תכונות תקופתיות של אלמנטים ותכונותיהם - כִּימִיָה - 2025

המאפיינים המחזורית של היסודות הם אלה שמגדירים התנהגות הפיסיקליות והכימיות שלהם מנקודת מבט אטום, ואת הבהירויות אשר, בנוסף מספר אטומי, לאפשר סיווג של אטומים.

מבין כל המאפיינים, אלה מאופיינים, כפי ששמם מעיד, על היותם תקופתיים; כלומר, אם נלמד הטבלה המחזורית, ניתן יהיה לאשר כי גודל הגודל שלה מציית למגמה שתופסת וחוזרת עם סדר האלמנטים בתקופות (שורות) וקבוצות (עמודות).

מחזוריות פנימית של חלק מהיסודות בטבלה המחזורית. מקור: גבריאל בוליבר.

לדוגמה, אם חוצה תקופה ורכוש תקופתי יורד בעוצמה עם כל רכיב, אותו הדבר יקרה בכל התקופות. מצד שני, אם ירידה בקבוצה או בעמודה אחת מגדילה את עוצמתה, ניתן לצפות כך לקבוצות האחרות.

וכך, הווריאציות שלה חוזרות על עצמן ומראות נטייה פשוטה המסכימה עם סדר האלמנטים לפי המספר האטומי שלהם. תכונות אלה אחראיות ישירות לאופי המתכתי או הלא-מתכתי של האלמנטים, כמו גם לפעילותם מחדש, דבר שעזר לסווג אותם לעומק רב יותר.

אם לרגע זהות האלמנטים לא הייתה ידועה והם נתפסו כ"תחומים "מוזרים, ניתן היה לבנות מחדש את הטבלה המחזורית (עם הרבה עבודה) בעזרת תכונות אלה.

באופן זה, התחומים האמורים ירכשו צבעים שיאפשרו להם להבדיל זה מזה בקבוצות (תמונה עליונה). בידיעת המאפיינים האלקטרוניים שלהם, הם יכולים להיות מסודרים בתקופות, והקבוצות יחשפו את אלה שיש להם אותו מספר של אלקטרונים ערכיים.

למידה והנמקה אודות תכונות תקופתיות זהות לדעת היסודות מגיבים בצורה כזו או אחרת; היא לדעת מדוע האלמנטים המתכתיים נמצאים באזורים מסוימים בטבלה, והאלמנטים הלא מתכתיים באזור אחר.

מהן התכונות התקופתיות ומאפייניהן

-רדיו אטומי

כשמסתכלים על הכדורים שבתמונה, הדבר הראשון שניתן לשים לב אליו הוא שהם לא כולם באותו גודל. חלקם נפוצים יותר מאחרים. אם תתבוננו יותר מקרוב, תגלו שהגדלים הללו משתנים בהתאם לדפוס: בתקופה אחת הוא פוחת משמאל לימין, ובקבוצה הוא גדל מלמעלה למטה.

ניתן לומר את האמור לעיל גם כך: הרדיוס האטומי פוחת לכיוון הקבוצות או העמודות בצד ימין, ועולה בתקופות או בשורות התחתונות. מכיוון שכך, הרדיוס האטומי הוא המאפיין התקופתי הראשון, מכיוון שהווריאציות שלו עוקבות אחר תבנית בתוך היסודות.

מטען גרעיני לעומת אלקטרונים

מה הגורם לדפוס הזה? בתקופה האלקטרונים של האטום תופסים את אותה רמת אנרגיה, הקשורה למרחק המפריד בינם לבין הגרעין. כשאנחנו עוברים מקבוצה לקבוצה (שזה אותו דבר כמו לעבור את התקופה לימין), הגרעין מוסיף גם אלקטרונים וגם פרוטונים באותה רמת אנרגיה.

לכן האלקטרונים אינם יכולים לתפוס מרחקים נוספים מהגרעין, מה שמגדיל את המטען החיובי שלו מכיוון שיש לו יותר פרוטונים. כתוצאה מכך האלקטרונים חווים כוח משיכה גדול יותר לעבר הגרעין, ומושכים אותם יותר ויותר ככל שמספר הפרוטונים גדל.

לכן האלמנטים בצד ימין הקיצוני של הטבלה המחזורית (עמודים צהובים וטורקיז) הם בעלי הרדיוסים האטומיים הקטנים ביותר.

לעומת זאת, כשאתה "קופץ" מתקופה אחת לאחרת (וזה כמו לומר שאתה יורד דרך קבוצה), רמות האנרגיה החדשות אפשרו לאלקטרונים לתפוס חללים מרוחקים יותר מהגרעין. כשהם רחוקים יותר, הגרעין (עם יותר פרוטונים) מושך אותם בפחות כוח; ולכן הרדיוסים האטומיים גוברים.

