الخصائص الدورية للعناصر

يرتب الجدول الدوري العناصر حسب الخصائص الدورية ، والتي هي اتجاهات متكررة في الخصائص الفيزيائية والكيميائية. هذه الاتجاهات يمكن التنبؤ بها فقط من خلال فحص الجدول الدوري ويمكن تفسيرها وفهمها من خلال تحليل التكوينات الإلكترونية للعناصر. تميل العناصر إلى اكتساب أو فقدان إلكترونات التكافؤ لتحقيق تكوين ثماني مستقر. تظهر الثماني المستقرة في الغازات الخاملة ، أو الغازات النبيلة ، من المجموعة الثامنة من الجدول الدوري. بالإضافة إلى هذا النشاط ، هناك اتجاهان مهمان آخران. أولاً ، تتم إضافة الإلكترونات واحدة تلو الأخرى تتحرك من اليسار إلى اليمين عبر فترة. عند حدوث ذلك ، تتعرض إلكترونات الغلاف الخارجي لجاذبية نووية قوية بشكل متزايد ، لذا تصبح الإلكترونات أقرب إلى النواة وأكثر ارتباطًا بها. ثانيًا ، عند تحريك عمود في الجدول الدوري ، تصبح الإلكترونات الخارجية أقل ارتباطًا بالنواة. يحدث هذا لأن عدد مستويات الطاقة الرئيسية المملوءة (التي تحمي الإلكترونات الخارجية من الانجذاب إلى النواة) يزداد نزولًا داخل كل مجموعة. تشرح هذه الاتجاهات التواتر الملاحظ في الخصائص الأولية لنصف القطر الذري ، طاقة التأين ، تقارب الإلكترون ، و كهرسلبية.

نصف القطر الذري لعنصر هو نصف المسافة بين مركزي ذرتين من هذا العنصر اللذان يتلامسان فقط. بشكل عام ، ينخفض ​​نصف القطر الذري عبر فترة من اليسار إلى اليمين ويزيد لأسفل مجموعة معينة. تقع الذرات ذات أكبر نصف قطر ذري في المجموعة الأولى وفي أسفل المجموعات.

بالانتقال من اليسار إلى اليمين عبر فترة ، تُضاف الإلكترونات واحدًا تلو الآخر إلى غلاف الطاقة الخارجية. لا يمكن للإلكترونات داخل القشرة أن تحمي بعضها البعض من الانجذاب إلى البروتونات. نظرًا لأن عدد البروتونات يتزايد أيضًا ، تزداد الشحنة النووية الفعالة عبر الفترة. هذا يتسبب في انخفاض نصف القطر الذري.

تحريك المجموعة في الجدول الدوري، يزداد عدد الإلكترونات وقذائف الإلكترونات المملوءة ، لكن عدد إلكترونات التكافؤ يظل كما هو. تتعرض الإلكترونات الخارجية في المجموعة لنفس الشحنة النووية الفعالة ، ولكن توجد الإلكترونات أبعد من النواة مع زيادة عدد قذائف الطاقة الممتلئة. لذلك ، يزيد نصف القطر الذري.

طاقة التأين ، أو طاقة التأين ، هي الطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون من ذرة أو أيون غازي تمامًا. كلما كان الإلكترون أقرب وأكثر ارتباطًا بإحكام ، أصبحت النواة أكثر صعوبة في إزالته ، وكلما زادت طاقة التأين. طاقة التأين الأولى هي الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون واحد من الذرة الأم. الثاني طاقة التأين هي الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون التكافؤ الثاني من الأيون المتكافئ لتشكيل الأيون الثنائي التكافؤ وهكذا. تزداد طاقات التأين المتتالية. دائمًا ما تكون طاقة التأين الثانية أكبر من طاقة التأين الأولى. تزيد طاقات التأين الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر فترة (تناقص نصف القطر الذري). طاقة التأين تقلل من تحريك المجموعة (زيادة نصف القطر الذري). تحتوي عناصر المجموعة الأولى على طاقات تأين منخفضة لأن فقدان الإلكترون يشكل ثُمانيًا ثابتًا.

الإلكترون تقارب يعكس قدرة الذرة على قبول الإلكترون. هو تغير الطاقة الذي يحدث عند إضافة الإلكترون إلى ذرة غازية. الذرات ذات الشحنة النووية الفعالة أقوى لها تقارب إلكترون أكبر. يمكن إجراء بعض التعميمات حول التقارب الإلكتروني لمجموعات معينة في الجدول الدوري. عناصر المجموعة IIA ، والأرض القلوية ، لها قيم تقارب إلكترون منخفضة. هذه العناصر مستقرة نسبياً لأنها ملأت س القذائف الفرعية. عناصر مجموعة VIIA ، الهالوجينات ، لها تقارب إلكترون مرتفع لأن إضافة إلكترون إلى ذرة ينتج قذيفة مليئة بالكامل. عناصر المجموعة الثامنة ، الغازات النبيلة ، لها تقارب إلكترون بالقرب من الصفر لأن كل ذرة تمتلك ثمانًا مستقرًا ولن تقبل إلكترونًا بسهولة. عناصر المجموعات الأخرى لها تقارب إلكترون منخفض.

في فترة ما ، سيكون للهالوجين أعلى تقارب للإلكترون ، بينما غاز نبيل سيكون أقل تقارب للإلكترون. يقلل تقارب الإلكترون من تحريك المجموعة لأن إلكترونًا جديدًا سيكون بعيدًا عن نواة ذرة كبيرة.

السالبية الكهربائية هي مقياس لجاذبية ذرة للإلكترونات في رابطة كيميائية. كلما زادت الكهروسالبية للذرة ، زاد جاذبيتها لربط الإلكترونات. ترتبط السالبية الكهربائية بطاقة التأين. الإلكترونات ذات طاقات التأين المنخفضة لها كهرات كهربائية منخفضة لأن نواتها لا تمارس قوة جذابة قوية على الإلكترونات. العناصر التي لديها طاقات تأين عالية لها كهرات كهربائية عالية بسبب السحب القوي الذي تمارسه النواة على الإلكترونات. في المجموعة ، تقل السالبية الكهربائية مع زيادة العدد الذري ، نتيجة زيادة المسافة بين إلكترون التكافؤ والنواة (نصف قطر ذري أكبر). مثال على عنصر إيجابي كهربي (أي انخفاض الكهروسالبية) هو السيزيوم. مثال على درجة عالية عنصر كهربي هو الفلور.

الانتقال إلى اليسار ← اليمين

• ينخفض ​​نصف القطر الذري
• زيادة طاقة التأين
• يزيد تقارب الإلكترون بشكل عام (إلا نوبل إلكترون الغاز التقارب بالقرب من الصفر)
• الزيادات الكهرسلبية

نقل أعلى → أسفل

• زيادة الشعاع الذري
• انخفاض طاقة التأين
• يقلل تقارب الإلكترون بشكل عام من هبوط المجموعة
• ينخفض ​​كهرسلبية