Kiến thức Phổ thông

Các tính chất định kỳ của các nguyên tố

Xu hướng trong Bảng tuần hoàn

Bảng tuần hoàn sắp xếp các nguyên tố  theo tính chất định kỳ, đó là xu hướng định kỳ trong các đặc tính vật lý và hóa học. Những xu hướng này có thể được dự đoán chỉ bằng cách kiểm tra bảng tuần hoàn và có thể được giải thích và hiểu bằng cách phân tích cấu hình electron của các nguyên tố. Các nguyên tố có xu hướng tăng hoặc giảm các electron hóa trị để đạt được sự hình thành octet ổn định. Các octet ổn định được nhìn thấy trong các khí trơ, hoặc các khí hiếm, thuộc nhóm VIII của bảng tuần hoàn. Ngoài hoạt động này, còn có hai xu hướng quan trọng khác. Đầu tiên, các electron được thêm vào một lần di chuyển từ trái sang phải trong một khoảng thời gian. Khi điều này xảy ra, các electron của lớp vỏ ngoài cùng có sức hút hạt nhân ngày càng mạnh, do đó, các electron trở nên gần hạt nhân hơn và liên kết chặt chẽ hơn với nó. Thứ hai, di chuyển xuống một cột trong bảng tuần hoàn, các electron ngoài cùng trở nên ít liên kết chặt chẽ hơn với hạt nhân. Điều này xảy ra bởi vì số lượng mức năng lượng chính được lấp đầy (che chắn các electron ngoài cùng khỏi sự thu hút vào hạt nhân) tăng xuống trong mỗi nhóm.

Những xu hướng này giải thích tính tuần hoàn quan sát được trong các tính chất nguyên tố của bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa, ái lực điện tử và độ âm điện .

Bán kính nguyên tử

Bán kính nguyên tử của một nguyên tố bằng một nửa khoảng cách giữa tâm của hai nguyên tử của nguyên tố đó vừa chạm vào nhau. Nói chung, bán kính nguyên tử giảm dần trong một khoảng thời gian từ trái sang phải và tăng xuống một nhóm nhất định. Các nguyên tử có bán kính nguyên tử lớn nhất nằm ở nhóm I và ở cuối nhóm.

Di chuyển từ trái sang phải trong một khoảng thời gian, các electron được thêm từng lần một vào lớp vỏ năng lượng bên ngoài. Các electron trong một lớp vỏ không thể che chắn lẫn nhau khỏi sự hấp dẫn của các proton. Vì số lượng proton cũng đang tăng lên, điện tích hạt nhân hiệu quả tăng lên trong một khoảng thời gian. Điều này làm cho bán kính nguyên tử giảm.

Di chuyển xuống một nhóm trong bảng tuần hoàn , số lượng electron và vỏ electron được lấp đầy tăng lên, nhưng số lượng electron hóa trị vẫn giữ nguyên. Các electron ngoài cùng trong một nhóm được tiếp xúc với cùng một điện tích hạt nhân hiệu quả , nhưng các electron được tìm thấy ở xa hạt nhân hơn khi số lượng vỏ năng lượng được lấp đầy tăng lên. Do đó, bán kính nguyên tử tăng.

Năng lượng ion hóa

Năng lượng ion hóa, hay tiềm năng ion hóa, là năng lượng cần thiết để loại bỏ một electron khỏi nguyên tử khí hoặc ion hoàn toàn. Một electron càng gần và liên kết chặt chẽ hơn với hạt nhân thì càng khó loại bỏ và năng lượng ion hóa của nó sẽ càng cao. Năng lượng ion hóa đầu tiên là năng lượng cần thiết để loại bỏ một electron khỏi nguyên tử mẹ. Năng lượng ion hóa thứ hailà năng lượng cần thiết để loại bỏ một electron hóa trị thứ hai khỏi ion hóa trị để tạo thành ion hóa trị, v.v. Năng lượng ion hóa liên tiếp tăng. Năng lượng ion hóa thứ hai luôn lớn hơn năng lượng ion hóa thứ nhất. Năng lượng ion hóa tăng chuyển từ trái sang phải trong một khoảng thời gian (giảm bán kính nguyên tử). Năng lượng ion hóa giảm di chuyển xuống một nhóm (tăng bán kính nguyên tử). Các nguyên tố nhóm I có năng lượng ion hóa thấp vì sự mất electron tạo thành một octet ổn định.