רדיוסים יוניים

רדיוסים יוניים עוקבים אחר דפוס דומה לרדיוסים אטומיים; עם זאת, אלה אינם תלויים כל כך בגרעין, אלא בכמה אלקטרונים או פחות יש לאטום ביחס למצבו הנייטרלי.

הקטיונים (Na ⁺ , Ca ²⁺ , Al ³⁺ , Be ²⁺ , Fe ³⁺ ) מראים מטען חיובי מכיוון שאיבדו אלקטרונים אחד או יותר, ולכן הגרעין מושך אותם בעוצמה רבה יותר מכיוון שיש פחות דחייה. ביניהם. התוצאה: הקטיונים קטנים יותר מהאטומים מהם הם נגזרים.

ולגבי anions (O ^2- , F ^- , S ^2- , I ^- ) להפך, הם מראים מטען שלילי מכיוון שיש להם עודף אלקטרונים או יותר, מה שמגדיל את הדחות שלהם זה לזה מעל האטרקציה שמפעילה הגרעין. התוצאה: האניונים גדולים מהאטומים מהם הם נגזרים (תמונה למטה).

וריאציה של רדיוסים יוניים ביחס לאטום הנייטרלי. מקור: גבריאל בוליבר.

ניתן לראות כי 2- האניון הוא הגדול מכולם, והקטיון 2+ הוא הקטן ביותר. הרדיוסים מתגברים כאשר האטום נטען לשלילה, ומתכווץ כאשר הוא טעון חיובי.

אלקטרוניות

כאשר לאלמנטים יש רדיוסים אטומיים קטנים, לא רק שהאלקטרונים שלהם נמשכים חזק מאוד, אלא גם אלקטרונים מהאטומים השכנים כאשר הם יוצרים קשר כימי. נטייה זו למשוך אלקטרונים מאטומים אחרים בתוך תרכובת מכונה אלקטרונגטיביות.

רק מכיוון שהאטום הוא קטן זה לא אומר שהוא יהיה אלקטרונגטיבי יותר. אם כן, היסודות הליום והמימן יהיו האטומים האלקטרונגטיביים ביותר. הליום, ככל שהמדע הוכיח, אינו מהווה קשר קוולנטי מכל סוג שהוא; ולמימן יש רק פרוטון בודד בגרעין.

כאשר הרדיוסים האטומיים גדולים, הגרעינים אינם מספיק חזקים כדי למשוך אלקטרונים מאטומים אחרים; לפיכך, האלמנטים האלקטרוניגטיביים ביותר הם אלה עם רדיוס אטומי קטן ומספר גדול יותר של פרוטונים.

שוב, אלה שממלאים את המאפיינים הללו בצורה מושלמת הם האלמנטים הלא מתכתיים של גוש ה- p של הטבלה המחזורית; אלה הם השייכים לקבוצה 16 או חמצן (O, S, Se, Te, Po), וקבוצה 17 או פלואור (F, Cl, Br, I, At).

מְגַמָה

על פי כל מה שנאמר, האלמנטים האלקטרוניגטיביים ביותר נמצאים במיוחד בפינה הימנית העליונה של הטבלה המחזורית; בעל פלואור כאלמנט העומד בראש רשימת האלקטרונינגטיבים ביותר.

למה? מבלי להיזקק למאזני אלקטרוניות (Pauling, Mulliken וכו '), אף על פי שהפלואור גדול יותר מהניאון (הגז האצילי של תקופתו), הראשון יכול ליצור קשרים בעוד שהאחרון אינו יכול. כמו כן, בגודל הקטן שלו, יש בגרעין שלו פרוטונים רבים, ובמקום שהפלואור נמצא, יהיה רגע דיפול.

אופי מטאלי

אם לאלמנט יש רדיוס אטומי בהשוואה לאלו מאותה תקופה, והוא גם אינו מאוד אלקטרוני, הרי מדובר במתכת, ובעל אופי מתכתי גבוה.

אם נחזור לתמונה הראשית, הספירות האדמדמות והירקרקות, כמו האפרפרות, מתאימות לאלמנטים מתכתיים. למתכות מאפיינים ייחודיים, ומכאן המאפיינים התקופתיים מתחילים לשזור זה בזה עם התכונות הפיזיות והמקרוסקופיות של החומר.

היסודות בעלי אופי מתכתי גבוה מאופיינים באטומים הגדולים יחסית שלהם, שקל לאבד אלקטרונים מכיוון שהגרעינים בקושי יכולים למשוך אותם אליהם.

