AZ ELEMEK IDŐSZAKOS TULAJDONSÁGAI ÉS JELLEMZŐI - KÉMIA - 2025

Az elemek periodikus tulajdonságai azok, amelyek meghatározzák fizikai és kémiai viselkedésüket atomi szempontból, és amelyek nagysága az atomszámon kívül lehetővé teszi az atomok osztályozását.

Az összes tulajdonság közül ezeket - amint a neve is jelzi - periodikusnak tekintik; vagyis ha megvizsgáljuk a periódusos táblát, akkor megbizonyosíthatjuk, hogy magnitúdói megfelelnek-e egy trendnek, amely egybeesik, és megismétlődik az elemek sorrendben (sorban) és csoportban (oszlopban) megadásával.

A periódusos rendszer egyes elemeinek belső periodicitása. Forrás: Gabriel Bolívar.

Például, ha egy időszakot áthaladnak, és az időszakos tulajdonság nagysága csökken minden elemnél, akkor ugyanaz történik minden időszakban. Másrészt, ha az egyik csoport vagy oszlop lefelé emelése megnöveli annak nagyságát, ugyanez várható el a többi csoportra is.

Tehát a variációk ismétlődnek, és egyszerű tendenciát mutatnak, amely egyetért az elemek atomszámuk szerinti sorrendjével. Ezek a tulajdonságok közvetlenül felelősek az elemek fémes vagy nem fémes tulajdonságaiból, valamint reakcióképességükből, ami segített azok mélyebb besorolásában.

Ha egy pillanatra az elemek azonosítása nem volt ismert, és furcsa "gömböknek" tekintik őket, akkor a periódusos táblázatot (sok munkával) ezeknek a tulajdonságoknak a felhasználásával újra lehet építeni.

Ily módon az állítólagos gömbök olyan színeket szereznének, amelyek lehetővé teszik őket csoportokon belüli megkülönböztetést (felső kép). Ismerve az elektronikai jellemzőket, időszakonként meg lehet őket szervezni, és a csoportok felfednék azokat, amelyek azonos számú valencia elektronmal rendelkeznek.

A periodikus tulajdonságok megtanulása és megfontolása megegyezik azzal, hogy megismerjük, hogy az elemek miért reagálnak úgy vagy úgy; azt kell megismerni, hogy a fém elemek miért vannak az asztal bizonyos régióiban, míg a nem fém elemek egy másikban.

Melyek a periodikus tulajdonságok és jellemzőik?

-Atomikus rádió

A képen lévő gömbök megfigyelésekor az első dolog, amit észrevehetnek, az, hogy nem minden méret azonos. Néhányuk nagyobb, mint mások. Ha közelebbről megnézi, akkor rájössz, hogy ezek a méretek a mintától függően változnak: egy időszakban balról jobbra csökken, és egy csoportban fentről lefelé nő.

A fentiek így is mondhatók: az atomi sugár a jobb oldali csoportok vagy oszlopok felé csökken, és az alsó szakaszokban vagy sorokban növekszik. Ennélfogva az atomi sugár az első periódusos tulajdonság, mivel annak variációi az elemek belső mintáját követik.

Nukleáris töltés vs elektronok

Mi okozza ezt a mintát? Egy időszak alatt az atom elektronjai ugyanazt az energiaszintet foglalják el, ami kapcsolatban áll a távolsággal, amely elválasztja őket a magtól. Ha az egyik csoportból a másikba mozogunk (ami megegyezik a jobb oldali időszak átmenetelével), akkor a mag ugyanazon az energiaszinten belül hozzáadja az elektronokat és a protonokat.

Ezért az elektronok nem tudnak további távolságot elfoglalni a magtól, ami növeli pozitív töltését, mivel több protonnal rendelkezik. Következésképpen az elektronok nagyobb vonzóerőt tapasztalnak a mag felé, egyre inkább vonzzák őket, amikor a protonok száma növekszik.

Ez az oka annak, hogy a periódusos rendszer jobb szélén lévő elemeknek (sárga és türkiz oszlopok) legyen a legkisebb atomsugara.

