ПЕРИОДИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХИМИЯ - 2025

Эти периодические свойства элементов являются те , которые определяют их физическое и химическое поведение с атомной точки зрения, и чьи величины, в дополнении к атомному номеру, позволяют классификацией атомов.

Из всех свойств они характеризуются, как указывает их название, как периодические; то есть, если периодическая таблица изучена, можно будет подтвердить, что ее величины подчиняются тенденции, которая совпадает и повторяется с упорядочением элементов в периодах (строках) и группах (столбцах).

Внутренняя периодичность части элементов таблицы Менделеева. Источник: Габриэль Боливар.

Например, если период пройден и периодическое свойство уменьшается по величине с каждым элементом, то же самое будет происходить во всех периодах. С другой стороны, если падение одной группы или столбца увеличивает свою величину, то же можно ожидать и для других групп.

Итак, его вариации повторяются и демонстрируют простую тенденцию, которая согласуется с порядком элементов по их атомным номерам. Эти свойства непосредственно отвечают за металлический или неметаллический характер элементов, а также за их реакционную способность, что помогло более глубоко классифицировать их.

Если на мгновение идентичность элементов была неизвестна, и они рассматривались как странные «сферы», периодическая таблица могла бы быть перестроена (с большим трудом), используя эти свойства.

Таким образом, предполагаемые сферы приобретут цвета, которые позволят им отличать друг от друга группами (верхнее изображение). Зная их электронные характеристики, они могут быть организованы по периодам, и группы выявят те, которые имеют одинаковое количество валентных электронов.

Изучение и рассуждение о периодических свойствах - это то же самое, что и знание того, почему элементы так или иначе реагируют; состоит в том, чтобы знать, почему металлические элементы находятся в определенных областях стола, а неметаллические элементы - в других.

Каковы периодические свойства и их характеристики

-Атомное радио

При наблюдении за сферами на изображении первое, что можно заметить, это то, что все они не одного размера. Некоторые из них более объемны, чем другие. Если вы присмотритесь, вы обнаружите, что эти размеры меняются в соответствии с закономерностью: в один период он уменьшается слева направо, а в группе увеличивается сверху вниз.

Вышесказанное также можно сказать так: атомный радиус уменьшается по направлению к группам или столбцам справа и увеличивается в более низких периодах или строках. Таким образом, атомный радиус является первым периодическим свойством, поскольку его изменения следуют шаблону внутри элементов.

Ядерный заряд против электронов

В чем причина этого паттерна? За период электроны атома занимают один и тот же энергетический уровень, который связан с расстоянием, отделяющим их от ядра. Когда мы перемещаемся из одной группы в другую (что равносильно прохождению периода справа), ядро ​​добавляет и электроны, и протоны на одном уровне энергии.

Следовательно, электроны не могут занимать дальнейшие расстояния от ядра, что увеличивает его положительный заряд, потому что у него больше протонов. Следовательно, электроны испытывают большую силу притяжения к ядру, притягивая их все больше и больше по мере увеличения числа протонов.

Вот почему элементы в крайнем правом углу таблицы Менделеева (желтые и бирюзовые столбцы) имеют наименьшие атомные радиусы.

С другой стороны, когда вы «перепрыгиваете» из одного периода в другой (что равносильно тому, что вы спускаетесь по группе), новые уровни энергии позволяют электронам занимать более удаленные от ядра пространства. Находясь дальше, ядро ​​(с большим количеством протонов) притягивает их с меньшей силой; поэтому атомные радиусы увеличиваются.

Ионные радиусы

Ионные радиусы следуют той же схеме, что и атомные радиусы; Однако они зависят не столько от ядра, сколько от того, сколько или меньше электронов имеет атом по отношению к его нейтральному состоянию.

Катионы (Na ⁺ , Ca ²⁺ , Al ³⁺ , Be ²⁺ , Fe ³⁺ ) демонстрируют положительный заряд, потому что они потеряли один или несколько электронов, и, следовательно, ядро ​​притягивает их с большей силой, поскольку отталкивание меньше. между ними. Результат: катионы меньше атомов, из которых они образованы.

И для анионов (O ^2- , F ^- , S ^2- , я ^- ), наоборот, они демонстрируют отрицательный заряд , потому что они имеют один или несколько электронов в избытке, увеличивая их отталкивание друг к другу над притяжением , оказываемого ядром. Результат: анионы больше, чем атомы, из которых они образованы (изображение ниже).

Изменение ионных радиусов относительно нейтрального атома. Источник: Габриэль Боливар.

Можно видеть, что анион 2- является самым большим из всех, а катион 2+ - самым маленьким. Радиусы увеличиваются, когда атом заряжен отрицательно, и сжимается, когда он заряжен положительно.

-Электроотрицательность

Когда элементы имеют малые атомные радиусы, не только их электроны очень сильно притягиваются, но и электроны соседних атомов, когда они образуют химическую связь. Эта тенденция притягивать электроны от других атомов в составе соединения известна как электроотрицательность.

Тот факт, что атом мал, не означает, что он будет более электроотрицательным. Если это так, то элементы гелий и водород были бы наиболее электроотрицательными атомами. Гелий, как показала наука, не образует никаких ковалентных связей; а водород имеет только один протон в ядре.

