Войти
Периодические тренды в свойствах элементов Периодические тренды - это определенные закономерности в свойствах химических элементов, которые раскрыты в периодической таблице элементов. Основные периодические тенденции включают электроотрицательность, энергию ионизации, сродство к электрону, атомные радиусы, ионный радиус, металлический характер и химическая реакционная способность.
Периодические тенденции изменений атомной структуры химических элементов в пределах их соответствующих периодов (горизонтальные ряды) и групп в периодической таблице. Эти законы позволяют химическим элементам быть организованными в периодической таблице на основе их атомных структур и свойств. Из-за периодических тенденций неизвестные свойства любого элемента могут быть частично известны.
Однако существует несколько исключений, таких как энергия ионизации в группе 3, тенденция сродства к электрону группы 17, тенденция плотности щелочных металлов, или элементов группы 1, и так далее.
Периодические тенденции основаны на Периодическом законе, который гласит, что если химические элементы перечислены в порядке увеличения атомного номера, многие из их свойств подвергаются циклическим изменениям, при этом элементы схожих свойств повторяются через определенные промежутки времени. Например, после расположения элементов по возрастающим атомным номерам многие физические и химические свойства лития, такие как его высокая реакционная способность с водой, повторяются в натрии, калии. и цезий.
Этот принцип был открыт русским химиком Дмитрием Менделеевым в 1871 году после ряда исследований ученых в XIX веке. Менделеев также предложил периодическую систему элементов, основанную не только на атомных весах, но также на химических и физических свойствах элементов и их соединений. В 1913 году Генри Мозли определил, что периодичность зависит от атомного номера, а не от атомного веса. Лотар Мейер представил свою таблицу через несколько месяцев после Менделеева, но выступил против его Периодического закона. Первоначально не было теоретического объяснения Периодического закона, и он использовался только как эмпирический принцип, но с развитием квантовой механики стало возможным понять теоретические основы Периодического закона.
Периодическое повторение элементов с аналогичными физическими и химическими свойствами, когда элементы перечислены в порядке возрастания атомного номера, является прямым результатом периодического повторения аналогичных электронных конфигураций во внешних оболочках соответствующих атомов.
Открытие Периодического Закона представляет собой одно из важнейших событий в истории химической науки. Практически каждый химик постоянно и широко использует Периодический закон. Периодический закон также привел к разработке периодической таблицы, которая широко используется в наши дни.
Атомный радиус - это расстояние от атомного ядра до самой внешней стабильной электронной орбитали в атоме, т.е. при равновесии.Радиус атома имеет тенденцию к уменьшению в течение периода слева направо из-за сжатия атома из-за увеличения эффективной ядерной силы, действующей на электроны. Радиус атома обычно увеличивается, в то время как снижение группы из-за добавления нового уровня энергии (оболочка, которая вызывает уменьшение размеров атомов по периоду). Однако атомные радиусы имеют тенденцию увеличиваться по диагонали, поскольку количество электронов оказывает большее влияние, чем ядро большого размера. Например, литий (145 пикометров) имеет меньший атомный радиус, чем магний (150 пикометров).
потенциал ионизации - это минимальное количество энергии, необходимое для удаления одного электрона от каждого атома в моль изолированного, нейтрального и газообразного атома. Первая энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления первого электрона, и обычно n-я энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления n-го электрона атома после (n-1) электронов до того, как он был удален. В соответствии с тенденцией энергия ионизации имеет тенденцию к увеличению по мере того, как кто-то прогрессирует через период, потому что большее количество протонов (более высокий заряд ядра) сильнее притягивает вращающиеся электроны, тем самым увеличивая энергию, необходимую для удаления одного из электронов.. Энергия ионизации и потенциалы ионизации совершенно разные. Потенциал - это интенсивное свойство и измеряется в «вольтах»; тогда как энергия - это обширное свойство, выражаемое «эВ» или «кДж / моль».