Másrészt, amikor "átugrik" az egyik periódusból a másikba (ami ugyanaz, mint azt mondják, hogy egy csoporton keresztül szállsz le), az új energiaszintek lehetővé teszik az elektronok számára, hogy távolabbi tereket foglaljanak el a magtól. Mivel távolabb vannak, a sejtmag (több protonnal) kevesebb erővel vonzza őket; és az atomi sugarak ezért növekednek.

Ionos sugarak

Az ionos sugarak hasonló mintát követnek, mint az atomi sugarak; Ezek azonban nem annyira a sejtmagtól függenek, hanem attól, hogy hány vagy kevesebb elektron rendelkezik az atom semleges állapotához viszonyítva.

A kationok (Na ⁺, Ca ²⁺, Al ³⁺, Be ²⁺, Fe ³⁺) pozitív töltést mutatnak, mert elvesztettek egy vagy több elektronot, ezért a atommag nagyobb erővel vonzza őket, mivel kevesebb repuláció van. közöttük. Az eredmény: a kationok kisebbek, mint azok az atomok, amelyekből származnak.

És az anionok (O ², F ^-, S ², I ^-) ellenkezőleg negatív töltést mutatnak, mivel egy vagy több elektronuk feleslegben van, és növelik egymás felé mutató replikációjukat a mag által kifejtett vonzerő felett. Az eredmény: az anionok nagyobbak, mint az atomok, amelyekből származnak (az alábbi kép).

Az ionsugár változása a semleges atomhoz viszonyítva. Forrás: Gabriel Bolívar.

Látható, hogy a 2-anion a legnagyobb és a 2+ kation a legkisebb. A sugár növekszik, ha az atom negatív töltésű, és csökken, ha pozitív töltésű.

-Electronegativity

Ha az elemek kicsi atomsugárral rendelkeznek, nem csak elektronjaikat vonzzák nagyon erősen, hanem a szomszédos atomok elektronjai is, amikor kémiai kötődést képeznek. Ezt a hajlandóságot vonzani az elektronokat más atomoktól egy vegyületen belül elektronegativitásnak nevezzük.

Csak azért, mert egy atom kicsi, nem azt jelenti, hogy elektronegatívabb lesz. Ha igen, akkor a hélium és a hidrogén lenne a legtöbb elektronegatív atom. A hélium, amennyire a tudomány bebizonyította, semmilyen kovalens kötést nem képez; és a hidrogénnek csak egyetlen protonja van a magban.

Ha az atomi sugarak nagyok, akkor a magok nem elég erősek ahhoz, hogy vonzzák az elektronokat más atomoktól; ezért a leginkább elektronegatív elemek azok, amelyeknek kis atomja van és nagyobb a protonok száma.

Ismét azok, amelyek ezeket a tulajdonságokat tökéletesen teljesítik, a periódusos rendszer p blokkjának nem fémes elemei; Ezek a 16. csoporthoz vagy az oxigénatomhoz (O, S, Se, Te, Po) és a 17. csoporthoz vagy a fluorhoz (F, Cl, Br, I, At) tartoznak.

Irányzat

Mindezek szerint a legtöbb elektronegatív elem elsősorban a periódusos rendszer jobb felső sarkában található; amelynek fluora van az a elem, amely a legeredményesebben elektronegatív anyagok listáját vezeti.

Miért? Az elektronegativitási skálák (Pauling, Mulliken stb.) Igénybevétele nélkül - bár a fluor nagyobb, mint a neon (korszakának nemesgázja) -, az előbbi kötéseket képezhet, míg az utóbbi nem. Ezenkívül, kicsi mérete miatt, magjában sok proton van, és ahol a fluorat találják, ott dipólus pillanata lesz.

-Fém karakter

Ha egy elem atomi sugara megegyezik ugyanazon perióduséhoz képest, és szintén nem túl elektronegatív, akkor fém, és magas fémjellemzővel rendelkezik.

Ha visszatérünk a főképhez, a vöröses és zöldes gömbök, akárcsak a szürkék, fémes elemeknek felelnek meg. A fémek egyedi jellemzőkkel bírnak, és ettől kezdve a periodikus tulajdonságok összefonódnak az anyag fizikai és makroszkopikus tulajdonságaival.

A magas fémes karakterű elemeket viszonylag nagy atomjai jellemzik, könnyen elveszíthető elektronok, mivel a magok alig tudják őket vonzani.

