Periodické vlastnosti prvkov

Periodická tabuľka usporiadáva prvky podľa periodických vlastností, ktoré sú opakujúcim sa trendom vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach. Tieto trendy možno predpovedať iba skúmaním periodická tabuľka a dá sa vysvetliť a pochopiť analýzou elektrónových konfigurácií prvkov. Prvky majú tendenciu získavať alebo strácať valenčné elektróny na dosiahnutie stabilnej tvorby oktetu. Stabilné oktety sú pozorované v inertných plynoch alebo ušľachtilých plynoch zo skupiny VIII periodickej tabuľky. Okrem tejto činnosti existujú ďalšie dva dôležité trendy. Najskôr sa elektróny pridávajú po jednom a pohybujú sa zľava doprava v priebehu určitého obdobia. Keď sa to stane, elektróny najvzdialenejšieho obalu zažívajú stále silnejšiu nukleárnu príťažlivosť, takže elektróny sa dostávajú bližšie k jadru a pevnejšie naň naviazané. Po druhé, najvzdialenejšie elektróny sa pohybujú nadol v stĺpci periodickej tabuľky a pevne sa viažu na jadro. Deje sa tak preto, že počet naplnených základných energetických úrovní (ktoré chránia najvzdialenejšie elektróny od príťažlivosti k jadru) sa zvyšuje v rámci každej skupiny smerom nadol. Tieto trendy vysvetľujú periodicitu pozorovanú v elementárnych vlastnostiach atómového polomeru, ionizačnej energie, afinity elektrónov a

Atómový polomer prvku je polovicou vzdialenosti medzi stredmi dvoch atómov tohto prvku, ktoré sa navzájom len dotýkajú. Všeobecne platí, že atómový polomer klesá v priebehu periódy zľava doprava a zvyšuje sa v danej skupine. Atómy s najväčšími atómovými polomermi sú umiestnené v skupine I a na spodku skupín.

Pohybom zľava doprava v určitom období sa elektróny postupne pridávajú do vonkajšieho energetického obalu. Elektróny v škrupine sa nemôžu navzájom chrániť pred príťažlivosťou na protóny. Pretože sa zvyšuje aj počet protónov, v priebehu obdobia sa zvyšuje účinný jadrový náboj. To spôsobí, že sa atómový polomer zníži.

Premiestnenie skupiny v periodická tabuľka, počet elektrónov a naplnených elektrónových škrupín sa zvyšuje, ale počet valenčných elektrónov zostáva rovnaký. Najvzdialenejšie elektróny v skupine sú vystavené rovnakému účinnému jadrovému náboju, ale elektróny sa nachádzajú ďalej od jadra, keď sa zvyšuje počet naplnených energetických škrupín. Preto sa zvyšujú atómové polomery.

Ionizačná energia alebo ionizačný potenciál je energia potrebná na úplné odstránenie elektrónu z plynného atómu alebo iónu. Čím bližšie a pevnejšie sa elektrón viaže na jadro, tým ťažšie bude odstránenie a tým vyššia bude jeho ionizačná energia. Prvá ionizačná energia je energia potrebná na odstránenie jedného elektrónu z pôvodného atómu. Druhy ionizačná energia je energia potrebná na odstránenie druhého valenčného elektrónu z jednoväzbového iónu na vytvorenie dvojväzbového iónu atď. Postupné ionizačné energie sa zvyšujú. Druhá ionizačná energia je vždy väčšia ako prvá ionizačná energia. Ionizačná energia sa zvyšuje v priebehu periódy zľava doprava (znižuje sa atómový polomer). Ionizačná energia sa znižuje pohybom nadol v skupine (zväčšenie atómového polomeru). Prvky skupiny I majú nízku ionizačnú energiu, pretože strata elektrónu vytvára stabilný oktet.

Elektrónová afinita odráža schopnosť atómu prijať elektrón. Je to zmena energie, ktorá nastane, keď sa elektrón pridá k plynnému atómu. Atómy so silnejším účinným jadrovým nábojom majú väčšiu afinitu k elektrónom. V periodickej tabuľke je možné urobiť niekoľko zovšeobecnení týkajúcich sa elektrónových afinít určitých skupín. Elementy skupiny IIA, alkalické zeminy, majú nízke hodnoty afinity elektrónov. Tieto prvky sú relatívne stabilné, pretože sa naplnili s subshells. Prvky skupiny VIIA, halogény, majú vysokú afinitu k elektrónom, pretože pridanie elektrónu k atómu vedie k úplne vyplnenému obalu. Prvky skupiny VIII, vzácne plyny, majú afinity elektrónov takmer nula, pretože každý atóm má stabilný oktet a elektrón nebude ľahko akceptovať. Prvky iných skupín majú nízku afinitu k elektrónom.

V určitom období bude mať halogén najvyššiu afinitu k elektrónu, zatiaľ čo vzácny plyn bude mať najnižšiu afinitu k elektrónu. Afinita elektrónov sa znižuje pohybom skupiny, pretože nový elektrón by bol ďalej od jadra veľkého atómu.

Elektronegativita je miera príťažlivosti atómu pre elektróny v chemickej väzbe. Čím vyššia je elektronická aktivita atómu, tým väčšia je jeho príťažlivosť pre spájanie elektrónov. Elektronegativita súvisí s ionizačnou energiou. Elektróny s nízkou ionizačnou energiou majú nízku elektronegativitu, pretože ich jadrá nevyvíjajú na elektróny silnú príťažlivú silu. Prvky s vysokou ionizačnou energiou majú vysokú elektronegativitu v dôsledku silného ťahu, ktorý jadro spôsobuje elektrónom. V skupine klesá elektronegativita so zvyšujúcim sa atómovým číslom v dôsledku zväčšenej vzdialenosti medzi valenčným elektrónom a jadrom (väčší atómový polomer). Príkladom elektropositívneho prvku (t. J. Nízkej elektronegativity) je cézium; príklad vysoko elektronegatívny prvok je fluór.

Pohyb vľavo → vpravo

• Atómový polomer sa znižuje
• Zvyšuje sa energia ionizácie
• Všeobecne sa zvyšuje afinita s elektrónmi (leč Affinity Noble Gas Electron Affinity Near Zero)
• Zvyšuje sa elektronická aktivita

Posúvanie hore → zdola

• Atómový polomer sa zvyšuje
• Ionizačná energia sa znižuje
• Elektrónová afinita všeobecne znižuje pohyb po skupine
• Znižuje sa elektronická aktivita