Как изменяется свойства химических элементов в периодах


Периодичность свойств химических элементов.

Поскольку электронная конфигурация атомов химических элементов изменяется периодически, то соответственно периодически изменяются и свойства элементов, определяемые их электронным строением. К таким свойствам относятся: атомные и ионные радиусы (r), энергия ионизации (Еи ) или ионизационный потенциал (I), сродство к электрону (СЭ), электроотрицательность (ЭО).

Химическая активность элемента определяется его способностью терять или приобретать электроны. Количественно это оценивается с помощью энергии ионизации атома и его сродства к электрону.

Первая энергия ионизации - энергия, необходимая для отрыва одного моля наиболее слабо связанных электронов от одного моля невозбужденных атомов какого-либо элемента для процесса Э = Э + +

Энергия ионизации характеризует восстановительную способность элемента. Чем она меньше, тем легче удаляется электрон, тем сильнее восстановительные способности элемента. Энергия ионизации возрастает по периоду.

В одной и той же группе энергия ионизации несколько уменьшается с увеличением порядкового номера элемента, что обусловлено размером атомов и расстояния внешних подоболочек от ядра.

Сродство к электрону.Энергетический эффект присоединения моля электронов к молю нейтральных атомов называется сродством к электрону. Например:

Сродство к электрону СЭ количественно выражается в кДж/моль или электрон-Вольтах (эВ).

Наибольшее значение сродства к электрону имеют галогены, кислород, сера, наименьшее и даже отрицательные значения её – элементы с электронной конфигурацией s 2 ( He, Be, Mg, Zn), с полностью или наполовину заполненными p -подоболочками (Ne, Ar, Kr, N, P, As,).

ЭлектроотрицательностьЭО (χ) – условная величина, характеризующая способность атома в химическом соединении притягивать к себе электроны.

По Малликену электроотрицательность определяют как арифметическую сумму энергии ионизации и сродства к электрону, т.е. ЭО = (I + СЭ ).

За единицу электроотрицательности принята электроотрицательность лития (ЭО = 536,0 кДж/моль).

Для практической оценки этой способности атома введена условная относительная шкала электроотрицательностей (см. приложение 3). По такой шкале наиболее электроотрицательным элементом является фтор, а наименее электроотрицательным – франций. В периоде с ростом порядкового номера элемента электроотрицательность возрастает, а в группе – убывает.

ПРИМЕР 5. Вычислите относительную электроотрицательность брома, если энергия ионизации брома равна I = 1140,8 кДж/моль, а сродство брома к электрону равно СЭ = 3,54 эВ/атом.

Так как 1 эВ = 1,602 10 -19 Дж, то сродство брома к электрону равно СЭ = 3,54 1,602 10 -19 6,02 10 23 = 341,4 кДж/моль

ЭО = (I + СЭ) . значит электроотрицательность брома равна ЭО = 1140,8 + 341,4 = 1482,2 кДж/моль.

За единицу электроотрицательности принята электроотрицательность лития (ЭО = 536,0 кДж/моль), следовательно, относительная электроотрицательность брома равна 1482,2/536,0 = 2,8.

Все перечисленные параметры (атомные и ионные радиусы, энергия ионизации, ионизационный потенциал, сродство к электрону, электроотрицательность) являются периодической функцией заряда ядра. Для элементов главных подгрупп эти параметры изменяются по периоду слева направо в направлении уменьшения радиуса атома и увеличения ионизационного потенциала, сродства к электрону и электроотрицательности, т.е. уменьшения для элементов металлических и усиления неметаллических признаков. В пределах каждой подгруппы сверху вниз радиусы атомов увеличиваются и соответственно уменьшаются ионизационный потенциал, сродство к электрону и электроотрицательность, т.е. усиливаются металлические свойства простых веществ.

Изменение свойств элементов побочных подгрупп по периодам и группам имеет свои особенности. Заполнение d- и особенно f- подуровня экранирует внешний электронный слой от ядра, что приводит к сравнительно небольшому уменьшению радиуса атомов этих элементов и соответственно их свойства меняются не так резко по периоду, как свойства элементов главных подгрупп (см. приложение 4). Все они являются металлами и отрицательных степеней окисления не имеют.

© studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам



студопедия, школопедия, лекция, реферат, пособие, бесплатно, методичка:Периодичность свойств химических элементов. Поскольку электронная конфигурация атомов химических элементов изменяется периодически, то соответственно периодически изменяются и свойства элементов,

как изменяется свойства химических элементов в периодах