- Hogyan változik az elemek fémes jellege a periódusos táblázatban?
- A fém elemek tulajdonságai
- Hogyan befolyásolja az atomi sugár a fémek reaktivitását?
- Nagyobb fémes karakter elem
- A kisebb fémes karakter elem
- Irodalom
A periódusos rendszer elemeinek fém jellege azokra a kémiai és fizikai változókra vonatkozik, amelyek meghatározzák a fémeket vagy megkülönböztetik őket a természetben lévő többi anyagtól. Általában fényes, sűrű, kemény szilárd anyagok, nagy hő- és elektromos vezetőképességgel, formázhatóak és elasztikusak.
Ugyanakkor nem minden fém rendelkezik ilyen tulajdonságokkal; például a higany esetében ez egy fényes fekete folyadék. Hasonlóképpen, ezek a változók a talajnyomás és hőmérséklet viszonyától függnek. Például a látszólag nem fémes hidrogén szélsőséges körülmények között fizikailag viselkedhet fémként.
Ezek a feltételek lehetnek: rosszul nyomás alatt vagy nagyon hideg hőmérsékleten, az abszolút nulla körül ingadozva. Annak meghatározásához, hogy egy elem fém vagy sem, figyelembe kell venni a megfigyelő szemét elrejtett mintákat: atomi minták.
Ezek nagyobb pontossággal és megbízhatósággal különböztetik meg a fém elemeket, sőt azt is, hogy melyik elem fémszerűbb, mint a másik.
Ilyen módon az aranyérme valódi fémes jellege inkább az atomjainak tulajdonságain nyugszik, mint az arany tömege meghatározza, ám a kettő szorosan összekapcsolódik.
Melyik érme fémből félebb: arany, réz vagy platina? A válasz platina, és a magyarázat az atomjaiban rejlik.
Hogyan változik az elemek fémes jellege a periódusos táblázatban?
A felső kép az elemek időszakos tulajdonságait mutatja. A sorok megfelelnek az időszakoknak, az oszlopok pedig a csoportoknak.
A fém karakter balról jobbra csökken, és ellentétes irányban növekszik. Ez szintén fentről lefelé növekszik, és csökken, ahogyan az időszakokat áthaladják a csoportfejekhez. A táblázat kék átlós nyíl jelzi a fentebb említettket.
Ilyen módon az elemek, amelyek közel vannak a nyíl irányához, nagyobb fémes karakterűek, mint az ellenkező irányban elhelyezkedő elemek (sárga blokkok).
Ezenkívül a többi nyilat más periodikus tulajdonságoknak is megfelel, amelyek meghatározzák, hogy ezek milyen értelemben növekednek vagy csökkennek, amikor az elem "féme". Például a sárga blokkok elemei, bár alacsony fémes tulajdonságokkal rendelkeznek, elektronikus affinitásuk és ionizációs energiájuk magas.
Atomi sugarak esetében, minél nagyobbak, annál fémesebb az elem; ezt a kék nyíl jelzi.
A fém elemek tulajdonságai
A periódusos táblázat azt mutatja, hogy a fémeknek nagy atomsugara van, alacsony ionizációs energiájuk, alacsony elektronikus affinitása és alacsony elektronegativitása van. Hogyan memorizálhatjuk ezeket a tulajdonságokat?
Az áramlási pont a reakcióképesség (elektropozitivitás), amely meghatározza az oxidálódó fémeket; azaz könnyen elveszítik az elektronokat.
Amikor elveszítik az elektronokat, a fémek kationokat képeznek (M +). Ezért a magasabb fémes karakterű elemek kationokat képeznek könnyebben, mint az alacsonyabb fémes karakterűek.
Erre példa lehet a 2. csoportba tartozó elemek, az alkáliföldfémek reaktivitása. A berillium kevésbé fémes, mint a magnézium, és a magnézium kevésbé fémes, mint a kalcium.
Tehát addig, amíg el nem éri a fém báriumot, amely a csoport legreaktívabb (rádium, radioaktív elem után).
Hogyan befolyásolja az atomi sugár a fémek reaktivitását?
Az atom sugara növekedésével a vegyérték elektronok távolabb vannak a magtól, így kevésbé tartják őket az atomban.
