7. Периодическая система элементов как форма отражения периодического закона

Периодический закон:

Свойства простых веществ и соединений, которые они образуют, находятся в периодической зависимости от величины атомного номера элемента.

Периодический закон позволил систематизировать свойства химических элементов и их соединений.

Элементы со сходной электронной конфигурацией внешних энергетических уровней обладают сходными химическими свойствами.

Период – последовательный ряд элементов расположенных в порядке возрастания заряда ядер их атомов, в котором электронная конфигурация меняется от ns1 до ns2np6.

Важнейшие свойства элементов:

• Радиусы

• Энергия ионизации

• Сродство к электрону

• Электоотрицательность

Атом не имеет строго определенных границ, его точные размеры определить не возможно. В химической практике чаще всего используют эффективные радиусы (рассчитаны экспериментально). На размер радиуса оказывают влияние структура вещества, характер связи, СО. Поэтому различают атомные (ковалентные и металлические) и ионные радиусы.

Металлический радиус – половина расстояния между ядрами соседних атомов Ме.

Ковалентный радиус – половина расстояния между атомами соседних атомов неМе.

Ионный радиус – характерный размер шарообразных ионов, применяемый для вычисления межатомных расстояний в ионных соединениях. Понятие "ионный радиус" основано на предположении, что размеры ионов не зависят от состава молекул, в которые они входят. На него влияет количество электронных оболочек и плотность упаковки атомов и ионов в кристаллической решётке.

8. Периодичность свойств химических элементов

Так как электронное строение элементов изменяется периодически, то соответственно периодически изменяются и свойства элементов, определяемые их электронным строением, такие, как атомный радиус, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность.

Атомный радиус. Атомы и ионы не имеют строго определенных границ вследствие волновой природы электронов. Поэтому введены два условных понятия атомных радиусов:

- эффективный;

- орбитальный.

Эффективный атомный радиус определяется экспериментально (из спектрографических данных) как ½ расстояния между центрами ядер двух соседних атомов в молекуле или кристалле.

Орбитальный атомный радиус – это расстояние от ядра атома до наиболее удаленного максимума электронной плотности.

В пределах каждой подгруппы элементов радиусы, как правило, увеличиваются при увеличении номера периода (или Z), так как возрастает число энергетических уровней.

В периоде атомные радиусы с ростом порядкового номера уменьшаются (от щелочного металла к инертному газу). Атом Na имеет радиус 1,8 ,Mg – 1,6 , Сl – 0,73 .Объяснить это можно тем, что с увеличением заряда ядра увеличивается сила кулоновского притяжения электронов к ядру, которая превалирует над силами взаимного отталкивания электронов.

Радиусы положительных ионов всегда меньше радиусов отриц ионов и наоборот.

Энергия ионизации – это минимальная энергия для удаления электрона от невозбужденного атома.

В периоде слева направо энергия ионизации возрастает и восстановительные свойства элементов убывают. Наименьшие значения энергии ионизации имеют щелочные элементы, находящиеся в начале периода, наибольшими значениями энергии ионизации характеризуются благородные газы, находящиеся в конце периода, что обусловлено возрастанием заряда ядра и уменьшением размеров атомов.

Сродство к электрону – называют энергию, выделяющуюся или поглощающуюся в процессе присоединения электрона к свободному атому в его основном состоянии с превращением его в отрицательный ион A-.

В периодах слева направо сродство к электрону и окислительные свойства элементов возрастают (исключение для N и P). В подгруппах сверху вниз сродство к электрону, как правило, уменьшается.

Электроотрицательность – способность атомов удерживать внешние электроны. Электроотрицательность (ЭО) элемента характеризует способность его атомов притягивать к себе электроны, участвующие в образовании химических связей с другими атомами в молекуле, ионе. Очевидно, что эта способность зависит от энергии ионизации атома и его сродства к электрону. Не является абсолютной константой и зависит от эффективного заряда ядра атома, который может меняться под влиянием соседних атомов, типов атомных орбиталей и характера их гибридизации.