De periodieke eigenschappen van de elementen

Het periodiek systeem rangschikt de elementen op periodieke eigenschappen, wat terugkerende trends zijn in fysische en chemische kenmerken. Deze trends kunnen alleen worden voorspeld door de periodiek systeem en kan worden uitgelegd en begrepen door de elektronenconfiguraties van de elementen te analyseren. Elementen hebben de neiging valentie-elektronen te winnen of te verliezen om een ​​stabiele octetvorming te bereiken. Stabiele octetten worden gezien in de inerte gassen of edelgassen van groep VIII van het periodiek systeem. Naast deze activiteit zijn er nog twee andere belangrijke trends. Eerst worden elektronen één voor één toegevoegd en bewegen ze van links naar rechts over een periode. Als dit gebeurt, ervaren de elektronen van de buitenste schil een steeds sterkere nucleaire aantrekkingskracht, waardoor de elektronen dichter bij de kern komen te staan ​​en er strakker aan gebonden worden. Ten tweede worden de buitenste elektronen door een kolom naar beneden in het periodiek systeem minder strak aan de kern gebonden. Dit gebeurt omdat het aantal gevulde hoofdenergieniveaus (die de buitenste elektronen afschermen van aantrekking tot de kern) binnen elke groep naar beneden toeneemt. Deze trends verklaren de waargenomen periodiciteit in de elementaire eigenschappen van atoomstraal, ionisatie-energie, elektronenaffiniteit en

De atoomstraal van een element is de helft van de afstand tussen de middelpunten van twee atomen van dat element die elkaar net raken. Over het algemeen neemt de atoomstraal over een periode van links naar rechts af en neemt deze een bepaalde groep af. De atomen met de grootste atoomstralen bevinden zich in groep I en onderaan groepen.

Elektronen bewegen zich van links naar rechts over een periode en worden één voor één toegevoegd aan de buitenste energieschil. Elektronen binnen een schaal kunnen elkaar niet afschermen van de aantrekkingskracht op protonen. Omdat ook het aantal protonen toeneemt, neemt de effectieve nucleaire lading over een periode toe. Hierdoor neemt de atoomradius af.

Een groep naar beneden verplaatsen in de periodiek systeem, het aantal elektronen en gevulde elektronenschillen neemt toe, maar het aantal valentie-elektronen blijft hetzelfde. De buitenste elektronen in een groep worden blootgesteld aan dezelfde effectieve nucleaire lading, maar elektronen worden verder van de kern gevonden naarmate het aantal gevulde energieschalen toeneemt. Daarom nemen de atoomstralen toe.

De ionisatie-energie of ionisatiepotentiaal is de energie die nodig is om een ​​elektron volledig uit een gasvormig atoom of ion te verwijderen. Hoe dichter en strakker een elektron bij de kern is, hoe moeilijker het zal zijn om te verwijderen, en hoe hoger de ionisatie-energie zal zijn. De eerste ionisatie-energie is de energie die nodig is om één elektron uit het ouderatoom te verwijderen. De seconde ionisatieenergie is de energie die nodig is om een ​​tweede valentie-elektron uit het eenwaardige ion te verwijderen om het tweewaardige ion te vormen, enzovoort. Opeenvolgende ionisatie-energieën nemen toe. De tweede ionisatie-energie is altijd groter dan de eerste ionisatie-energie. Ionisatie-energieën verhogen de beweging van links naar rechts over een periode (afnemende atoomradius). Ionisatie-energie vermindert het naar beneden bewegen van een groep (toenemende atoomradius). Elementen van groep I hebben een lage ionisatie-energie omdat het verlies van een elektron een stabiel octet vormt.

Electron affiniteit weerspiegelt het vermogen van een atoom om een ​​elektron te accepteren. Het is de energieverandering die optreedt wanneer een elektron wordt toegevoegd aan een gasvormig atoom. Atomen met een sterkere effectieve nucleaire lading hebben een grotere elektronenaffiniteit. Er kunnen enkele generalisaties worden gemaakt over de elektronenaffiniteiten van bepaalde groepen in het periodiek systeem. De elementen van Groep IIA, de aardalkalimetalen, hebben lage elektronenaffiniteitswaarden. Deze elementen zijn relatief stabiel omdat ze gevuld zijn s subschalen. Groep VIIA-elementen, de halogenen, hebben een hoge elektronaffiniteit omdat de toevoeging van een elektron aan een atoom resulteert in een volledig gevulde schil. Elementen uit groep VIII, edelgassen, hebben een elektronaffiniteit van bijna nul aangezien elk atoom een ​​stabiel octet bezit en een elektron niet gemakkelijk zal accepteren. Elementen van andere groepen hebben een lage elektronenaffiniteit.

In een periode zal het halogeen de hoogste elektronenaffiniteit hebben, terwijl de edelgas zal de laagste elektronenaffiniteit hebben. De elektronenaffiniteit neemt af naar beneden in een groep omdat een nieuw elektron zich verder van de kern van een groot atoom zou bevinden.

Elektronegativiteit is een maat voor de aantrekkingskracht van een atoom voor de elektronen in een chemische binding. Hoe hoger de elektronegativiteit van een atoom, hoe groter de aantrekkingskracht voor elektronenbinding. Elektronegativiteit is gerelateerd aan ionisatie-energie. Elektronen met lage ionisatie-energieën hebben lage elektronegativiteiten omdat hun kernen geen sterke aantrekkingskracht uitoefenen op elektronen. Elementen met hoge ionisatie-energieën hebben een hoge elektronegativiteit vanwege de sterke aantrekkingskracht die door de kern op elektronen wordt uitgeoefend. In een groep neemt de elektronegativiteit af naarmate het atoomaantal toeneemt, als gevolg van de grotere afstand tussen het valentie-elektron en de kern (grotere atoomradius). Een voorbeeld van een elektropositief (d.w.z. lage elektronegativiteit) element is cesium; een voorbeeld van een zeer elektronegatief element is fluor.

Naar links → rechts

• Atomic Radius neemt af
• Ionisatie-energie neemt toe
• Elektronenaffiniteit neemt over het algemeen toe (behalve Edelgaselektronenaffiniteit in de buurt van nul)
• Elektronegativiteit neemt toe

Naar boven → onder

• Atomic Radius neemt toe
• Ionisatie-energie neemt af
• Elektronenaffiniteit vermindert over het algemeen het naar beneden gaan van een groep
• Elektronegativiteit neemt af