Ái lực điện tử

Ái lực điện tử phản ánh khả năng của một nguyên tử chấp nhận một điện tử. Đó là sự thay đổi năng lượng xảy ra khi một electron được thêm vào một nguyên tử khí. Các nguyên tử có điện tích hạt nhân hiệu quả mạnh hơn có ái lực electron lớn hơn. Một số khái quát hóa có thể được thực hiện về ái lực điện tử của các nhóm nhất định trong bảng tuần hoàn. Các nguyên tố nhóm IIA, các loại đất kiềm , có giá trị ái lực điện tử thấp. Những nguyên tố này tương đối ổn định bởi vì họ đã điền ssubshells. Các nguyên tố nhóm VIIA, các halogen, có ái lực điện tử cao vì việc thêm một electron vào nguyên tử dẫn đến lớp vỏ được lấp đầy hoàn toàn. Các nguyên tố nhóm VIII, các khí hiếm, có ái lực electron gần bằng 0 vì mỗi nguyên tử sở hữu một octet ổn định và sẽ không chấp nhận một electron dễ dàng. Các nguyên tố của các nhóm khác có ái lực điện tử thấp.

Trong một khoảng thời gian, halogen sẽ có ái lực điện tử cao nhất, trong khi khí hiếm sẽ có ái lực điện tử thấp nhất. Ái lực điện tử giảm di chuyển xuống một nhóm vì một electron mới sẽ nằm xa hạt nhân của một nguyên tử lớn.

Độ âm điện

Độ âm điện là thước đo sức hút của nguyên tử đối với các electron trong liên kết hóa học. Độ âm điện của nguyên tử càng cao thì sức hút của nó đối với các electron liên kết càng lớn . Độ âm điện liên quan đến năng lượng ion hóa. Các electron có năng lượng ion hóa thấp có độ âm điện thấp vì hạt nhân của chúng không tạo ra lực hấp dẫn mạnh đối với các electron. Các nguyên tố có năng lượng ion hóa cao có độ âm điện cao do lực kéo mạnh tác dụng lên các electron của hạt nhân. Trong một nhóm, độ âm điện giảm khi số nguyên tử tăng , do khoảng cách tăng giữa electron hóa trị và hạt nhân ( bán kính nguyên tử lớn hơn). Một ví dụ về nguyên tố điện ly (nghĩa là độ âm điện thấp) là xê-ri; một ví dụ về một nguyên tố có độ âm điện cao là flo.

Tóm tắt các thuộc tính định kỳ của các nguyên tố

  • Di chuyển sang trái → Phải
  • Nguyên tử bán kính giảm
  • Năng lượng ion hóa tăng
  • Ái lực điện tử thường tăng ( ngoại trừ ái lực điện tử cao quý gần bằng không)
  • Độ âm điện tăng
  • Di chuyển trên cùng → Dưới cùng
  • Bán kính nguyên tử tăng
  • Năng lượng ion hóa giảm
  • Ái lực điện tử thường giảm khi di chuyển xuống một nhóm
  • Giảm độ âm điện

Phân tử không phân cực là gì? Định nghĩa, phân loại và ví dụ - Định nghĩa phân tử không phân cực trong hoá học Một phân tử không phân cực không có sự phân tách điện tích, do đó không có cực dương hoặc cực âm được hình thành. Nói cách khác, điện tích của các phân tử không phân cực được phân bố đều trên phân tử. Các… Đọc thêm
Tìm hiểu về Thiên hà Antennae Tìm hiểu về Thiên hà Antennae - Giới thiệu Thiên hà Râu (Antennae Galaxies) là một cặp thiên hà xoắn ốc tương tác và trộn lẫn các ngôi sao của chúng. Chúng bắt đầu bước nhảy thiên hà (galactic dance) cách đây vài trăm triệu năm và hiện đang trong giai đoạn mà những đám mây khí của chúng va chạm với… Đọc thêm
Tìm hiểu về Vành đai tiểu hành tinh Tìm hiểu về Vành đai tiểu hành tinh - Vành đai tiểu hành tinh là gì? Phần lớn các tiểu hành tinh trong Thái Dương hệ được tìm thấy ở khu vực phía bên kia sao Hỏa. Chúng tạo thành vành đai tiểu hành tinh.  Những quỹ đạo khác trong không gian gần Trái Đất và một số dịch chuyển hay bị ném ra… Đọc thêm
Show More
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker