίνακας οργανώνει τα στοιχεία με περιοδικές ιδιότητες, οι οποίες είναι επαναλαμβανόμενες τάσεις στα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά. Αυτές οι τάσεις μπορούν να προβλεφθούν απλώς εξετάζοντας το Περιοδικός Πίνακας και μπορεί να εξηγηθεί και να κατανοηθεί αναλύοντας τις ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των στοιχείων. Τα στοιχεία τείνουν να κερδίζουν ή να χάνουν ηλεκτρόνια σθένους για να επιτυγχάνουν σταθερό σχηματισμό οκτάδων. Σταθερά οκτάδα παρατηρούνται στα αδρανή αέρια ή τα ευγενή αέρια της ομάδας VIII του περιοδικού πίνακα. Εκτός από αυτή τη δραστηριότητα, υπάρχουν και άλλες δύο σημαντικές τάσεις. Κατ 'αρχάς, τα ηλεκτρόνια προστίθενται ένα κάθε φορά που μετακινούνται από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο. Καθώς συμβαίνει αυτό, τα ηλεκτρόνια του εξώτατου κελύφους βιώνουν ολοένα και πιο έντονη πυρηνική έλξη, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να πλησιάζουν περισσότερο στον πυρήνα και να συνδέονται πιο στενά με αυτό. Δεύτερον, κινούμενος κάτω από μια στήλη στον περιοδικό πίνακα, τα εξόχως απόκεντρα ηλεκτρόνια καθίστανται λιγότερο σφιχτά δεσμευμένα στον πυρήνα. Αυτό συμβαίνει επειδή ο αριθμός των γεμάτων κύρια επίπεδα ενέργειας (τα οποία προστατεύουν τα εξόχως απόκεντρα ηλεκτρόνια από την έλξη στον πυρήνα) αυξάνεται προς τα κάτω σε κάθε ομάδα. Αυτές οι τάσεις εξηγούν την περιοδικότητα που παρατηρείται στις στοιχειώδεις ιδιότητες της ατομικής ακτίνας, της ενέργειας ιονισμού, της συγγένειας των ηλεκτρονίων και της

Η ατομική ακτίνα ενός στοιχείου είναι το ήμισυ της απόστασης μεταξύ των κέντρων των δύο ατόμων αυτού του στοιχείου που αγγίζουν το ένα το άλλο. Γενικά, η ατομική ακτίνα μειώνεται κατά τη διάρκεια μιας περιόδου από αριστερά προς τα δεξιά και αυξάνεται κάτω από μια δεδομένη ομάδα. Τα άτομα με τις μεγαλύτερες ατομικές ακτίνες βρίσκονται στην Ομάδα Ι και στο κάτω μέρος των ομάδων.

Μετακινώντας από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο, τα ηλεκτρόνια προστίθενται μία φορά στο εξωτερικό ενεργειακό κέλυφος. Τα ηλεκτρόνια μέσα σε ένα κέλυφος δεν μπορούν να προστατεύσουν το ένα το άλλο από την έλξη στα πρωτόνια. Δεδομένου ότι ο αριθμός των πρωτονίων αυξάνεται επίσης, το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο αυξάνεται σε μια περίοδο. Αυτό προκαλεί μείωση της ατομικής ακτίνας.

Μετακίνηση κάτω μια ομάδα στο Περιοδικός Πίνακας, ο αριθμός των ηλεκτρονίων και τα γεμάτα ηλεκτρόνια αυξάνεται, αλλά ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους παραμένει ο ίδιος. Τα εξώτατα ηλεκτρόνια σε μια ομάδα εκτίθενται στο ίδιο αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο, αλλά τα ηλεκτρόνια βρίσκονται πιο μακριά από τον πυρήνα καθώς αυξάνεται ο αριθμός των γεμισμένων ενεργειακών κελυφών. Επομένως, οι ατομικές ακτίνες αυξάνονται.

Η ενέργεια ιονισμού, ή το δυναμικό ιοντισμού, είναι η ενέργεια που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα αέριο άτομο ή ιόντα εντελώς. Όσο πιο κοντά και πιο σφιχτά συνδέεται ένα ηλεκτρόνιο στον πυρήνα, τόσο πιο δύσκολο θα είναι να αφαιρεθεί και τόσο υψηλότερη θα είναι η ενέργεια του ιονισμού. Η πρώτη ενέργεια ιονισμού είναι η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί ένα ηλεκτρόνιο από το γονικό άτομο. Το δεύτερο ιονισμού είναι η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί ένα δεύτερο ηλεκτρόνιο σθένους από το μονοσθενές ιόν για να σχηματιστεί το δισθενές ιόν και ούτω καθεξής. Διαδοχικές ενέργειες ιονισμού αυξάνονται. Η δεύτερη ενέργεια ιονισμού είναι πάντα μεγαλύτερη από την πρώτη ενέργεια ιονισμού. Οι ενέργειες ιονισμού αυξάνονται μετακινώντας από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο (μειώνοντας την ατομική ακτίνα). Η ενέργεια ιονισμού μειώνεται κινούμενη κάτω από μια ομάδα (αυξανόμενη ατομική ακτίνα). Τα στοιχεία της Ομάδας Ι έχουν χαμηλές ενέργειες ιονισμού επειδή η απώλεια ενός ηλεκτρονίου αποτελεί σταθερή οκτάδα.

