Периодический закон и периодическая система элементов.

Свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

1. Радиусы атомов. В пределах периода с увеличением порядкового номера элемента, размеры атомов уменьшаются, т. к. увеличивается положительный заряд ядра, а количество энергетических уровней остаётся постоянным. Чем больше заряд ядра, тем сильнее электроны притягиваются к ядру, поэтому радиус атома уменьшается.

В пределах группы, с увеличением порядкового номера, размеры атомов возрастают, т. к. несмотря на увеличение заряда ядра, увеличивается количество энергетических уровней и ослабляется притяжение электронов к ядру.

Радиусы ионов, по сравнению с радиусами атомов могут увеличиваться или уменьшаться, в зависимости от того, принимает атом электрон, или отдаёт.

2. Энергия ионизации или DН_ион. это то количество энергии, которое необходимо затратить, чтобы оторвать электрон от невозбуждённого атома и удалить его за пределы взаимодействия.

DН_ион. > 0, причём, каждый последующий электрон отрывается труднее

DН₁ < DН₂ < DН₃ <…< DН_n

Величина DН_ион. характеризует способность элемента отдавать электроны, т. е. характеризует его восстановительные свойства. Чем меньше DН_ион., тем выше восстановительные свойства элементов. В пределах периода с уменьшением радиуса атомов энергия ионозации увеличивается, а в пределах группы с увеличением радиуса атомов энергия ионизации уменьшается.

3. Энергия сродства к электрону - это энергия, которая выделяется при присоединении электрона к невозбуждённому атому, молекуле или радикалу.

Э + е → Э^-, DН < 0 - процесс экзотермический.

В периодах слева направо сродство к электрону увеличивается, а в пределах группы сверху вниз сродство к электрону уменьшается, т. к. увеличивается радиус атома.

Сродство к электрону характеризует окисляющие свойства элемента, т. е. чем больше сродство к электрону, тем более сильным окислителем является элемент. Самым сильным окислителем является F (фтор): .

4. Электроотрицательность. Чтобы учесть и DН_ион. и DН_ср-ва, вводят понятие электроотрицательности.

.

Электроотрицательность (по Полингу) это способность атома, связанного в молекуле и ионе, притягивать к себе электроны, участвующие в образовании связей.

Вводится шкала электроотрицательности по Полингу:

В пределах периода электроотрицательность возрастает слева направо. А в пределах группы электроотрицательность уменьшается сверху вниз.

5. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов.

В пределах периода, слева направо возрастают кислотные свойства оксидов и гидроксидов. Рассмотрим, например III период:

NaOH Mg(OH)₂ Al(OH)₃

щёлочь н/р в воде основание амфотерный гидроксид

H₂SiO₃ H₃PO₄ H₂SO₄ HClO₄

слабая кислота средней силы кислота сильная кислота очень сильная кислота

В пределах группы возрастают основные свойства оксидов и гидроксидов. Возьмём IV группу, главную подгруппу:

H₂CO₃ - кислота;

H₂SiO₃ - не растворимая в воде кислота;

H₂GeO₃ ≡ Ge(OH)₄ - амфотерный гидроксид, с преобладанием кислотных свойств;

H₂SnO₃ ≡ Sn(OH)₄ - амфотерный гидроксид;

Pb(OH)₄ - амфотерный гидроксид, с преобладанием основных свойств.

6. Окислительно-восстановительная способность элемента. См. п. 2 и 3.