PERIODISKE EGENSKABER VED ELEMENTER OG DERES EGENSKABER - KEMI - 2025

De periodiske egenskaber ved de elementer er dem, der definerer deres fysiske og kemiske adfærd fra en atomar perspektiv, og hvis størrelser, foruden atomnummeret, tillader en klassifikation af atomerne.

Af alle egenskaber karakteriseres disse, som deres navn antyder, for at være periodiske; det vil sige, hvis den periodiske tabel studeres, vil det være muligt at bekræfte, at dens størrelsesordener overholder en tendens, der falder sammen og gentages med rækkefølgen af ​​elementerne i perioder (rækker) og grupper (kolonner).

Intrinsic periodicitet af en del af elementerne i den periodiske tabel. Kilde: Gabriel Bolívar.

For eksempel, hvis en periode krydses, og en periodisk egenskab falder i størrelse med hvert element, vil det samme ske i alle perioder. På den anden side, hvis det at gå ned ad en gruppe eller kolonne øger dens størrelse, kan det samme forventes at ske for de andre grupper.

Og så gentages dens variationer og viser en simpel tendens, der stemmer overens med rækkefølgen af ​​elementerne ved deres atomnummer. Disse egenskaber er direkte ansvarlige for elementernes metalliske eller ikke-metalliske karakter, samt deres reaktiviteter, hvilket har bidraget til at klassificere dem i større dybde.

Hvis elementernes identitet et øjeblik var ukendt, og de blev set på som mærkelige "sfærer", kunne den periodiske tabel genopbygges (med meget arbejde) ved hjælp af disse egenskaber.

På denne måde ville de formodede sfærer erhverve farver, der tillader dem at blive differentieret fra hinanden i grupper (øverste billede). Når man kender deres elektroniske egenskaber, kunne de organiseres i perioder, og grupperne afslører dem, der har samme antal valenselektroner.

At lære og resonnere om periodiske egenskaber er det samme som at vide, hvorfor elementer reagerer på en eller anden måde; er at vide, hvorfor de metalliske elementer er i bestemte områder af bordet, og de ikke-metalliske elementer i et andet.

Hvad er de periodiske egenskaber og deres egenskaber

-Atomisk radio

Når man ser kuglerne på billedet, er den første ting, der kan bemærkes, at de ikke alle har samme størrelse. Nogle er mere omfangsrige end andre. Hvis du ser nærmere på, vil du opdage, at disse størrelser varierer i henhold til et mønster: i en periode falder det fra venstre mod højre, og i en gruppe stiger det fra top til bund.

Ovenstående kan også siges på denne måde: atomradiusen falder mod grupperne eller kolonnerne til højre og stiger i de lavere perioder eller rækker. Dette er tilfældet, atomeradiusen er den første periodiske egenskab, da dens variationer følger et mønster i elementerne.

Atomladning vs elektroner

Hvad er årsagen til dette mønster? I en periode optager elektronets elektroner det samme energiniveau, som er relateret til afstanden, der adskiller dem fra kernen. Når vi bevæger os fra en gruppe til en anden (hvilket er det samme som at gå gennem perioden til højre), tilføjer kernen både elektroner og protoner inden for det samme energiniveau.

Derfor kan elektronerne ikke optage yderligere afstande fra kernen, hvilket øger sin positive ladning, fordi den har flere protoner. Følgelig oplever elektronerne en større tiltrækningskraft mod kernen, og tiltrækker dem mere og mere, når antallet af protoner øges.

Derfor har elementerne længst til højre for den periodiske tabel (gule og turkise søjler) de mindste atomradier.

På den anden side, når du "hopper" fra en periode til en anden (hvilket er det samme som at sige, at du stiger ned gennem en gruppe), tillader de nye energiniveauer, at elektronerne kan optage mere fjerne rum fra kernen. Når man er længere væk, tiltrækker kernen (med flere protoner) dem med mindre kraft; og atomradierne stiger derfor.

Ioniske radier

Ioniske radier følger et lignende mønster som atomradier; Disse afhænger dog ikke så meget af kernen, men af ​​hvor mange eller færre elektroner atomet har med hensyn til dets neutrale tilstand.

Kationerne (Na ⁺, Ca ²⁺, Al ³⁺, Be ²⁺, Fe ³⁺) udviser en positiv ladning, fordi de har mistet en eller flere elektroner, og derfor tiltrækker kernen dem med større kraft, da der er færre frastødninger. mellem dem. Resultatet: kationer er mindre end atomerne, hvorfra de er afledt.

Og for anioner (O ^2-, F ^-, S ^2-, I ^-) viser de tværtimod negativ ladning, fordi de har en eller flere elektroner i overskud, hvilket øger deres frastødninger til hinanden over den tiltrækningskraft, der udøves af kernen. Resultatet: anionerne er større end de atomer, hvorfra de er afledt (billede nedenfor).

Variation af ioniske radier med hensyn til det neutrale atom. Kilde: Gabriel Bolívar.

Det kan ses, at 2- anionen er den største af alle, og 2+ kationen er den mindste. Radierne stiger, når atomet er negativt ladet, og sammentrækkes, når det er positivt ladet.

-Electronegativity

Når elementer har små atomradier, tiltrækkes ikke kun deres elektroner meget stærkt, men også elektroner fra tilstødende atomer, når de danner en kemisk binding. Denne tendens til at tiltrække elektroner fra andre atomer i en forbindelse er kendt som elektronegativitet.

Bare fordi et atom er lille, betyder det ikke, at det vil være mere elektronegativt. I så fald ville elementerne helium og brint være de mest elektronegative atomer. Helium, så vidt videnskaben har vist, danner ikke en kovalent binding af nogen art; og brint har kun et enkelt proton i kernen.

