Периодические тенденции - Periodic trends


Из Википедии, свободной энциклопедии
Периодическая тенденция в свойствах элементов

Периодические тенденции являются специфическими закономерностями в свойствах химических элементов , которые открыты в периодической таблице элементов. Основные периодические тенденции включают электроотрицательность, энергию ионизации , сродство к электрону , атомные радиусы , ионный радиус , металлический характер и химическую реакционную способность .

Периодические тенденции возникают из - за изменения в атомной структуре химических элементов в пределах их соответствующих периодов (горизонтальные строки) и групп в периодической таблице. Эти тенденции позволяют химические элементы , которые будут организованы в периодической таблице , на основе их атомных структур и свойств.

Некоторые исключения из этих тенденций существуют, как, например, энергия ионизации в группах 3 и 6.

периодический закон химических элементов Менделеева

Периодические тенденции на основе периодического закона , который гласит , что если химические элементы перечислены в порядке возрастания атомного номера , многие из их свойств пройти через циклические изменения, с элементами подобных свойств повторяющихся интервалов. Например, после размещения элементов в их возрастания атомных номеров, многие из физических и химических свойств лития , такие как его энергичном реактивность с водой, повторяются в натрия , калия и цезия .

Этот принцип был обнаружен Дмитрием Менделеевым после ряда исследований ученых в девятнадцатом веке. Менделеев предложил также периодическую систему элементов , которая была основана не только на атомных весах, но и на физических и химических свойствах элементов и их соединений. Лотар Мейер представил свой стол через несколько месяцев после того, как Менделеев, но в отличие от его периодического закона. Первоначально не теоретическое объяснения периодического закона было доступно и использовались только в качестве эмпирического принципа, но, с развитием квантовой механики, это стало возможным понять теоретические основы периодического закона.

Периодическое повторение элементов с одинаковыми физико-химическими свойствами, когда элементы перечислены в порядке возрастания атомного номера, приводит непосредственно из периодического повторения подобных электронных конфигураций во внешних оболочках соответствующих атомов.

Открытие периодического закона является одним из самых сингулярно важных событий в истории химической науки. Почти каждый химик широко и дальнейшее использование периодического закона. Периодический закон также привел к разработке таблицы Менделеева , который широко используется в настоящее время.

Радиус атома

Атомный радиус расстояние от атомного ядра до самого внешнего стабильной орбитали электрона в атоме , который в равновесии . Атомный радиус имеет тенденцию к уменьшению через период слева направо в связи с сокращением атома из - за увеличением ядерных сил на электронах. Атомный радиус , как правило , увеличивается при движении вниз по группе из - за добавления нового энергетического уровня (оболочки , что вызывает усадку в размере атомов через период). Тем не менее, атомные радиусы имеют тенденцию к увеличению диагонали, так как число электронов имеет больший эффект , чем значительное ядро. Так , например, литий (145 пикометра) имеет меньший атомный радиус , чем магний (150 пикометра).

Атомный радиус может быть дополнительно определен как:

  • Ковалентное радиус: половина расстояния между двумя атомами двухатомного соединения, по одному соединению.
  • Ван - дер - Ваальса радиус: половина расстояния между ядрами атомов различных молекул в решетке ковалентных молекул.
  • Металлический радиус: половина расстояния между двумя соседними ядрами атомов в металлической решетке.
  • Ионный радиус: половина расстояния между двумя ядрами

Энергия ионизации

Потенциал ионизации минимальное количество энергии , необходимое для удаления одного электрона от каждого атома в моль изолированном, нейтральном и газообразном атоме. Первая энергия ионизации является энергия , необходимая для удаления первого электрона, и вообще п - й энергией ионизации является энергия , необходимая для удаления атома N - го электрона, после того , как ( п - 1) электроны , прежде чем он был удален. Тенденция-накрест, энергия ионизации имеет тенденцию к увеличению в то время как один прогрессирует через период , так как большее число протонов (заряд ядра выше) привлекают орбитальные электроны более сильно, тем самым увеличивая энергию , необходимую , чтобы удалить один из электронов. Энергия ионизации и потенциалы ионизации совершенно различны. Потенциалом является интенсивным свойством и оно измеряется «вольт»; тогда как энергия представляет собой обширное свойство выражается «эВ» или «кДж / моль».