Ennek eredményeként könnyen oxidálódnak vagy elvesznek elektronjai, hogy kationokat képezzenek; M ⁺; ez nem azt jelenti, hogy minden kation fém.

Irányzat

Ezen a ponton megjósolhatja, hogy a fémes karakter hogyan változik a periódusos táblázatban. Ha ismert, hogy a fémeknek nagy fémes sugara van, és ezek szintén kevés elektronegatív hatásúak, akkor elvárható, hogy a legnehezebb elemek (az alsó szakaszok) legyenek a legfémesebbek; és a legkönnyebb elemek (a felső szakaszok), a legkevésbé fémek.

Ezenkívül a fémes karakter csökken, annál elektronegatívabbá válik az elem. Ez azt jelenti, hogy ha a periodikus táblázatoktól jobbra, a felső periódusokon átmennek az időszakokon és csoportokon, akkor kevésbé fémes elemeket találnak.

Ezért a fém karakter növekszik egy csoporton keresztül lefelé csökkenve, és balról jobbra csökken ugyanazon időszakban. A fém elemek között: Na (nátrium), Li (lítium), Mg (magnézium), Ba (bárium), Ag (ezüst), Au (arany), Po (polónium), Pb (ólom), Cd (kadmium), Al (alumínium) stb.

-Ionizációs energia

Ha egy atomnak nagy atom sugara van, akkor várható, hogy magja nem fog elektronokat tartani a legkülső héjakon, jelentős csapdával. Következésképpen azok eltávolítása az atomból a gázfázisban (egyénre szabva) nem igényel sok energiát; vagyis az EI ionizációs energia, amely szükséges az elektron eltávolításához.

Az EI azzal egyenértékű, hogy azt állítják, hogy ezt az energiát kell biztosítani ahhoz, hogy legyőzzük egy atom vagy gáznemű atom magának a legkülső elektronjára gyakorolt ​​vonzó erőt. Minél kisebb az atom és annál elektronegatívabb, annál alacsonyabb az EI; ez a tendencia.

A következő egyenlet szemléltet egy példát:

Na (g) => Na ⁺ (g) + e ^-

Az ennek eléréséhez szükséges EI nem olyan nagy a második ionizációhoz képest:

Na ⁺ (g) => Na ²⁺ (g) + e ^-

Mivel a Na ^{+ -ban} pozitív töltések dominálnak, és az ion kisebb, mint a semleges atom. Következésképpen a Na ⁺ atommagja sokkal nagyobb erővel vonzza az elektronokat, sokkal nagyobb EI-t igényel.

-Elektronikus affinitás

És végül, az elektronikus affinitás időszakos tulajdonsága. Ez egy elem atomjának energetikai hajlama a gázfázisban egy elektron elfogadására. Ha az atom kicsi, és magja nagy, vonzó erővel bír, akkor könnyen felveheti az elektronot, stabil aniont képezve.

Minél stabilabb az anion semleges atomja szempontjából, annál nagyobb az elektron affinitása. Ugyanakkor a maguk az elektronok közötti repulációk szintén szerepet játszanak.

Például a nitrogén elektron-affinitása nagyobb, mint az oxigéné. Ennek oka az, hogy három 2p elektronja pár nélkül van, és taszítják egymást, és a bejövő elektron kevesebb; míg az oxigénben pár pár elektron van, amelyek nagyobb elektronikus taszítást eredményeznek; és fluorban két pár van.

Ez az oka annak, hogy az elektronikus affinitások tendenciája normalizálódik a periódusos rendszer harmadik időszakától kezdve.

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
3. Prof. Ortega Graciela M. (2014. április 1.). Az elemek időszakos tulajdonságai. Szín abc. Helyreállítva: abc.com.py
4. Kémia LibreTexts. (2017. június 7.) Az elemek időszakos tulajdonságai. Helyreállítva: chem.libretexts.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. január 02.). Az elemek időszakos tulajdonságai. Helyreállítva: gondolat.com
6. Toppr. (Sf). Az elemek időszakos tulajdonságai. Helyreállítva: toppr.com /
7. Az elemek időszakos tulajdonságai: Az asztalon keresztüli utazás a kémia útja.. Helyreállítva: cod.edu