Når atomradierne er store, er kernerne ikke stærke nok til at tiltrække elektroner fra andre atomer; derfor er de mest elektronegative elementer dem med en lille atomradius og et større antal protoner.

Igen er de, der opfylder disse egenskaber perfekt, de ikke-metalliske elementer i p-blokken i det periodiske system; Dette er dem, der tilhører gruppe 16 eller ilt (O, S, Se, Te, Po) og gruppe 17 eller fluor (F, Cl, Br, I, At).

trend

I henhold til alt det, der er sagt, er de mest elektronegative elementer især placeret i det øverste højre hjørne af det periodiske system; med fluor som det element, der leder listen over det mest elektronegative.

Hvorfor? Uden at ty til elektronegativitetsskalaer (Pauling, Mulliken osv.), Selvom fluor er større end neon (den ædle gas i sin periode), kan førstnævnte danne bindinger, mens sidstnævnte ikke kan. For sin lille størrelse har dens kerne også mange protoner, og hvor fluoren er, vil der være et dipol-øjeblik.

-Metallisk karakter

Hvis et element har en atomradius sammenlignet med det i den samme periode, og heller ikke er meget elektronegativt, er det et metal og har en høj metallisk karakter.

Hvis vi vender tilbage til hovedbilledet, svarer de rødlige og grønlige sfærer, ligesom de grålige, til metalliske elementer. Metaller har unikke egenskaber, og herfra begynder de periodiske egenskaber at flette sammen med de fysiske og makroskopiske egenskaber.

Elementerne med høj metallisk karakter er kendetegnet ved deres relativt store atomer, let at miste elektroner, da kernerne næppe kan tiltrække dem til dem.

Som et resultat oxideres eller tabes de let elektroner til dannelse af kationer, M ⁺; dette betyder ikke, at alle kationer er metalliske.

trend

På dette tidspunkt kan du forudsige, hvordan den metalliske karakter varierer i den periodiske tabel. Hvis det vides, at metaller har store metalliske radier, og at de også er få elektronegative, må det forventes, at de tyngste elementer (de nederste perioder) er de mest metalliske; og de letteste elementer (de øvre perioder), de mindst metalliske.

Også den metalliske karakter falder, jo mere elektronegativt elementet bliver. Dette betyder, at de gennem de perioder og grupper til højre for det periodiske system i deres øvre perioder finder de mindre metalliske elementer.

Derfor øges den metalliske karakter faldende gennem en gruppe og falder fra venstre mod højre i samme periode. Blandt de metalliske elementer har vi: Na (natrium), Li (lithium), Mg (magnesium), Ba (barium), Ag (sølv), Au (guld), Po (polonium), Pb (bly), Cd (cadmium), Al (aluminium) osv.

-Ioniseringsenergi

Hvis et atom har en stor atomradius, kan det forventes, at dens kerne ikke vil indeholde elektroner i de yderste skaller fanget med betydelig kraft. Derfor kræver det ikke meget energi at fjerne dem fra atomet i gasfasen (individualiseret); dvs. ioniseringsenergien, EI, der er nødvendig for at fjerne et elektron fra dem.

EI svarer også til at sige, at det er energien, der skal tilføres for at overvinde den attraktive kraft i kernen i et atom eller en gasion på dets yderste elektron. Jo mindre atom og jo mere elektronegativ, desto lavere er EI; dette er din tendens.

Følgende ligning illustrerer et eksempel:

Na (g) => Na ⁺ (g) + e ^-

Den nødvendige EI for at opnå dette er ikke så stor i forhold til den anden ionisering:

Na ⁺ (g) => Na2 ⁺ (g) + e ^-

Da i Na ^{+ er} positive ladninger dominerende, og ion er mindre end det neutrale atom. Følgelig tiltrækker Na ⁺ -kernen elektroner med en meget større kraft, hvilket kræver en meget større EI.

-Elektronisk affinitet

Og endelig er der den periodiske egenskab ved elektronisk affinitet. Dette er den energiske tendens hos atomet fra et element i gasfasen til at acceptere et elektron. Hvis atomet er lille og har en kerne med en stor attraktiv kraft, vil det være let for det at acceptere elektronet og danne en stabil anion.

Jo mere stabil anionen er med hensyn til dens neutrale atom, jo ​​større er dens elektronaffinitet. Imidlertid kommer frastødninger mellem elektronerne i sig selv også i spil.

Nitrogen har for eksempel en højere elektronaffinitet end ilt. Dette skyldes, at dens tre 2p-elektroner er parrede og afviser hinanden og den indkommende elektron mindre; mens der er ilt, er der et par parrede elektroner, der udøver større elektronisk frastødelse; og i fluor er der to par.

Det er af denne grund, at tendensen i elektroniske affiniteter siges at normalisere sig fra den tredje periode i den periodiske tabel.

Referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
3. Professor Ortega Graciela M. (1. april 2014). Periodiske egenskaber for elementerne. Farve abc. Gendannes fra: abc.com.py
4. Kemi LibreTexts. (7. juni 2017). Periodiske egenskaber for elementerne. Gendannes fra: chem.libretexts.org
5. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (2. januar, 2019). Elementernes periodiske egenskaber. Gendannes fra: thoughtco.com
6. Toppr. (Sf). Periodiske egenskaber ved elementer. Gendannes fra: toppr.com /
7. Periodiske egenskaber ved elementerne: En rejse over bordet er en rejse gennem kemi.. Gendannes fra: cod.edu