Головна підгрупа Побічна група

C 1s²2s²2p²

Si 1s²2s²2p⁶3s²3p² Ti ¼ 3s²3p⁶3d²4s²

Ge ¼3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p² Cr ¼ 4s²4p⁶4d²5s²

Sn ¼ 4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p² Hf ¼ 5s²5p⁶5d²6s²

Атоми елементів головних підгруп містять на зовнішньому рівні валентні електрони, кількість яких дорівнює номеру групи. Побічні підгрупи містять елементи, атоми яких мають валентні електрони на s-підрівні останнього та d-підрівні передостаннього рівнів.

Таким чином, елементи однієї групи мають однакову кількість валент-них електронів, але їхній енергетичний стан різний (ns²np² та (n-1)d²ns²).

Залежно від підрівня, на який надходить останній електрон розрізняють

s-, p-, d-, f-елементи.

В атомах s-елементів заповнюються s-орбіталі зовнішнього енергетичного рівня. Ці елементи знаходяться в головних підгрупах I, П груп. У вільному стані вони є металами (крім Гідрогену та Гелію).

В атомах p-елемегнтів заповнюються p-орбіталі зовнішнього рівня. Ці елементи знаходяться в головних підгрупах Ш-VШ груп. Їхні властивості залежно від кількості валентних електронів змінюються від металів до неметалів і інертних газів.

В атомах d-елементів заповнюються електронами d-орбіталі перед-останнього рівня. Усі вони належать до побічних підгруп і у вільному стані є металами. Ці елементи називають перехідними.

В атомах f-елементів заповнюються орбіталі 4f- або 5f-підрівнів.Усі вони у вільному стані є металами. Їх, як і d-елементи, називають перехідними.

У періоді зі збільшенням порядкового номера (тобто збільшенням заряду ядра) зменшується радіус атома і зростає кількість зовнішніх електронів. При цьому притягання зовнішніх електронів до ядра посилюється. Тому в періоді в кожного нового елемента поступово посилюються неметалічні властивості та послаблюються металічні.

У групі зі збільшенням порядкового номера зростають радіус атома і число енергетичних рівнів. При цьому притягання зовнішніх електронів до ядра послаблюється. Тому в групах зі збільшенням порядкового номера елементів їхні металічні властивості посилюються, а неметалічні послаблюються.

Звідси випливає, що найактивніші метали знаходяться в періодичній системі зліва внизу, а найактивніші неметали — справа зверху.

По діагоналі між типовими металами та неметалами знаходяться ам-фотерні елементи. Характер їхньої поведінки залежить від реагенту та умов перебігу процесу.

Для кількісної характеристики металічних і неметалічних властивостей використовують величини потенціалів іонізації, спорідненості до електрона та електронегативності.

Енергія іонізації (ЕІ) — це кількість енергії, необхідна для відриву від атома найбільш слабко зв¢заного з ним електрона. Енергію іонізації вимірюють в електрон-вольтах на атом (ев/атом), або в кілоджоулях на моль (кДж/моль). Багатоелектронні атоми мають декілька енергій іонізації ЕІ₁, ЕІ₂, ЕІ₃¼, які відповідають відриву першого, другого і т.ін. електронів, при цьому ЕІ₁<ЕІ₂< ЕІ₃¼, тому що, зі збільшенням кількості відданих електронів збільшується за-ряд утвореного позитивно зарядженого іона, який сильніше притягує електрон. Найменше значення енергії іонізації мають лужні метали. Енергія іонізації атомів виявляє періодичну залежність від порядкового номера елемента (рис. 3).

Рис. 3. Зміна перших потенціалів іонізації в ряду атомів елементів перших

Двох періодів.

Спорідненість до електрона (ЕС) — це кількість енергії, яка виділяється або поглинається під час приєднання одного електрона до нейтрального атома. Спорідненість до електрона теж вимірюють у ев/атом, або кДж/моль. Найбіль-ше значення спорідненості до електрона мають елементи головної підгрупи сьомої групи (F, Cl, Br, I). Спорідненість до електрона теж виявляє періодичну залежність від порядкового номера елемента. Аналогічний характер має подіб-на залежність і для температур кипіння, плавлення, коефіцієнта розширення і

т. ін. Властивостей, які не виявляють періодичної залежності від порядкового номера, дуже мало.

Енергія іонізації та спорідненість до електрона у сукупності характе-ризують здатність атома хімічного елемента притягувати до себе спільні електронні пари. Чим більша енергія іонізації, тим важче електрону віддалятися від ядра. Чим більша спорідненість до електрона, тим сильніше атом притягує до себе електрони іншого атома.

Обидва ефекти узагальнює характеристика елемента — електронегатив-ність (ЕН). Вона визначається сумою його енергій іонізації та спорідненості до електрона. Чим більша електронегативність атома, тим сильніше він притягує спільну електронну пару.

Відносні електронегативності елементів(за шкалою Полінга)

Електронегативність також підлягає періодичному закону. У періоді електронегативність елементів зростає зі збільшенням порядкового номера елемента. В групі електронегативність елементів зменшується зі зростанням порядкового номера. Найбільш електронегативним у періодичній системі є Флуор.

• ⇐ Назад
• 27
• 28
• 29
• 30
• 31
• 32
• 333435
• 36
• 37
• 38
• 39
• 40
• 41
• 42
• Далее ⇒