PERIODICKÉ VLASTNOSTI PRVKŮ A JEJICH VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Tyto periodické vlastnosti prvků jsou ty, které definují jejich fyzikální a chemické chování při atomovém pohledu, a jehož veličin, kromě atomového čísla, umožňují klasifikace atomů.

Ze všech vlastností jsou charakterizovány, jak již název napovídá, za to, že jsou periodické; to znamená, že je-li studována periodická tabulka, bude možné potvrdit, že její velikost se řídí trendem, který se shoduje a opakuje s uspořádáním prvků v periodě (řádky) a skupiny (sloupce).

Vnitřní periodicita části prvků periodické tabulky. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Například, pokud je perioda překročena a periodická vlastnost klesá s velikostí u každého prvku, totéž se stane ve všech periodách. Na druhé straně, pokud klesá jedna skupina nebo sloupec zvyšuje jeho velikost, lze očekávat, že se to stane i pro ostatní skupiny.

A tak se její variace opakují a ukazují jednoduchou tendenci, která souhlasí s uspořádáním prvků podle jejich atomových čísel. Tyto vlastnosti jsou přímo odpovědné za kovový nebo nekovový charakter prvků, jakož i za jejich reaktivitu, což jim pomohlo klasifikovat je do větší hloubky.

Pokud by na okamžik nebyla identita prvků neznámá a byly považovány za podivné „koule“, mohla by být periodická tabulka (se spoustou práce) přestavěna pomocí těchto vlastností.

Tímto způsobem by předpokládané koule získaly barvy, které by jim umožnily odlišit se od sebe ve skupinách (horní obrázek). Znají-li své elektronické vlastnosti, mohou být organizovány do období a skupiny odhalí ty, které mají stejný počet valenčních elektronů.

Učení a uvažování o periodických vlastnostech je stejné jako poznání, proč prvky reagují tak či onak; je vědět, proč jsou kovové prvky v určitých oblastech stolu a nekovové prvky v jiném.

Jaké jsou periodické vlastnosti a jejich vlastnosti

-Atomické rádio

Při pozorování sfér v obraze je první věcí, kterou si lze všimnout, že nejsou všechny stejně velké. Některé jsou objemnější než jiné. Pokud se podíváte blíže, zjistíte, že se tyto velikosti liší podle vzoru: v jednom období klesá zleva doprava a ve skupině se zvyšuje shora dolů.

Výše uvedené lze také říci tímto způsobem: atomový poloměr klesá směrem ke skupinám nebo sloupcům napravo a zvyšuje se v nižších periodách nebo řadách. Z tohoto důvodu je atomový poloměr první periodickou vlastností, protože jeho variace sledují vzorec uvnitř prvků.

Jaderný náboj vs elektrony

Co je příčinou tohoto vzorce? V období zaujímají elektrony atomu stejnou energetickou hladinu, která souvisí se vzdáleností, která je odděluje od jádra. Když se přesuneme z jedné skupiny do druhé (což je stejné jako procházení obdobím doprava), jádro přidá jak elektrony, tak protony v rámci stejné energetické úrovně.

Elektrony proto nemohou obsadit další vzdálenosti od jádra, což zvyšuje jeho kladný náboj, protože má více protonů. V důsledku toho elektrony zažívají větší přitažlivost k jádru a přitahují je stále více, jak se zvyšuje počet protonů.

Proto prvky na pravé straně periodické tabulky (žluté a tyrkysové sloupce) mají nejmenší atomové poloměry.

Na druhé straně, když „skočíte“ z jednoho období do druhého (což je stejné, jako když říkáte, že sestoupíte skrz skupinu), nové energetické úrovně umožnily elektronům zabírat vzdálenější prostory od jádra. Být dále pryč, jádro (s více protony) přitahuje je s menší silou; a atomové poloměry se tedy zvyšují.

Iontové poloměry

Iontové poloměry následují podobný vzorec jako atomové poloměry; Tyto však nezávisí tolik na jádru, ale na tom, kolik nebo méně elektronů má atom vzhledem k jeho neutrálnímu stavu.

Kationty (Na ⁺, Ca ²⁺, Al ³⁺, Be ²⁺, Fe ³⁺) vykazují kladný náboj, protože ztratily jeden nebo více elektronů, a proto je jádro přitahuje větší silou, protože existuje méně odpuzování. mezi nimi. Výsledek: kationty jsou menší než atomy, z nichž jsou odvozeny.

A naopak, pro anionty (O ^2-, F ^-, S ^2-, I ^-) vykazují záporný náboj, protože mají nad jeden nebo více elektronů, což zvyšuje jejich odpuzování nad sebou nad přitažlivost vyvíjenou jádrem. Výsledek: anionty jsou větší než atomy, ze kterých jsou odvozeny (obrázek níže).

Variace iontových poloměrů vzhledem k neutrálnímu atomu. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Je vidět, že 2-anion je největší ze všech a kation 2+ je nejmenší. Poloměry se zvyšují, když je atom záporně nabitý, a smršťuje se, když je kladně nabitý.

-Elektronegativita

Když prvky mají malé atomové poloměry, přitahují jejich elektrony velmi silně, ale také elektrony ze sousedních atomů, když vytvářejí chemickou vazbu. Tato tendence přitahovat elektrony z jiných atomů uvnitř sloučeniny je známá jako elektronegativita.

To, že atom je malý, neznamená, že bude více elektronegativní. Pokud ano, prvky elektronů hélium a vodík by byly nejvíce elektronegativní atomy. Hélium, jak věda ukázala, netvoří kovalentní pouto jakéhokoli druhu; a vodík má v jádru pouze jeden proton.