Как один прогрессирует вниз группу по периодической таблице, энергия ионизации, вероятно , уменьшится , так как валентные электроны находятся дальше от ядра и испытывает более слабое влечение к положительному заряду ядра в. Там будет увеличение энергии ионизации слева направо данного периода и уменьшение сверху вниз. Как правило, это требует гораздо меньше энергии , чтобы удалить электрон внешней оболочки , чем электрон внутренней оболочки. В результате, энергия ионизации для данного элемента будет неуклонно возрастать в пределах данной оболочки, и при запуске на следующей оболочке вниз покажет резкий скачок энергии ионизации. Проще говоря, чем ниже главного квантового числа, тем выше энергии ионизации для электронов внутри этой оболочки. Исключение составляют элементы в боре и кислород семействе, которые требуют немного меньше энергии , чем общая тенденция.

сродство к электрону

Сродство к электрону атома может быть описано либо как энергии , выделяемой атомом , когда электрон добавляется к нему, наоборот , как энергия , необходимая для отсоединения электрона из однозарядный анион . Знак электронного сродства может быть довольно запутанным, поскольку атомы , которые становятся более стабильными при добавлении электрона (и так считаются имеющими более высокое сродство к электрону) показывают уменьшение потенциальной энергии; то есть энергия , приобретаемая атомом оказывается отрицательным. Для атомов , которые становятся менее стабильными при получении электрона, потенциальная энергия возрастает, что подразумевает , что атом получает энергию. В таком случае, значение электронного сродства атома является положительным. Следовательно, атомы с более отрицательным значением сродства электрона считается имеющим более высоким сродством к электрону (они более восприимчивы к получению электронов), и наоборот. Тем не менее, в обратном случае , когда электронное сродство определяются как энергия , необходимой для отделения электрона от аниона, значение энергии , полученное будет такими же величины , но имеет противоположный знак. Это потому , что эти атомы с высоким сродством к электрону менее склонны отказаться от электрона, и поэтому принимать больше энергии , чтобы удалить электрон из атома. В этом случае атом с более положительным значением энергии имеет более высокое сродство к электрону. Как один прогрессирует от слева направо через период, сродство к электрону будет увеличиваться.

Хотя это может показаться, что Фтор должен иметь наибольшее сродство к электрону, малый размер фтора генерирует достаточно отталкивания, что хлор имеет наибольшее сродство к электрону.

Электроотрицательность

Электроотрицательность является мерой способности атома или молекулы, чтобы привлечь пары электронов в контексте химической связи. Тип связи формируется в значительной степени определяется разницей в электроотрицательности между атомами, участвующими, используя шкалу Полинга. Trend мудрый, как один движется слева направо через период в периодической таблице, электроотрицательность увеличивается за счет сильного притяжения, что атомы получают по мере увеличения заряда ядра. Перемещение вниз в группе, электроотрицательность уменьшается из-за большее расстояние между ядром и валентной электронной оболочкой, тем самым уменьшая привлекательность, в результате чего атома имеет меньше притяжений для электронов или протонов.

Тем не менее, в группе 13 элементов электроотрицательность возрастает от алюминия до таллия , и в группе 14 электроотрицательности свинца ниже , чем у олова .

валентные электроны

Валентные электроны являются электронами в самой внешней электронной оболочке изолированного атома в элементе . Иногда это также рассматривается как основа современной периодической таблицы . В период, число валентных электронов увеличиваются ( в основном для легких металлов / элементов ) , как мы переходим от слева направо стороны. Тем не менее, в группе , этот периодический закон является постоянным, то есть число валентных электронов остается тем же самым .

Валентность

Валентность в периодической таблице , через период , сначала возрастает , а затем уменьшается. Там нет никаких изменений спускаясь группой.

Однако, эта периодическая тенденция разрежена с последующим для более тяжелых элементов (элементов с атомным номером больше 20), особенно для лантаноидов и актиноидов серии.

Больше числа остовных электронов, тем больше экранирования электронов из основного заряда ядра. По этой причине энергии ионизации ниже для элементов ниже в группе, а поляризуемость видов выше для элементов ниже в группе. Валентность не меняет спускаясь группу, так как поведение связывания не зависит от электронов остова. Тем не менее, не-связывающие взаимодействия, такие как те, которые только цитируется страдают от основных электронов.

Металлические и неметаллические свойства

Металлические свойства увеличиваются до группы , как уменьшение притяжения между ядрами и крайними электронами приводит к тому , внешним электронам быть слабо связаны и , таким образом , возможностью проводить тепло и электричество. Через период, слева направо, увеличивая притяжение между ядрами и крайними электронами вызывает металлический характер , чтобы уменьшить.

Неметаллические увеличение собственности через период и снижается по мере удаления группы из-за той же причине, в связи с увеличением ядерной силы притяжения. Металлы пластичны, а неметаллы нет.

Смотрите также

дальнейшее чтение

Рекомендации