Зміна властивостей елементів у періодах і головних підгрупах

Властивості хімічних елементів залежать від числа електронів на зовнішньому енергетичному рівні атома (валентних електронів). Кількість електронів на зовнішньому рівні хімічного елемента дорівнює номеру групи в короткому варіанті Періодичної системи. Таким чином, в кожній підгрупі хімічні елементи мають подібне електронна будова зовнішнього рівня, а значить і схожі властивості.

Енергетичні рівні атомів прагнуть опинитися завершеними, т. К. В цьому випадку вони мають підвищену стійкість. Зовнішні рівні стійкі, коли володіють вісьмома електронами. У інертних газів (елементів VIII групи) зовнішній рівень завершений. Тому вони практично не вступають в хімічні реакції. Атоми інших елементів прагнуть приєднати або віддати зовнішні електрони, щоб опинитися в стійкому стані.

Коли атоми віддають або приймають електрони, вони стають зарядженими частинками іонами. Якщо атом віддає електрони, то стає позитивно зарядженим іоном – катіоном. Якщо приймає, то негативно зарядженим – аніоном.

У атомів лужних металів на зовнішньому електронному рівні знаходиться тільки один електрон. Тому їх простіше віддати один, ніж приймати 7 інших для завершення. При цьому вони легко його віддають, тому вважаються активними металами. В результаті катіони лужних металів мають електронна будова схоже з інертними газами у попередньому періоді.

Атоми елементів металів мають на зовнішньому рівні не більше 4 електронів. Тому в з’єднаннях вони зазвичай їх віддають, перетворюючись на катіони.

Атоми неметалів, особливо галогенів, мають більше зовнішніх електронів. А для завершення зовнішнього рівня їм бракує менше. Тому їм простіше приєднати електрони. В результаті у з’єднаннях з металами вони частіше є аніонами. Якщо ж з’єднання утворюють два неметалла, то більш електронегативний відтягує на себе електрони. У такого атома відсутніх електронів менше, ніж в іншого.

Крім прагнення до того, щоб зовнішній електронний рівень був стійким, в періодах є інша закономірність. У періодах зліва направо, т. Е. Зі збільшенням порядкового номера, радіус атомів зменшується (за винятком першого періоду), незважаючи на те, що маса зростає. В результаті електрони до ядра притягуються сильніше, і атом важче їх віддає. Таким чином зростають неметалеві властивості в періодах.

Однак у підгрупах радіус атомів збільшується зверху вниз. Як наслідок, зверху вниз збільшуються металеві властивості, атоми легше віддають зовнішні електрони.

Таким чином, найбільші металеві властивості спостерігаються у самого нижнього елемента зліва (францій Fr), а найбільші неметалеві – у самого верхнього праворуч (фтор F, галогени інертні).

Посилання на основну публікацію