По мере продвижения вниз по группе в периодической таблице, энергия ионизации, вероятно, будет уменьшаться, поскольку валентные электроны находятся дальше от ядра и испытывают более слабое притяжение положительному заряду ядра. Энергия ионизации будет увеличиваться слева направо за данный период и уменьшаться сверху вниз. Как правило, для удаления электрона внешней оболочки требуется гораздо меньше энергии, чем электрона внутренней оболочки. В результате энергия ионизации для данного элемента будет неуклонно увеличиваться в данной оболочке, а при запуске на следующей оболочке будет наблюдаться резкий скачок энергии ионизации. Проще говоря, чем ниже главное квантовое число, тем выше энергия ионизации электронов внутри этой оболочки. Исключение составляют элементы семейства бора и кислорода, которые требуют немного меньше энергии, чем обычно.
Сродство к электрону атома можно описать либо как энергию, выделяемую атомом при добавлении к нему электрона, либо как энергию, необходимую для отделения электрон от однозарядного аниона. Знак сродства к электрону может сбивать с толку, поскольку атомы, которые становятся более стабильными с добавлением электрона (и поэтому считаются имеющими более высокое сродство к электрону) показывают снижение потенциальной энергии; т.е. энергия, полученная атомом, оказывается отрицательной. В таком случае сродство атома к электрону положительное. Для атомов, которые становятся менее стабильными после получения электрона, потенциальная энергия увеличивается, что означает, что атом получает энергию. В таком случае сродство атома к электрону отрицательно. Однако в обратном сценарии, где сродство к электрону определяется как энергия, необходимая для отделения электрона от аниона, полученное значение энергии будет той же величины, но противоположного знака. Это потому, что атомы с высоким сродством к электрону менее склонны отдавать электрон, и поэтому им требуется больше энергии для удаления электрона из атома. В этом случае атом с более положительным значением энергии имеет более высокое сродство к электрону. По мере продвижения от слева направо через период сродство к электрону будет увеличиваться.
Хотя может показаться, что фтор должен иметь наибольшее сродство к электрону, небольшой размер фтора вызывает достаточное отталкивание что хлор (Cl) имеет наибольшее сродство к электрону.
Электроотрицательность - это мера способности атома или молекулы притягивать пары электронов в контексте химической связи. Тип образующейся связи во многом определяется различием в электроотрицательность между задействованными атомами с использованием шкалы Полинга. В соответствии с тенденцией, когда человек движется от l eft к правому периоду периодической таблицы, электроотрицательность увеличивается из-за более сильного притяжения, которое атомы получают по мере увеличения заряда ядра. Двигаясь вниз в группе, электроотрицательность уменьшается из-за увеличения расстояния между ядром и валентной электронной оболочкой, тем самым уменьшая притяжение, в результате чего атом имеет меньшее притяжение для электронов или протонов.
Однако в группа (iii) электроотрицательность элементов увеличивается с алюминия до таллия.
Валентные электроны - это электроны во внешней электронной оболочке изолированного атома элемент. Иногда он также рассматривается как основа Современной Периодической таблицы. За период количество валентных электронов увеличивается (в основном для элементов из легких металлов / ) по мере того, как мы перемещаемся слева направо. Однако в группе этот периодический тренд является постоянным, то есть количество валентных электронов остается неизменным.
Валентность в периодической таблице за период сначала увеличивается, а затем уменьшается. Нет изменений в группе вниз.
Однако эта периодическая тенденция редко прослеживается для более тяжелых элементов (элементов с атомным номером больше 20), особенно для лантанида и актинида серия.
Чем больше количество остовных электронов, тем больше защита электронов от остовного заряда ядра. По этой причине энергия ионизации ниже для элементов, находящихся ниже в группе, и поляризуемость видов выше для элементов, расположенных ниже в группе. Валентность не изменяется при понижении группы, поскольку на поведение связи не влияют электроны остова. Однако на несвязывающие взаимодействия, такие как только что процитированные, влияют электроны остова.
Металлические свойства увеличивают нижние группы, поскольку уменьшение притяжения между ядрами и самыми удаленными электронами приводит к тому, что самые внешние электроны слабо связаны и, таким образом, могут проводить тепло и электричество. В течение периода, слева направо, возрастающее притяжение между ядрами и крайними электронами приводит к уменьшению металлического характера.
Неметаллические свойства возрастают в течение периода и уменьшаются по группе по той же причине из-за увеличение ядерной силы притяжения. Металлы пластичны, а неметаллы - нет.
