Періодичність властивостей хімічних елементів і їх з’єднань

Така закономірність пояснюється збільшенням числа електронних шарів і зростаючим видаленням зовнішніх електронів від ядра.

б) Енергія іонізації і спорідненість до електрону. У хімічних реакціях ядра атомів немає піддаються зміни, електронна ж оболонка перебудовується, причому атоми здатні перетворюватися в позитивно і негативно заряджені іони. Ця здатність може бути кількісно оцінена енергією іонізації атома і його спорідненість до електрона.

Енергією іонізації (потенціалом іонізації) I називається кількість енергії, необхідне для відриву електрона від збудженого атома з утворенням катіона:

X - e → X +

Енерг ія ио нізації вимірюється в кДж / моль або в електронвольтах 1 еВ = 1,602. 10 -19 Дж або 96,485 кДж / моль. (ЕВ). Відрив другого електрона відбувається важче, ніж першого, тому що другий електрон відривається немає від нейтрального атома, а від позитивного іона:

X + - e → X 2 +

Тому другий потенціал іонізації I2 більше, ніж перший (I2> I1). Очевидно, що видалення кожного наступного електрона вимагатиме великих енергетичних витрат, ніж видалення попереднього. Для характеристики властивостей елементів зазвичай беруть до уваги енергію відриву першого електрона.

У групах потенціал іонізації зменшується зі збільшенням атомного номера елемента:

Порушення тенденції зростання I спостерігається для атомів з цілком заповненим зовнішнім енергетичним подуровнем, або для атомів, у яких зовнішній енергетичний підрівень заповнений рівно наполовину:

Це свідчить про підвищену енергетичної стійкості електронних конфігурацій з повністю або рівно наполовину зайнятими подуровнями.

Ступінь тяжіння електрона до ядра і, отже, потенціал іонізації залежать від ряду факторів, і перш за все від заряду ядра Заряд ядра дорівнює порядковому номеру елемента в таблиці Менделєєва. від відстані між електроном і ядром, від екрануючого впливу інших електронів. Так, у всіх атомів, крім елементів першого періоду, вплив ядра на електрони зовнішнього шару екрановано електронами внутрішніх шарів.

Поле ядра атома, що утримує електрони, притягує також і вільний електрон, якщо він виявиться поблизу атома. Правда, цей електрон відчуває відштовхування з боку електронів атома. Для багатьох атомів енергія тяжіння додаткового електрона до ядра перевищує енергію його відштовхування від електронних оболонок. Ці атоми можуть приєднувати електрон, утворюючи стійкий однозарядний аніон. Енергію відриву електрона від негативного однозарядного іона в процесі X - - e → X 0 називають спорідненістю атома до електрона (A), вимірюваним в кДж / моль або еВ 1 МеВ = 1,602. 10 -19 Дж або 96,485 кДж / моль. При приєднанні двох і більше електронів до атома відштовхування переважає над тяжінням - спорідненість атома до двох і більше електронів завжди негативно. Тому одноатомні багатозарядні негативно перші в.о. ни (O 2. S 2. N 3 і т.п.) у вільному стані існувати не можуть.

Спорідненість до електрону відомо не для всіх атомів. Максимальним спорідненістю до електрону мають атоми галогенів.

в) Електронегативність. Ця величина характеризує здатність атома в молекулі притягати до себе сполучні електрони. Електронегативність не слід плутати зі спорідненістю до електрону: перше поняття відноситься до атому в складі молекули, а друге - до ізольованого атому. Абсолютна електронний торгівельний (кДж / моль або еВ 1 МеВ = 1,602. 10 -19 Дж або 96,485 кДж / моль.) Дорівнює сумі енергії іонізації і спорідненості до електрона. АЕО = I + A. На практиці часто застосовується величина відносної електронегативності. рівна відношенню АЕО даного елемента до АЕО літію (535 кДж / моль):

Електронегативність зменшується зверху вниз по групі і збільшується зліва направо по періоду. Нижче наведені відносні електронегативності деяких елементів.