Ha azonban egy periódust a periódusos rendszer jobb oldalára hajtanak, akkor a mag protonokat ad a most pozitívabb testéhez, amely nagyobb erővel vonzza a valenciaelektronokat, csökkentve az atom sugara méretét. Ennek eredménye a fémes karakter csökkenése.
Így egy nagyon kicsi, nagyon pozitív atommal rendelkező atomok elektronokat nyernek, ahelyett, hogy elvesztenék őket (nem fém elemek), és azokat, amelyek elektronokat elnyerhetnek és elveszhetnek, metalloidoknak tekintik. Bór, szilícium, germánium és arzén néhány ezek közül a metalloidok közül.
Másrészt az atomi sugarat megnöveli az is, hogy más körüli pályák számára rendelkezésre álljon új energiaellátás, ami akkor következik be, ha egy csoportba esik.
Ezért, amikor a periódusos táblára csökken, a sugarak terjedelmesvé válnak, és a mag nem képes megakadályozni, hogy más fajok elektronokat vegyenek a külső héjáról.
A laboratóriumban egy erős oxidálószerrel - például híg salétromsavval (HNO 3) - meg lehet vizsgálni a fémek reakcióképességét az oxidációval szemben.
Ugyanígy a fémhalogenidek (például NaCl) képződésének folyamatai szintén kísérletek, amelyek ezt a reaktivitást bizonyítják.
Nagyobb fémes karakter elem
A kék nyíl iránya a periódusos ábrán a francium és a cézium elemekhez vezet. A francium fémből fémes, mint a cézium, ám az utóbbitól eltérően a francium mesterséges és radioaktív. Ezért a cézium veszi a legnagyobb fémes tulajdonságú természetes elem helyét.
Valójában az egyik legismertebb (és legrobbanásveszélyesebb) reakció az, amely akkor fordul elő, amikor egy céziumdarab (vagy csepp) érintkezésbe kerül vízzel.
A cézium magas reakcióképessége, amely szintén sokkal stabilabb vegyületek képződésévé vált, felelős az energia hirtelen felszabadulásához:
2Cs (s) + 2H 2 O → 2CsOH (aq) + H 2 (g)
A kémiai egyenlet lehetővé teszi a cézium oxidációját és a vízben lévő hidrogének redukcióját hidrogéngázzá.
A kisebb fémes karakter elem
Az ellentétes átlóval, a periódusos rendszer jobb felső sarkában a fluor (F 2, felső kép) vezet a nem fém elemek listájához. Miért? Mivel ez a természetben a leginkább elektronegatív elem és a legkevesebb ionizációs energiával rendelkezik.
Más szavakkal, a periódusos rendszer összes elemével reagál, hogy F - és nem F + ionot képezzen.
Nagyon valószínű, hogy a fluor elveszíti elektronjait kémiai reakciók során, éppen ellenkezőleg a fémeknél. Ez az oka annak, hogy ez a legkevésbé fémes elem.
Irodalom
- Kémia LibreTexts. Időszakos trendek. Visszakeresve: 2018. április 16-án, a következő címen: chem.libretexts.org
- Lumen, kémia nem nagyvállalatok számára. Fémes és nemfémes karakter. Beolvasva: 2018. április 16-án, a Kurss.lumenlearning.com webhelyről
- Kémiai feladat. (2018). Elektropozitivitás vagy fémes karakter. Visszakeresve: 2018. április 16-án, a következő címen: chemistry-assignment.com
- Juan Ramos. (2017. november 24.) A fémek és a nem fémek teljes listája. Letöltve: 2018. április 16-án, a következő helyről: sciencetrends.com
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2017. szeptember 05.) A fém karakter tulajdonságai és trendei. Letöltve: 2018. április 16-án, a (z) gondola.com webhelyről
- Eric Golub. (2009. október 12.). Arany délutáni folyosón.. Letöltve: 2018. április 16-án, a következő helyről: flickr.com
- Dnn87. (2007. december 12.). Cézium / Cézium fém a Dennis sk kollekcióból.. Visszakeresve: 2018. április 16-án, a következő helyről: commons.wikimedia.org
- Sandbh. (2017. január 23.). Különböző időszakos trendek.. Visszakeresve: 2018. április 16-án, a következő helyről: commons.wikimedia.org