Периодичний закон та структура периодичної системи елементів Менделєєва. Енергія іонізації, спорідненність до електрона, електронегативність елемента

Електронні формули і електронні родини

Електронні конфігураці, електронні формули. Електронні родини елементів.

Електро́нна конфігура́ція — формула розташування електронів на різних електронних оболонках атома хімічного елемента.

З погляду квантової механіки, електронна конфігурація — це повний перелік одноелектронних хвильових функцій, із яких з достатнім рівнем точності можна скласти повну хвильову функцію атома (у наближенні самоузгодженого поля).

Електронна конфігурація атома значною мірою визначає його хімічні властивості.

№ эл-та	химический знак	Название элемента	Электронная формула
	H	водород	1s ^1
	He	гелий	1s ^2
II период
	Li	литий	1s ^22s ^1
	Be	бериллий	1s ^22s ^2
	B	бор	1s ^22s ^22p ^1
	C	углерод	1s ^22s ^22p ^2
	N	азот	1s ^22s ^22p ^3
	O	кислород	1s ^22s ^22p ^4
	F	фтор	1s ^22s ^22p ^5
	Ne	неон	1s ^22s ^22p ^6
IV период
	K	калий	1s ^22s ^22p ^63s ^23p^64s ^1
	Ca	кальций	1s ^22s ^22p ^63s ^23p^64s ^2
	Sc	скандий	1s ^22s ^22p ^63s ^23p^64s ^23d^1
	Ti	титан	1s ^22s ^22p ^63s ^23p^64s ^23d^2
	V	ванадий	1s ^22s ^22p ^63s ^23p^64s ^23d^3

Періоди́чна систе́ма елеме́нтів — класифікація хімічних елементів, розроблена на основі періодичного закону. Сучасне формулювання періодичного закону звучить так: властивості елементів перебувають у періодичній залежності від заряду їхніх атомних ядер. Заряд ядра Z дорівнює атомному (порядковому) номеру елемента в системі. Елементи, розташовані за зростанням Z (H, He, Li…) утворюють 7 періодів. Період — сукупність елементів, що починається лужним металом та закінчується благородним газом (особливий випадок — перший період, що складається з двох газоподібних елементів — Н та Не). У 2-у і 3-у періодах — по 8 елементів, у 4-у і 5-у — по 18, у 6-у 32. Вертикальні стовпці — групи елементів з подібними хімічними властивостями. Всередині груп властивості елементів також змінюються закономірно (напр., у лужних металів від Li до Fr зростає хімічна активність). Елементи Z = 58-71 та Z = 90-103, особливо схожі за властивостями, утворюють два сімейства — лантаноїдів та актиноїдів. Періодичність властивостей елементів зумовлена періодичним повторенням конфігурації зовнішніх електронних оболонок атомів.

Деякі властивості окремих елементів чи їх груп можна передбачити за їх місцем у періодичній системі:

· Маса — збільшується зверху до низу і зліва направо (Винятки: Ar перед K, Te перед I, Co перед Ni, Th перед Pa)

· Атомний радіус — збільшується зверху до низу і зліва направо (у елементах головних груп)

· Електронегативність — зменшується зверху до низу і зліва направо збільшується (виняток Інертні гази)

· Енергія іонізації — зменшується зверху до низу і зліва направо збільшується

· Металевий характер елемента — збільшується зверху до низу і зліва направо зменшується

· Основність оксидів — зростає зверху до низу і зліва направо зменшується

Хімічна природа елемента зумовлюється здатністю його атома віддавати або приєднувати електрони, що кількісно характеризуються енергією іонізації, спорідненістю до електрона і електронегативністю.

Мінімальна енергія, яка необхідна для відриву електрона від незбудженого атома, називається енергією іонізації (кДж/моль або еВ/атом). Е⁰ + І = Е⁺ + 1е

Для багатоелектронних атомів енергії іонізації І₁, І₂, І₃,….. відповідають відриву першого, другого і т. д. електронів. При цьому завжди І₁< І₂<І₃,….., так, як збільшення числа відірваних електронів приводить до зростання позитивного заряду іона.

Енергія іонізації залежить від положення елемента в періодичній системі і змінюється як у межах груп, так і в межах періодів.

У межах періодів найменшу енергію іонізації мають s-елементи І групи (Li, Na, K, Rb та ін.), а найбільшу s- і р-елементи VІІІ групи (Не, Ne, Ar, Cr та ін.). зростання енергії іонізації при переході від s-елементів І групи до р-елементів VІІІ групи зумовлене зростанням ефективного заряду ядра: із збільшенням заряду ядра збільшується притягання до нього електронів, внаслідок чого збільшується і енергія іонізації.

В межах підгруп періодичної системи збільшення атомної маси елемента супроводиться збільшенням розміру атома. Збільшення заряду ядра в підгрупах менше впливає на зв’язок зовнішнього електрона з ядром, ніж збільшенням розміру атома і числа екрануючих електронів. Тому в межах підгрупи s- і р-елементів зв’язок зовнішнього електрона з ядром зменшується, що призводить до зменшення енергії іонізації. Виняток становлять підгрупи d- елементів, у межах яких при переході від 3d- до 5d- елементів енергія іонізаціїзбільшуються, що пояснюється проникненням електронів до ядра.

Дата добавления: 2015-05-23