Elementernes periodiske egenskaber

Den periodiske tabel arrangerer elementerne efter periodiske egenskaber, som er tilbagevendende tendenser i fysiske og kemiske egenskaber. Disse tendenser kan kun forudsiges ved at undersøge periodiske system og kan forklares og forstås ved analyse af elektronkonfigurationer af elementerne. Elementer har en tendens til at vinde eller miste valenselektroner for at opnå stabil octetdannelse. Stabile octeter ses i de inerte gasser eller ædelgasser i gruppe VIII i det periodiske system. Ud over denne aktivitet er der to andre vigtige tendenser. Først tilføjes elektroner én ad gangen, der bevæger sig fra venstre til højre over en periode. Når dette sker, oplever elektronerne i den yderste skal stadig stærkere nukleare tiltrækning, så elektronerne bliver tættere på kernen og tættere bundet til den. For det andet, ved at bevæge sig ned ad en søjle i den periodiske tabel, bliver de yderste elektroner mindre tæt bundet til kernen. Dette sker, fordi antallet af fyldte primære energiniveauer (som afskærmer de yderste elektroner fra tiltrækning til kernen) stiger nedad i hver gruppe. Disse tendenser forklarer periodiciteten observeret i de elementære egenskaber ved atomradius, ioniseringsenergi, elektronaffinitet og

Atomradius for et element er halvdelen af ​​afstanden mellem centrene for to atomer i det element, der bare berører hinanden. Generelt falder atomradiusen over en periode fra venstre mod højre og stiger ned for en given gruppe. Atomer med de største atomradier er placeret i gruppe I og i bunden af ​​grupper.

Når man bevæger sig fra venstre mod højre over en periode, tilføjes elektroner én ad gangen til den ydre energikasse. Elektroner inden i en skal kan ikke afskærme hinanden fra tiltrækning til protoner. Da antallet af protoner også stiger, stiger den effektive atomafladning over en periode. Dette får atomradiusen til at falde.

Bevæger sig ned i en gruppe i periodiske systemantallet af elektroner og fyldte elektronskaller øges, men antallet af valenselektroner forbliver det samme. De yderste elektroner i en gruppe udsættes for den samme effektive atomladning, men elektroner findes længere væk fra kernen, efterhånden som antallet af fyldte energiskaller øges. Derfor stiger atomradierne.

Ioniseringsenergien eller ioniseringspotentialet er den energi, der kræves for at fjerne et elektron fra et luftformigt atom eller ion helt. Jo tættere og tættere bundet et elektron er kernen, jo vanskeligere vil det være at fjerne, og jo højere er dens ioniseringsenergi. Den første ioniseringsenergi er den energi, der kræves til at fjerne et elektron fra moderatomet. Sekundet ioniseringsenergi er den energi, der kræves for at fjerne et andet valenselektron fra den univalente ion for at danne den divalente ion, og så videre. Succesrige ioniseringsenergier øges. Den anden ioniseringsenergi er altid større end den første ioniseringsenergi. Ioniseringsenergier øger bevægelsen fra venstre mod højre over en periode (faldende atomradius). Ioniseringsenergi mindskes ved at bevæge sig ned ad en gruppe (stigende atomradius). Gruppe I-elementer har lave ioniseringsenergier, fordi tabet af et elektron danner en stabil oktet.

Elektronaffinitet afspejler et atoms evne til at acceptere et elektron. Det er energiforandringen, der sker, når et elektron tilføjes et gasformigt atom. Atomer med stærkere effektiv nuklear ladning har større elektronaffinitet. Nogle generaliseringer kan foretages om elektronaffiniteter fra bestemte grupper i den periodiske tabel. Elementerne i gruppe IIA, de alkaliske jordarter, har lave elektronaffinitetsværdier. Disse elementer er relativt stabile, fordi de er fyldt s subshells. Gruppe VIIA-elementer, halogenerne, har høje elektronaffiniteter, fordi tilsætning af et elektron til et atom resulterer i en fuldstændig fyldt skal. Gruppe VIII-elementer, ædelgasser, har elektronaffiniteter tæt på nul, da hvert atom har en stabil oktet og ikke vil acceptere et elektron let. Elementer fra andre grupper har lav elektronaffinitet.

I en periode har halogen den højeste elektronaffinitet, mens ædel gas vil have den laveste elektronaffinitet. Elektronaffinitet mindsker med at bevæge sig ned ad en gruppe, fordi en ny elektron ville være længere fra kernen i et stort atom.

Elektronegativitet er et mål for, at et atom tiltrækkes for elektronerne i en kemisk binding. Jo højere elektronegativitet af et atom er, des større er dens tiltrækningskraft til at binde elektroner. Elektronegativitet er relateret til ioniseringsenergi. Elektroner med lav ioniseringsenergi har lave elektronegativiteter, fordi deres kerner ikke udøver en stærk attraktiv kraft på elektroner. Elementer med høje ioniseringsenergier har høje elektronegativiteter på grund af det stærke træk, der udøves på elektroner af kernen. I en gruppe formindskes elektronegativiteten, når atomantalet stiger, som et resultat af den øgede afstand mellem valenselektronet og kernen (større atomradius). Et eksempel på et elektropositivt (dvs. lav elektronegativitet) element er cæsium; et eksempel på en meget elektronegativt element er fluor.

Flytning til venstre → Højre

• Atomradius falder
• Ioniseringsenergien øges
• Elektronaffinitet stiger generelt (undtagen Noble Gas Electron Affinity Near Zero)
• Elektronegativitet stiger

Flytning øverst → bund

• Atomradius øges
• Ionisering Energi falder
• Elektronaffinitet falder generelt ved at bevæge sig ned i en gruppe
• Elektronegativitet falder