- •Основные понятия и законы химии Материя и движение
- •Закон сохранения массы и энергии
- •Атомно-молекулярное учение
- •Масса атомов и молекул
- •Количество вещества. Моль.
- •Стехиометрические законы химии
- •Закон Авогадро
- •Химические системы
- •Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И. Менделеева
- •Строение вещества Строение атома
- •Состояние электрона в атоме
- •Строение многоэлектронных атомов
- •Периодическая система элементов и электронная структура атомов
- •Периодичность свойств атомов
- •Физические состояния веществ
- •Газовое состояние вещества
- •Плазменное состояние вещества
- •Жидкое состояние вещества
- •Твердые вещества
- •Типы кристаллов и свойства веществ
- •Понятие о зонной теории кристаллов
Периодичность свойств атомов
В связи с периодическим изменением электронного строения периодически меняются и свойства атомов.
1. Размер атома не может быть точно определен из-за вероятностного характера нахождения электронов на электронных оболочках. Кроме того, в веществах (за исключением инертных газов) нет атомов как таковых. Молекулы или кристаллы состоят из ядер атомов, связанных электронами, находящимися на орбиталях, охватывающих всю молекулу или весь кристалл.
Величина радиуса атома рассчитывается по межъядерным расстояниям в молекулах или кристаллах. Чем больше атомный радиус, тем слабее удерживаются внешние электроны.
В периодах слева направо атомные радиусы элементов уменьшаются, поскольку с ростом заряда ядра сила притяжения электронов растет. В группах (подгруппах) сверху вниз радиусы увеличиваются из-за увеличения числа электронных слоев.
2. Энергия ионизации атома I - это энергия, необходимая для отрыва электрона от атома, находящегося в основном состоянии (т.е. энергия, которую надо затратить, чтобы превратить атом в положительно заряженный ион). I выражается в эВ при расчете на 1 атом или в кДж при расчете на 1 моль атомов.
Энергия ионизации характеризует восстановительную способность элемента, т.е. способность к отдаче электронов, металлические свойства. Металлические свойства обусловлены подвижностью электронов: отдача электронов при химическом взаимодействии, хорошие электро- и теплопроводность. Чем меньше I, тем более типичные металлические свойства проявляет элемент.
В периодах слева направо с увеличением силы притяжения электронов ядрами энергии ионизации атомов возрастают, способность к отдаче электронов уменьшается, восстановительные свойства элементов уменьшаются, усиливаются неметаллические свойства.
В главных подгруппах сверху вниз энергии ионизации уменьшаются из-за увеличения радиуса атомов и уменьшения силы притяжения внешних электронов ядром, усиливаются восстановительные, металлические свойства элементов.
3. Сродство к электрону Еср- это энергия, выделяющаяся при присоединении электрона к атому (при образовании отрицательно заряженного иона). Выражается также в эВ или кДж.
Сродство к электрону характеризует окислительную способность элемента, т.е. способность к присоединению электрона, неметаллические свойства. Чем больше Еср, тем более типичные неметаллические свойства проявляет элемент. Наибольшие значения Еср имеют галогены, кислород, сера.
4. Электроотрицательность ЭО - это энергетическая характеристика способности атомов в химических соединениях притягивать к себе электроны. Она может быть рассчитана как сумма I + Еср, но обычно пользуются относительной шкалой Полинга, в которой за единицу принимается электроотрицательность лития (существуют и другие шкалы, поскольку используются разные методы определения относительной ЭО).
В периодах слева направо ЭО элементов увеличивается, в главных подгруппах сверху вниз уменьшается. Наименьшие значения ЭО - у щелочных металлов, наибольшие - у галогенов и кислорода. У инертных газов ЭО отсутствует, т.к. в их атомах внешний электронный уровень завершен и очень устойчив..
При химическом взаимодействии электроны смещаются от атома с меньшей ЭО к атому с большей ЭО.