Когда атомные радиусы велики, ядра недостаточно сильны, чтобы привлекать электроны от других атомов; следовательно, наиболее электроотрицательными являются элементы с малым атомным радиусом и большим числом протонов.

Опять же, те, которые полностью соответствуют этим характеристикам, - это неметаллические элементы p-блока периодической таблицы; Это те, которые принадлежат к группе 16 или кислороду (O, S, Se, Te, Po), и группе 17 или фтору (F, Cl, Br, I, At).

Тренд

Согласно всему сказанному, наиболее электроотрицательные элементы расположены особенно в правом верхнем углу таблицы Менделеева; содержащий фтор в качестве элемента, возглавляющего список наиболее электроотрицательных элементов.

Зачем? Не прибегая к шкалам электроотрицательности (Полинг, Малликен и т. Д.), Хотя фтор больше, чем неон (благородный газ своего периода), первый может образовывать связи, а второй - нет. Кроме того, из-за небольшого размера его ядро ​​имеет много протонов, и там, где находится фтор, будет дипольный момент.

-Металлический характер

Если элемент имеет атомный радиус по сравнению с радиусом того же периода, а также не очень электроотрицателен, то это металл и имеет высокий металлический характер.

Если вернуться к основному изображению, красноватые и зеленоватые сферы, как и сероватые, соответствуют металлическим элементам. У металлов есть уникальные характеристики, и отсюда периодические свойства начинают переплетаться с физическими и макроскопическими свойствами вещества.

Элементы с высоким металлическим характером характеризуются их относительно большими атомами, легко теряющими электроны, поскольку ядра с трудом притягивают их к себе.

В результате они легко окисляются или теряют электроны с образованием катионов M ⁺ ; это не означает, что все катионы металлические.

Тренд

На этом этапе вы можете предсказать, как меняется металлический характер в периодической таблице. Если известно, что металлы имеют большие металлические радиусы и что они также мало электроотрицательны, следует ожидать, что самые тяжелые элементы (более низкие периоды) являются наиболее металлическими; а самые легкие элементы (верхние периоды) - наименее металлические.

Кроме того, металлический характер уменьшается по мере того, как элемент становится более электроотрицательным. Это означает, что, пройдя периоды и группы справа от таблицы Менделеева, в их верхних периодах, они обнаружат менее металлические элементы.

Следовательно, металлический характер усиливается по мере продвижения по группе и уменьшается слева направо за тот же период. Среди металлических элементов у нас есть: Na (натрий), Li (литий), Mg (магний), Ba (барий), Ag (серебро), Au (золото), Po (полоний), Pb (свинец), Cd (кадмий). , Al (алюминий) и др.

-Энергия ионизации

Если у атома большой атомный радиус, следует ожидать, что его ядро ​​не будет удерживать электроны во внешних оболочках, захваченных значительной силой. Следовательно, удаление их из атома в газовой фазе (индивидуализированное) не потребует много энергии; то есть энергия ионизации EI, необходимая для удаления из них электрона.

EI также эквивалентно утверждению, что это энергия, которая должна быть подана, чтобы преодолеть силу притяжения ядра атома или газообразного иона на его внешний электрон. Чем меньше атом и чем он более электроотрицательный, тем ниже его EI; это ваша тенденция.

Следующее уравнение иллюстрирует пример:

Na (g) => Na ⁺ (g) + e ^-

ЭУ, необходимый для этого, не так уж велик по сравнению со второй ионизацией:

Na ⁺ (г) => Na ²⁺ (г) + е ^-

Поскольку в Na ⁺ преобладают положительные заряды и ион меньше нейтрального атома. Следовательно, ядро ​​Na ⁺ притягивает электроны с гораздо большей силой, что требует гораздо большего EI.

-Электронная близость

И, наконец, существует периодическое свойство электронного сродства. Это энергетическая тенденция атома элемента в газовой фазе принимать электрон. Если атом маленький и имеет ядро ​​с большой силой притяжения, ему будет легко принять электрон, образуя стабильный анион.

Чем более устойчив анион по отношению к нейтральному атому, тем больше его сродство к электрону. Однако в игру вступает также отталкивание электронов.

Например, азот имеет более высокое сродство к электрону, чем кислород. Это связано с тем, что три его 2p-электрона неспарены и отталкивают друг друга и падающий электрон меньше; в то время как в кислороде есть пара парных электронов, которые вызывают большее электронное отталкивание; а во фторе - две пары.

Именно по этой причине говорят, что тенденция к электронному сродству нормализуется с третьего периода периодической таблицы.

Ссылки

1. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
2. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
3. Проф. Ортега Грасиела М. (1 апреля 2014 г.). Периодические свойства элементов. Цвет abc. Получено с: abc.com.py
4. Химия LibreTexts. (7 июня 2017 г.). Периодические свойства элементов. Получено с: chem.libretexts.org
5. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (02 января 2019 г.). Периодические свойства элементов. Получено с: thinkco.com
6. Toppr. (SF). Периодические свойства элементов. Получено с: toppr.com /
7. Периодические свойства элементов: путешествие по таблице - это путешествие по химии. . Получено с: cod.edu