Periodické vlastnosti prvků

Periodická tabulka uspořádává prvky podle periodických vlastností, které se opakovaně vyvíjejí ve fyzikálních a chemických vlastnostech. Tyto trendy lze předvídat pouze zkoumáním periodická tabulka a lze je vysvětlit a porozumět analýzou elektronových konfigurací prvků. Prvky mají tendenci získávat nebo ztrácet valenční elektrony k dosažení stabilní formace oktetu. Stabilní oktety jsou vidět v inertních plynech nebo ušlechtilých plynech skupiny VIII periodické tabulky. Kromě této činnosti existují další dva důležité trendy. Nejprve jsou elektrony přidávány po jednom a pohybují se zleva doprava po určité době. Když se to stane, elektrony nejvzdálenějšího obalu zažívají stále silnější jadernou přitažlivost, takže se elektrony přiblíží k jádru a pevněji na něj navázají. Za druhé, nejkrajnější elektrony se pohybují po sloupci v periodické tabulce méně pevně vázané na jádro. To se děje proto, že počet naplněných základních energetických hladin (které chrání nejvzdálenější elektrony před přitažlivostí k jádru) se zvyšuje v rámci každé skupiny směrem dolů. Tyto trendy vysvětlují periodicitu pozorovanou v elementárních vlastnostech atomového poloměru, ionizační energie, elektronové afinity a

Atomový poloměr prvku je polovina vzdálenosti mezi středy dvou atomů tohoto prvku, které se navzájem dotýkají. Obecně platí, že atomový poloměr klesá v období zleva doprava a zvyšuje se v dané skupině. Atomy s největšími atomovými poloměry jsou umístěny ve skupině I a na konci skupin.

Pohybem zleva doprava přes období jsou elektrony přidávány po jednom do vnějšího energetického obalu. Elektrony uvnitř obalu se nemohou navzájem chránit před přitažlivostí k protonům. Protože počet protonů také roste, efektivní jaderný náboj se v průběhu času zvyšuje. To způsobí, že se atomový poloměr sníží.

Přesunutí skupiny v periodická tabulka, počet elektronů a vyplněných nábojů elektronů se zvyšuje, ale počet valenčních elektronů zůstává stejný. Nejvzdálenější elektrony ve skupině jsou vystaveny stejnému efektivnímu jadernému náboji, ale elektrony se nacházejí dále od jádra, jak se zvyšuje počet naplněných energetických nábojů. Proto se atomové poloměry zvyšují.

Ionizační energie nebo ionizační potenciál je energie potřebná k úplnému odstranění elektronu z plynného atomu nebo iontu. Čím blíže a pevněji je elektron vázán k jádru, tím obtížnější bude jeho odstranění a čím vyšší bude jeho ionizační energie. První ionizační energie je energie potřebná k odstranění jednoho elektronu z mateřského atomu. Druhý ionizační energie je energie potřebná k odstranění druhého valenčního elektronu z univalentního iontu za účelem vytvoření divalentního iontu atd. Postupné ionizační energie se zvyšují. Druhá ionizační energie je vždy větší než první ionizační energie. Ionizační energie se zvyšují pohybem zleva doprava po určité době (klesající atomový poloměr). Ionizační energie se snižuje pohybem dolů po skupině (zvyšující se atomový poloměr). Prvky skupiny I mají nízkou ionizační energii, protože ztráta elektronu vytváří stabilní oktet.

Elektronová afinita odráží schopnost atomu přijmout elektron. Je to změna energie, ke které dochází, když je elektron přidán do plynného atomu. Atomy se silnějším účinným nukleárním nábojem mají větší afinitu k elektronům. O periodicitě elektronů určitých skupin v periodické tabulce lze provést několik zobecnění. Elementy skupiny IIA, alkalické zeminy, mají nízké hodnoty afinity elektronů. Tyto prvky jsou relativně stabilní, protože se naplnily s subshells. Prvky skupiny VIIA, halogeny, mají vysokou afinitu k elektronům, protože přidání elektronu k atomu má za následek zcela vyplněnou skořepinu. Prvky skupiny VIII, vzácné plyny, mají elektronové afinity blízké nule, protože každý atom má stabilní oktet a elektron snadno nepřijme. Prvky jiných skupin mají nízkou afinitu k elektronům.

V období bude mít halogen nejvyšší afinitu k elektronům, zatímco ušlechtilý plyn bude mít nejnižší afinitu k elektronům. Elektronová afinita se snižuje pohybem dolů po skupině, protože nový elektron by byl dále od jádra velkého atomu.

Elektronegativita je míra přitahování atomu pro elektrony v chemické vazbě. Čím vyšší je elektronová aktivita atomu, tím větší je jeho přitažlivost pro lepení elektronů. Elektronegativita souvisí s ionizační energií. Elektrony s nízkou ionizační energií mají nízkou elektronegativitu, protože jejich jádra nevyvíjejí silnou přitažlivou sílu na elektrony. Prvky s vysokou ionizační energií mají vysokou elektronegativitu v důsledku silného tahu, který na elektrony působí jádro. Ve skupině klesá elektronegativita se zvyšujícím se atomovým číslem v důsledku zvýšené vzdálenosti mezi valenčním elektronem a jádrem (větší atomový poloměr). Příkladem elektropozitivního (tj. Nízkého elektronegativity) prvku je cesium; příklad vysoce elektronegativní prvek je fluor.

Pohyb vlevo → vpravo

• Atomový poloměr se snižuje
• Zvyšuje se ionizační energie
• Elektronická afinita obecně roste (až na Blízkost nula)
• Zvyšuje se elektronová aktivita

Pohybující se nahoru → dole

• Atomový poloměr se zvyšuje
• Ionizační energie se snižuje
• Elektronická afinita obecně snižuje pohyb po skupině
• Snižuje se elektronová aktivita