2018-01-21
1162
Радиус атома r — это расстояние от центра ядра атома до внешнего электронного слоя.
Радиус атома в группах А возрастает сверху вниз, так как растет число электронных слоев. Радиус атома уменьшается при движении слева направо по периоду, поскольку число слоев остается тем же, однако заряд ядра возрастает, а это приводит к сжатию электронной оболочки (электроны сильнее притягиваются к ядру). Наименьший радиус у атома He, наибольший — у атома Fr.
Периодически изменяются радиусы не только электронейтральных атомов, но и одноатомных ионов:
-)радиус аниона больше, а радиус катиона меньше, чем радиус нейтрального атома, например r (Cl−) > r (Cl) > r (Cl+);
-)чем больше положительный заряд катиона атома, тем меньше его радиус, например r (Mn+4) < r (Mn+2);
-)если ионы или нейтральные атомы разных элементов имеют одинаковую электронную конфигурацию (следовательно, одинаковое число электронных слоев), то радиус меньше у той частицы, заряд ядра которой больше, r (Kr) > r (Rb+), r (Sc3+) < r (Ca2+) < r (K+) < r (Cl−) < r (S2−);
в группах А сверху вниз радиус ионов возрастает, например r (K+) > r (Na+) > r (Li+), r (Br−) > r (Cl−) > r (F−).
Пример 3. 1. Расположите частицы Ar, S2−, Ca2+ и K+ в ряд по мере увеличения их радиусов.
Решение. На радиус частицы влияют в первую очередь число электронных слоев, а затем заряд ядра: чем больше число электронных слоев и меньше заряд ядра, тем больше радиус частицы.
В перечисленных частицах число электронных слоев одинаковое (три), а заряд ядра уменьшается в следующем порядке: Ca, K, Ar, S. Следовательно, искомый ряд выглядит так: r (Ca2+) < r (K+) < r (Ar) < r (S2−).
Энергия ионизации E и — это минимальная энергия, которую нужно затратить для отрыва от изолированного атома наиболее слабо связанного с ядром электрона: Э + E и = Э+ + e.
Энергию ионизации рассчитывают экспериментально и измеряется в кДж/моль или эВ (1 эВ = 96,5 кДж).
В периодах слева направо энергия ионизации возрастает. Это объясняется последовательным ум. радиуса атомов и ув. заряда ядра. Оба фактора приводят к тому, что энергия связи электрона с ядром возрастает.
В группах А с ростом атомного номера элемента E и уменьшается, поскольку при этом растет радиус атома, а энергия связи электрона с ядром ум. Особенно велика энергия ионизации атомов благородных газов, у которых внешние электронные слои завершены.
Энергия ионизации может служить мерой восстановительных свойств изолированного атома: чем она меньше, тем легче от атома оторвать электрон, тем сильнее у атома выражены восстановительные св-ва. Иногда энергию ионизации считают мерой металлических св-в изолированного атома, понимая под ними способность атома отдавать электрон: чем меньше E и, тем сильнее у атома выражены металлические св-ва.
Таким образом, металлические и восстановительные свойства изолированных атомов усиливаются в группах А сверху вниз, а в периодах — справа налево.
Сродство кэлектрону E ср — изменение энергии в процессе присоединения электрона к нейтральному атому: Э + e = Э− + E ср.
Сродство к электрону — это экспериментально измеряемая характеристика изолированного атома, которая может служить мерой его окислительных св-в: чем больше E ср, тем сильнее выражены окислительные св-ва атома. В целом по периоду слева направо сродство к электрону возрастает, а в группах А — сверху вниз ум. Наибольшим сродством к электрону характеризуются атомы галогенов, для металлов сродство к электрону небольшое или отрицательное. Иногда сродство к электрону считают критерием неметаллических св-в атома, понимая под ними способность атома принимать электрон: чем больше E ср, тем сильнее у атома выражены неметаллические св-ва.
Таким образом, неметаллические и окислительные св-ва атомов в периодах в целом усиливаются слева направо, а в группах А — снизу вверх.
Пример 3. 2. Согласно положению в периодической системе укажите, у атома какого элемента наиболее выражены металлические свойства, если электронные конфигурации внешнего энергетического уровня атомов элементов (основное состояние):1) 2 s 1; 2) 3 s 1; 3) 3 s 23 p 1; 4) 3 s 2.
Решение. Указаны электронные конфигурации атомов Li, Na, Al и Mg. Поскольку металлические св-ва атомов возрастают сверху вниз в группе А и справа налево по периоду, то приходим к выводу, что наиболее выраженными металлическими свойствами обладает атом натрия.
Электроотрицательность χ —условная величина, характеризующая способность атома в молекуле притягивать к себе электроны.
В отличие от E и и E ср, электроотрицательность не определяется экспериментально , поэтому на практике используется ряд шкал значений χ.
В периодах 1–3 значение χ слева направо возрастает, причем в каждом периоде наиболее электроотрицательным элементом является галоген: среди всех элементов наибольшая электроотрицательность у атома фтора.
В группах А электроотрицательность сверху вниз ум. Наименьшее значение χ характерно для атомов щелочных металлов.
Для атомов элементов неметаллов, как правило χ > 2, а у атомов элементов металлов χ < 2.
Ряд, в котором χ атомов слева направо растет — щелочные и щелочноземельные металлы, металлы p - и d -семейства, Si, B, H, P, C, S, Br, Cl, N, O, F
Значения электроотрицательности атомов используются для оценки степени полярности ковалентной связи.
