12. Изменение по группам и по периодам основных характеристик атомов (размер атомов, потенциал ионизации, энергия сродства к электрону) и электроотрицательости элемента.

Поскольку электронная конфигурация атомов химических элементов изменяется периодически с ростом зарядов их ядер, все свойства, определяемые электронным строением, закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. Условно форму атома или иона считают шарообразной, поэтому количественной характеристикой их размера служит радиус. У элементов, находящихся в одной группе, при переходе сверху вниз от одного элемента к другому увеличивается число электронных слоёв и, следовательно, увеличиваются радиусы как атомов, так и ионов. В периодах периодической системы по мере увеличения зарядов ядер атомов увеличивается притяжение к ним электронов, нахдящихся на одном и том же электроном слое, что и приводит к уменьшению радиусо атомов. Проявление металлических или неметаллических свойств атомами данного элемента связано, прежде всего, с их способностью терять или преобретать электроны. Эта способность количественно характеризуется энергией ионизации атома и его сродством к электрону. Энергия ионизации атома E_ион — это минимальная энергия, необходимая для отрыва от атома Э наиболее слабо связанного с ним электрона: Э+ E_ион=Э⁺+е^-. (кДж/моль). Наименьшей энергией ионизации характеризуются щелочные металлы, наибольшей — атомы элементов VIIIA-группы. Следовательно, в периоде энергия ионизации увеличивается с ростом атомных номеров, поскольку увеличиваются заряды ядер и уменьшаются радиусы атомов. В группах А энергия ионизации уменьшается сверху вниз, так как увеличивается расстояние между электронами внешнего слоя и ядром атома. При отдаче электрона атом превращается в положительно заряженный ион, следовательно, энергия ионизации характеризует проявление металличности у атомов тех или иных элементов. Для неметаллов наоборот, характерна способность их атомов рисоединять электроны. Количественной характеристикой такой способности является сродство к электрону E_ср. Сродство к электрону — это энергия, которая выделяется при присоединении электрона к нейстральному атому: Э+e^-=Э^-+ E_ср. (кДж/моль)Чем больше сродство к электрону, тем легче атом присоелиняет электрон и тем сильнее проявляются его неметаллические свойства. Присоединяя к себе электроны, нейтральный атом превращается в отрицательно заряженный ион. Наибольшее сродство к электрону проявляют атомы VIIIA-группы. У большинства металлов и благородных газов (VIII-группа) сродство к электрону невелико или отрицательно, поэтому они не образуют отрицательно заряженных ионов. В периодах сродство к электрону увеличивается слева направо, а в групе — уменьшается сверху вниз. Это свидетельствует об усилении металлических свойств атомов этих элементов по мере приближения к концу периода и об ослаблении этих свойств в группе. Комплектной характеристикой атома, учитывающей его способность как присоединять, так и отдавать электроны, является электроотрицательость элемента (χ — хи). Итак, электроотрицательость элемента — это условная величина, характеризующая способность его атомов в химических соединениях притягивать к себе электроны от атомов-партнёров. Величина электроотрицательости зависит от энергии ионизации и от сродства к электрону и упрощённо может рассматриваться как полусумма этих двух характеристик. χ=1/2(Е_ион+Е_ср). Для практической оценки этой способности атомов введена условная шкала электроотрицательостей. По этой шкале наиболее электроотрицательным среди элементов, способных образовывать соединения, является фтор, а наименее франций. У элементов А-групп в периоде с ростом атомного номера элемента электроотрицательность возрастает, а в группе, как правило убывает. Все неметаллы обычно имеют знаечение электроотрицательности больше двух. Они располагаются в правой верхней части переодической таблицы. У металлов значение электроотрицательности меньше двух. Несколько элементов (B, Si, Ge, As, Te) со значением электрооотрицательности, близким к двум, располагаются вдоль диагонали от бора к астату. Атомы этих элиментов проявляют промежуточные свойства, поэтому их часто называют полуметаллами. В периоде при переходе от одого элемента к другому происходит увеличение высшей степени окисления и уменьшение низшей степени окисления. Периоды начинаются щелочныи металлами, которые образуют растворимые в воде основные оксиды и гидроксиды. При переходе от одного элемента к другому наблюдается ослабление основных и усиление кислотных свойств высших оксидов и гидроксидов. Элементы, расположенные в одной группе, имеют одинаковое строение внешних электронных оболочек атомов и поэтому проявляют сходные химические свойства. Т. о. При последовательном увеличении зарядов атомных ядер периодически повторяется конфигурация внешних электронных оболочек и, как следствие, периодически повторяются химические свойства атомов элементов. В этом заключается физический смысл переодического закона.