Když jsou atomové poloměry velké, jádra nejsou dostatečně silná, aby přitahovala elektrony z jiných atomů; proto nejvíce elektronegativní prvky jsou ty s malým atomovým poloměrem a větším počtem protonů.

Opět platí, že ty, které dokonale splňují tyto vlastnosti, jsou nekovové prvky p-bloku periodické tabulky; Jedná se o ty, které patří do skupiny 16 nebo kyslíku (O, S, Se, Te, Po) a skupiny 17 nebo fluoru (F, Cl, Br, I, At).

Trend

Podle všeho, co bylo řečeno, jsou nejvíce elektronegativní prvky umístěny zejména v pravém horním rohu periodické tabulky; mít fluor jako prvek, který stojí na seznamu těch nejelegantnějších.

Proč? Aniž by se uchýlil k měřítkům elektronegativity (Pauling, Mulliken atd.), Ačkoli fluor je větší než neon (ušlechtilý plyn své doby), první může tvořit pouta, zatímco druhý nemůže. Také pro svou malou velikost má jádro mnoho protonů a tam, kde je fluor, bude dipólový okamžik.

-Kovový charakter

Pokud má prvek atomový poloměr ve srovnání s poloměrem ve stejné periodě a není také příliš elektronegativní, jedná se o kov a má vysoký kovový charakter.

Vrátíme-li se k hlavnímu obrazu, načervenalé a nazelenalé koule, stejně jako šedivé, odpovídají kovovým prvkům. Kovy mají jedinečné vlastnosti a odtud se periodické vlastnosti začnou prolínat s fyzikálními a makroskopickými vlastnostmi hmoty.

Prvky s vysokým kovovým charakterem jsou charakterizovány svými relativně velkými atomy, snadno ztracitelnými elektrony, protože je k nim těžko přitahují jádra.

Výsledkem je, že se snadno oxidují nebo ztratí elektrony za vzniku kationtů, M ⁺; to neznamená, že všechny kationty jsou kovové.

Trend

V tomto bodě můžete předpovídat, jak se kovový charakter mění v periodické tabulce. Je-li známo, že kovy mají velké kovové poloměry a že jsou také málo elektronegativní, je třeba očekávat, že nejtěžší prvky (nižší periody) jsou nejvíce kovovými; a nejlehčí prvky (horní periody), nejméně kovové.

Kovový charakter se také snižuje, čím více se prvek stává elektronegativnějším. To znamená, že prochází periodami a skupinami napravo od periodické tabulky, v jejich horních periodách najdou méně kovové prvky.

Proto se kovový charakter zvyšuje sestupně skrz skupinu a ve stejném období klesá zleva doprava. Mezi kovové prvky máme: Na (sodík), Li (lithium), Mg (hořčík), Ba (baryum), Ag (stříbro), Au (zlato), Po (polonium), Pb (olovo), Cd (kadmium), Al (hliník) atd.

-Ionizační energie

Pokud má atom velký atomový poloměr, lze očekávat, že jeho jádro nebude držet elektrony v nejvzdálenějších skořápkách zachycených se značnou silou. V důsledku toho jejich odstranění z atomu v plynné fázi (individualizované) nebude vyžadovat mnoho energie; to znamená, ionizační energie, EI, nezbytná k odstranění elektronu z nich.

EI je také rovnocenné s tím, že je to energie, která musí být dodána k překonání atraktivní síly jádra atomu nebo plynného iontu na jeho nejvzdálenějším elektronu. Čím menší je atom a čím více elektronegativní, tím nižší je jeho EI; to je tvůj trend.

Následující rovnice ilustruje příklad:

Na (g) => Na ⁺ (g) + e ^-

EI potřebný k dosažení tohoto není ve srovnání s druhou ionizací tak velký:

Na ⁺ (g) => Na ²⁺ (g) + e ^-

Protože v Na ⁺ převládají pozitivní náboje a ion je menší než neutrální atom. V důsledku toho jádro Na ⁺ přitahuje elektrony s mnohem větší silou, což vyžaduje mnohem větší EI.

-Elektronická příbuznost

A konečně existuje periodická vlastnost elektronické afinity. Toto je energetická tendence atomu prvku v plynné fázi přijímat elektron. Pokud je atom malý a má jádro s velkou přitažlivou silou, bude pro něj snadné přijmout elektron a vytvoří stabilní anion.

Čím stabilnější je anion s ohledem na jeho neutrální atom, tím větší je jeho afinita k elektronům. Hraje se však také odrazy mezi samotnými elektrony.

Například dusík má vyšší afinitu k elektronům než kyslík. Je to proto, že jeho tři 2p elektrony jsou nespárované a navzájem se odpuzují a méně přichází elektron; zatímco v kyslíku, tam je pár spárovaných elektronů, které vykonávají větší elektronický odpor; a ve fluoru jsou dva páry.

Z tohoto důvodu se říká, že trend v elektronických afinitách se normalizuje od třetího období periodické tabulky.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. ed.). CENGAGE Učení.
3. Ortega Graciela M. (1. dubna 2014). Periodické vlastnosti prvků. Barva abc. Obnoveno z: abc.com.py
4. Chemie LibreTexts. (7. června 2017). Periodické vlastnosti prvků. Obnoveno z: chem.libretexts.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. ledna 2019). Periodické vlastnosti prvků. Obnoveno z: thinkco.com
6. Toppr. (sf). Periodické vlastnosti prvků. Obnoveno z: toppr.com /
7. Periodické vlastnosti prvků: Cesta přes stůl je cesta chemií.. Obnoveno z: cod.edu