Ηλεκτρονική συγγένεια αντανακλά την ικανότητα ενός ατόμου να δεχτεί ένα ηλεκτρόνιο. Είναι η αλλαγή ενέργειας που συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρόνιο προστίθεται σε ένα αέριο άτομο. Τα άτομα με ισχυρότερο αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο έχουν μεγαλύτερη συγγένεια ηλεκτρονίων. Μερικές γενικεύσεις μπορούν να γίνουν σχετικά με τις συγγένειες ηλεκτρονίων ορισμένων ομάδων στον περιοδικό πίνακα. Τα στοιχεία της Ομάδας ΙΙΑ, οι αλκαλικές γαίες, έχουν χαμηλές τιμές συγγένειας ηλεκτρονίων. Αυτά τα στοιχεία είναι σχετικά σταθερά επειδή έχουν γεμίσει μικρό subshells. Τα στοιχεία της ομάδας VIIA, τα αλογόνα, έχουν υψηλές συγγένειες ηλεκτρονίων επειδή η προσθήκη ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο έχει ως αποτέλεσμα ένα εντελώς γεμάτο κέλυφος. Τα στοιχεία της ομάδας VIII, τα ευγενή αέρια, έχουν συγγένειες ηλεκτρονίων κοντά στο μηδέν δεδομένου ότι κάθε άτομο έχει σταθερή οκτάδα και δεν δέχεται εύκολα ένα ηλεκτρόνιο. Στοιχεία άλλων ομάδων έχουν χαμηλές συγγένειες ηλεκτρονίων.

Σε μια περίοδο, το αλογόνο θα έχει τη μεγαλύτερη συγγένεια ηλεκτρονίων, ενώ η ευγενες αεριο θα έχει τη χαμηλότερη συγγένεια ηλεκτρονίων. Η συγγένεια ηλεκτρονίων μειώνεται κάνοντας μια ομάδα, επειδή ένα νέο ηλεκτρόνιο θα είναι πιο μακριά από τον πυρήνα ενός μεγάλου ατόμου.

Η ηλεκτρερνητικότητα είναι ένα μέτρο της προσέλκυσης ενός ατόμου για τα ηλεκτρόνια σε έναν χημικό δεσμό. Όσο υψηλότερη είναι η ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου, τόσο μεγαλύτερη είναι η έλξη του για τη δέσμευση ηλεκτρονίων. Η ηλεκτρερνητικότητα σχετίζεται με την ενέργεια ιονισμού. Τα ηλεκτρόνια με χαμηλές ενέργειες ιονισμού έχουν χαμηλές ηλεκτροαρνησίες επειδή οι πυρήνες τους δεν ασκούν ισχυρή ελκυστική δύναμη στα ηλεκτρόνια. Στοιχεία με υψηλές ενέργειες ιονισμού έχουν υψηλές ηλεκτροαρνησίες λόγω της ισχυρής έλξης που ασκείται στα ηλεκτρόνια από τον πυρήνα. Σε μια ομάδα, η ηλεκτροαρνητικότητα μειώνεται καθώς ο ατομικός αριθμός αυξάνεται, ως αποτέλεσμα της αυξημένης απόστασης μεταξύ του ηλεκτρονίου σθένους και του πυρήνα (μεγαλύτερη ατομική ακτίνα). Ένα παράδειγμα ενός στοιχείου ηλεκτροθετικού (δηλ. Χαμηλής ηλεκτροαρνητικότητας) είναι το καίσιο. ένα παράδειγμα ενός εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό στοιχείο είναι φθόριο.

Μετακίνηση αριστερά → δεξιά

• Το Ατομικό Ακτίνα Μειώνει
• Ιονιστική αύξηση ενέργειας
• Η συγγένεια ηλεκτρονίων γενικά αυξάνει (εκτός Ευνοϊκή συγγένεια ηλεκτρονίου αερίου κοντά στο μηδέν)
• Η αύξηση της ηλεκνοαρνητικότητας

Μετακίνηση προς τα πάνω → Κάτω

• Ακτινοβολίες Ακτινοβολίας
• Ιόνωση ενεργειακές μειώσεις
• Ηλεκτρονική συγγένεια μειώνεται γενικά η μετακίνηση κάτω από μια ομάδα
• Ηλεκτροαρνητικότητα μειώνεται