АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Свойства элементов и периодическая система

Читайте также:
  1. B. группа: веществ с общими токсическими и физико-химическими свойствами.
  2. B. метода разделения смеси веществ, основанный на различных дистрибутивных свойствах различных веществ между двумя фазами — твердой и газовой
  3. E согласно механизму сотрудничества с системами фермента.
  4. I. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ И ВОДЯНОГО ПАРА
  5. II. Богословская система
  6. III. Лексика как система (8 часов)
  7. O добавление новых элементов, согласующихся с существующими
  8. Q.3. Магнитные свойства кристаллов.
  9. Rego Elementum (Путь Элементов)
  10. SCADA как система диспетчерского управления
  11. SCADA система Citect
  12. SCADA-система: назначение и функции

Так как электронное строение элементов изменяется периодически, то соответственно периодически изменяются и свойства элементов, определяемые их электронным строением, такие как размеры атомов, энергия ионизации, окислительно-восстановительные и другие свойства.

Атомные радиусы. Важнейшей характеристикой атома является его размер, однако вследствие вероятностного характера нахождения электронов на энергетических уровнях и подуровнях и волновой природы их движения размеры атома не могут быть точно определены. В качестве радиуса атома принимается эффективный радиус, т.е. расстояние от ядра атома до области максимальной плотности внешней электронной орбитали.

Атомные радиусы изменяются периодически по мере увеличения заряда ядра (табл. 4).

Таблица 4

Атомные радиусы некоторых элементов

 

Атом r, нм   Атом r, нм   Атом r, нм
H 0,046   Cl 0,121   Ne 0,160
Li 0,155   Br 0,150   Mg 0,160
Na 0,189   I 0,165   Al 0,143
K 0,236   Be 0,113   Si 0,134
Rb 0,248   C 0,077   P 0,130
Cs 0,268   N 0,071   S 0,125
F 0,064   O 0,066   Ar 0,192

 

В периодах для элементов главных подгрупп металлические свойства уменьшаются, а неметаллические свойства увеличиваются с возрастанием порядкового номера элемента, так как радиусы атомов в этом направлении уменьшаются. Уменьшается расстояние электронов от ядра, возрастает сила взаимодействия между ядром атома и электронами.

Чем выше заряд атома, тем больше уровней энергии, на которых расположены электроны, тем больше расстояние электронов внешнего уровня от ядра, меньше их притяжение к ядру, легче происходит отдача электронов, сильнее выражены металлические свойства элемента.

В главных подгруппах металлические свойства элементов увеличиваются, а неметаллические свойства уменьшаются с возрастанием порядкового номера элемента.

В качестве меры металлического и неметаллического характера элементов можно принять энергию ионизации их атомов.

Энергия ионизации (I) - это энергия, которую нужно затратить для отрыва электрона от невозбужденного атомаО) для превращения его в положительно заряженный ион+):

ЭО+ I = Э+ + .

Энергию ионизации выражают либо в килоджоулях на моль (кДж/моль), либо в электронвольтах (эВ).

Для многоэлектронных атомов энергия ионизации I1, I2, I3,...In соответствует отрыву 1- го, 2 - го и т.д. электронов. При этом I1< I2< I3...< In, так как увеличение числа оторванных электронов приводит к возрастанию положительного заряда образующегося иона.

Энергия ионизации характеризует восстановительную способность элемента: чем она меньше, тем легче оторвать электрон от атома, т.е. тем сильнее выражены металлические свойства.

Обычно металлы обладают относительно низкой энергией ионизации (496 кДж/моль для Na, 503 кДж/моль для Ba), а неметаллы – высокой энергией ионизации (1680 кДж/моль для F, 1401кДж/моль для N). Атомам элементов, проявляющих амфотерные свойства (Be, Al, Ge, Sb), отвечают промежуточные значения энергии ионизации, а благородным газам – наивысшие значения (2080 кДж/моль для Ne, 2372 кДж/моль для He).

В пределах группы (А подгруппы) периодической системы энергия ионизации атомов уменьшается по мере возрастания расстояния электрона от ядра и увеличения размера атомов, т.е. металлические свойства усиливаются с возрастанием порядкового номера элемента.

В периодах слева направо энергия ионизации увеличивается с увеличением заряда ядра атома и с уменьшением их радиусов, т.е. металлические свойства в пределах периода слева направо ослабевают.

У d – элементов энергия ионизации сравнительно мало изменяется при переходе от одного элемента к другому.

Сродство к электрону. Неметаллы характеризуются способностью присоединять электроны с образованием отрицательных ионов, выделяющаяся при этом энергия называется сродством к электрону (F):

Э°+ = Э - + F.

 

У неметаллов тем больше энергия сродства к электрону, чем ближе элемент находится к концу периода, т.е. неметаллические свойства в пределах периода увеличиваются с возрастанием порядкового номера элемента.

Для элементов главных подгрупп сверху вниз энергия сродства к электрону уменьшается и неметаллические свойства соответственно ослабевают.

Электроотрицательность. Так как атомы многих элементов могут и отдавать, и принимать электроны, то их химические свойства определяются полусуммой энергии сродства к электрону и энергии ионизации. Эта величина называется электроотрицательностью (ЭО):

ЭО = ½ (I + F).

ЭО позволяет оценить способность атома данного элемента оттягивать на себя электронную плотность по сравнению с другими атомами, входящими в состав данного соединения.

Электроотрицательность элементов увеличивается в пределах периодов слева направо и уменьшается в пределах главных подгрупп сверху вниз.

Таким образом, самыми электроотрицательными элементами в ПС являются типичные неметаллы (элементы VII A подгруппы). Часто для удобства пользуются величиной относительной электроотрицательности (ОЭО). Значения ОЭО элементов главных подгрупп периодической системы приведены в табл. 5.

 

Таблица 5

Относительная электроотрицательность атомов

 

Н            
2,1            
Li Be В С N О F
0,98 1,5 2,0 2,5 3,07 3,5 4,0
Na Mg Al Si P S CI
0,93 1,2 1,6 1,9 2,2 2,6 3,0
К Ca Ga Ge As 2,1 Se Br
0,91 1,04 1,8 2,0 2,5 2,8
Rb Sr In Sn Sb Те J
0,89 0,99 1,5 1,7 1,8 2,1 2,6

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Исходя из строения атомов, объясните, как и почему изменяются химические свойства элементов 4 – го периода. Приведите примеры электронных формул s -, p – и d – элементов этого периода.

2. Приведите схемы распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням для атомов хлора и марганца, а также ионов Cl- и Mn2+.

3. Приведите электронные формулы, охарактеризуйте химические свойства, определите, какую высшую валентность и почему могут проявлять элементы с порядковыми номерами 25 и 53.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)