5. Периодическая система элементов (псэ). Закономерности изменения радиуса атомов химических элементов и электроотрицательности в периодах и группах псэ.

Периодическая система элементов (ПСЭ).

Основной закон (современная формулировка): Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра и порядкового номера элемента в таблице, Т.к. с ростом заряда ядра и порядкового номера периодически возобновляется электронная конфигурация внешнего слоя, что и приводит к периодическому изменению свойств от Ме к НеМе.

Структура ПСЭ. ПСЭ является графическим отображением периодического закона или даже ряда законов т.к. существует более 500 вариантов таблицы.

Групповые аналоги – элементы одной группы, объединенные по признаку одинакового числа валентных электронов на внешнем слое (пример: ₁₇Cl 3s²3p⁵ и ₂₅Mn 3d⁵4s²).

Электронные аналоги – элементы, объединенные в одну подгруппу и обладающие одинаковым числом и типом валентных электронов (их объединяет структура Э[ ] (n-1)d²ns² ).

Взаимосвязь химических (физических) свойств с местоположением элемента:

1. Радиус атома (орбитальный) – условная расчетная величина (т.к. атом не имеет четких границ), это радиус условной сферы, в пределах которой сосредоточена основная электронная плотность атома.

В каждом периоде слева направо (т.е. с увеличением порядкового номера) уменьшается. Монотонное уменьшение нарушается при переходе от одного типа элемента к другому.

Монотонность нарушается:

а) при переходе от d к p - R(Zn)<R(Ga)

б) при стремлении к минимуму энергии – R(Ni)<R(Cu).

В периодах с уменьшением R ослабляются Ме свойства и нарастают НеМе.

С ростом заряда ядра (в периодах слева направо) усиливается взаимодействие электронного облака с ядром, что приводит к сжатию электронного облака = уменьшению радиуса - R_а(К)<R_а(Сu).

В главных подгруппах, сверху вниз, при переходе от одного периода к другому, R_a увеличивается за счет увеличения числа электронных слоёв. Чем больше R, тем сильнее Ме свойства. (в группах сверху вниз)

2. Электроотрицательность — интегральная величина, для характеристики реакционной способности атома, определяет способность атома притягивать к себе электронные пары химической связи в соединениях.

< 2 — металлические свойства.> 2 — неметаллические свойства.  2 — амфотерные свойства.

Электроотрицательность (Э.О.) – способность атома притягивать или отталкивать электронные пары химической связи. Если Э.О. > 1,5 – металл; 1,5< Э.О.<2 – переходные свойства; Э.О.>2 – неметаллы. По Полингу абсолютная Э.О. определяется как х = (Е_ион+Е_ср)/z. На практике используется относительная. Э.О. (χ) возрастает по периоду, в целом имея сложную зависимость.

Направление роста χ:

χ ↑ c увеличением степени окисления

χ < 1,5 – металлы;

1,5< χ <2 – амфотерные;

χ >2 – неметаллы.

3. Энергия ионизации (Э.И.) – энергия, необходимая для отрыва электрона и удаления его от атома на бесконечность. В периодах Э.И. возрастает, но не равномерно. В главных подгруппах уменьшается сверху вниз, т.к. радиус увеличивается.

4. Энергия сродства к электрону – энергия, выделяемая или поглощаемая, при присоединении электрона к атому. Свойства аналогичны Э.И.