Периодичность свойств атомов

Такие свойства атомов, как их размер, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, степень окисле­ния, связаны с электронной конфигурацией атома. В их измене­нии с увеличением порядкового номера элемента наблюдается периодичность.

Атомы не имеют строго определенных границ, что обусловле­но волновой природой электронов. В расчетах пользуются так называемыми эффективными, или кажущимися, радиусами, т.е. радиусами шарообразных атомов, сближенных между собой при образовании кристалла. Обычно их рассчитывают из рентгено­метрических данных.

Радиус атома — важная его характеристика. Чем больше атомный радиус, тем слабее удерживаются внешние электроны. И, наоборот, с уменьшением атомного радиуса электроны притя­гиваются к ядру сильнее.

В периоде атомный радиус в общем уменьшается с увеличени­ем порядкового номера элемента. Это объясняется ростом силы притяжения электронов с ростом заряда ядра. В подгруппах с увеличением порядкового номера элемента атомный радиус воз­растает, так как в результате прибавления дополнительного элек­тронного слоя увеличивается объем атома, а значит, и его радиус.

Энергия ионизации — это энергия, необходимая для отрыва наиболее слабо связанного электрона от атома. Ее обычно выра­жают в электронвольтах (эВ). При отрыве электрона образуется соответствующий катион.

Энергия ионизации для элементов одного периода увеличива­ется с возрастанием заряда ядра. В подгруппе она уменьшается с ростом порядкового номера элемента вследствие увеличения рас­стояния электрона от ядра.

Энергия ионизации связана с химическими свойствами эле­ментов. Так, щелочные металлы, имеющие небольшую энергию ионизации, обладают ярко выраженными металлическими свой-

ствами. Химическая инертность благородных газов связана с их высокими значениями энергии ионизации.

Атомы могут не только отдавать, но и присоединять электро­ны. При этом образуется соответствующий анион. Энергия, кото­рая выделяется при присоединении к атому одного электрона, называется сродством к электрону. Обычно сродство к электро­ну, как и энергию ионизации, выражают в электронвольтах (эВ). Значения сродства к электрону известны не для всех элементов; измерить их весьма трудно. Наиболее велики они у галогенов, имеющих на внешнем уровне по 7 электронов. Это говорит об усилении неметаллических свойств элементов по мере приближе­ния к концу периода.

Определение электроотрицательности дал американский ученый Л. Полинг в 1932 г. Он предложил и первую шкалу электроотрицательности.

Согласно Полингу, электроотрицательность есть способность атома в соединении притягивать к себе электроны. Имеются в виду валентные электроны, т.е. электроны, которые участвуют в образовании химической связи.