כתוצאה מכך, הם מתחמצנים בקלות או הולכים לאיבוד אלקטרונים ליצירת קטיונים, M ⁺ ; זה לא אומר שכל הקטיונים הם מתכתיים.

מְגַמָה

בשלב זה תוכלו לחזות כיצד הדמות המטאלית משתנה בטבלה המחזורית. אם ידוע שלמתכות יש רדיוסים מתכתיים גדולים, וכי הם גם מעט אלקטרונגטיביים, יש לצפות כי היסודות הכבדים ביותר (התקופות התחתונות) הם המתכיים ביותר; והאלמנטים הקלים ביותר (התקופות העליונות), הפחות מתכתיים.

כמו כן, האופי המתכתי פוחת ככל שהאלמנט הופך להיות אלקטרונגטיבי יותר. משמעות הדבר היא כי כאשר עוברים את התקופות והקבוצות מימין לטבלה המחזורית, בתקופות העליונות שלהם, הם ימצאו את האלמנטים הפחות מטאליים.

לכן, האופי המתכתי עולה בירידה דרך קבוצה, ויורד משמאל לימין באותה תקופה. בין האלמנטים המטאליים שיש לנו: Na (נתרן), Li (ליתיום), מג (מגנזיום), Ba (בריום), Ag (כסף), Au (זהב), Po (פולוניום), Pb (עופרת), Cd (קדמיום) , אל (אלומיניום) וכו '.

אנרגיית איניזציה

אם לאטום יש רדיוס אטומי גדול, יש לצפות כי הגרעין שלו לא יחזיק אלקטרונים בקליפות החיצוניות ביותר שנלכדו בכוח ניכר. כתוצאה מכך, הוצאתם מהאטום בשלב הגז (אינדיבידואלי) לא תדרוש אנרגיה רבה; כלומר, אנרגיית היינון, EI, הנחוצה להסרת אלקטרונים מהם.

EI שווה ערך גם לאמירה שהיא האנרגיה שצריך לספק כדי להתגבר על הכוח האטרקטיבי של גרעין האטום או היון הגזי באלקטרון החיצוני ביותר שלו. ככל שהאטום קטן יותר ואלקטרוניגטיבי יותר, ה- EI שלו נמוך יותר; זה הטרנד שלך.

המשוואה הבאה ממחישה דוגמה:

Na (g) => Na ⁺ (g) + e ^-

ה- EI הדרוש בכדי להשיג זאת אינו כה גדול בהשוואה ליינון השני:

Na ⁺ (g) => Na ²⁺ (g) + e ^-

מכיוון שב Na ⁺ מטענים חיוביים הם השולטים והיון קטן מהאטום הנייטרלי. כתוצאה מכך, גרעין Na ⁺ מושך אלקטרונים בעלי כוח הרבה יותר גדול, הדורש EI גדול בהרבה.

- זיקה אלקטרונית

ולבסוף, יש את המאפיין התקופתי של זיקה אלקטרונית. זו הנטייה האנרגטית של האטום של יסוד בשלב הגז לקבל אלקטרון. אם האטום קטן ובעל גרעין בעל כוח אטרקטיבי גדול, יהיה לו קל לקבל את האלקטרון, ויוצר אניון יציב.

ככל שהאניון יציב יותר ביחס לאטום הניטרלי שלו, כך זיקה האלקטרונים שלו גדולה יותר. עם זאת, הדחות בין האלקטרונים עצמם נכנסים לפעולה.

לחנקן, למשל, יש זיקה אלקטרונית גבוהה יותר מאשר חמצן. הסיבה לכך היא ששלושת האלקטרונים 2p שלה אינם מותאמים ודוחים זה את זה והאלקטרון הנכנס פחות; בעודם בחמצן, ישנם זוג אלקטרונים מזוודים המפעילים דחייה אלקטרונית גדולה יותר; ובפלואור ישנם שני זוגות.

מסיבה זו נאמר כי המגמה בתחום הזיקה האלקטרונית מנרמלת מהתקופה השלישית של הטבלה המחזורית.

הפניות

1. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
2. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
3. פרופ 'אורטגה גרסיאלה מ' (1 באפריל 2014). תכונות תקופתיות של האלמנטים. צבע abc. התאושש מ: abc.com.py
4. כימיה LibreTexts. (7 ביוני 2017). מאפיינים תקופתיים של האלמנטים. התאושש מ: chem.libretexts.org
5. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (02 בינואר, 2019). המאפיינים התקופתיים של האלמנטים. התאושש מ: thoughtco.com
6. Toppr. (sf). מאפיינים תקופתיים של אלמנטים. התאושש מ: toppr.com /
7. תכונות תקופתיות של האלמנטים: מסע על פני השולחן הוא מסע בכימיה. . התאושש מ: cod.edu