I Układ okresowy pierwiastków
Współczesny układ okresowy został zbudowany w oparciu o strukturę elektronową, w wyniku reguły rozbudowy z uwzględnieniem wszystkich odstępstw.Rys.1
Miejsce pierwiastka w układzie okresowym można znaleźć po ustaleniu jego struktury elektronowej:
H 1s12s0
He 1s22s0
Li 1s22s1
Be 1s22s2
B 1s22s22p1
C 1s22s22p2
N 1s22s22p3
O 1s22s22p4
F 1s22s22p5
Ne 1s22s22p63s0
Ćw.531s22s22p63s23p64s23d104p65s54d105p5 od najwyższego s na prawo elektrony walencyjne7 grupa główna5 okres
Taki układ okresowy powstał w oparciu o inną zasadę niż układ Mendelejewa. Mendelejew znane sobie pierwiastki ułożył w szereg według rosnącej masy molowej. Ten sam szereg pociął na siedem części w taki sposób, by po ułożeniu ich pod sobą otrzymać pierwiastki w jednej kolumnie o podobnych własnościach. To podobieństwo było dla niego najważniejsze i dlatego w dwóch przypadkach zmienił kolejność, ale teoretycznie nie umiał tego uzasadnić.Rys2
Dziś wiemy, ze dany pierwiastek budują atomu o zawsze tej samej liczbie protonów, ale mogą mieć różne liczby neutronów. W wyniku liczby masowe są ułamkami i nie idą w parze ze zmianą struktury elektronowej.
II Rozkład struktury pierwiastków w układzie okresowym
1.Zniany długości promienia
Jeśli wędrujemy w dół dowolnej grupy układu, to napotykamy pierwiastki o tej samej liczbie elektronów walencyjnych, ale rosnącej liczbie powłok. Promień musi więc rosnąć, jednak im wyższa powłoka, tym bardziej zazębia się poprzednimi. Dlatego u góry każdej grupy promień r rośnie bardzo szybko, a im bliżej dołu dym wolniej.Rys.3
Jeśli poruszamy się z lewej strony na prawą w dowolnym okresie, to spotykamy pierwiastki, których atomy mają te samą liczbę powłok, ale rośnie ładunek ich jader. Z prawa Coulomba, każdy elektron jest wtedy przyciągany coraz mocniej, przy czym siła przyciągająca na początku każdego okresu rośnie szybko, a im bliżej prawego końca, tym wolniej.Rys4
Im większa siła przyciągania między jądrem, a elektronem, tym mniejszy promień atomu. Dlatego na początku każdego okresu promienie szybko maleją, lecz szybkość zmian jest wolna pod koniec okresu.Rys5
Gdyby na jednym wykresie chcieć przedstawić zmiany promienia, to zarówno w grupie pierwszej itd. oraz ósmej, krzywe miałyby taki sam przebieg. Krzywa dla pierwszej grupy leżałaby najwyżej, bo tam są największe promienie, a dla ósmej najwyżej, bo tam są najmniejsze promienie. Gdyby teraz wędrować od krzywej z pierwszej grupy do krzywej z ósmej, musielibyśmy poruszać się po takich krzywych jak po okresie, otrzymalibyśmy wykres zmian promienia w układ, który przypomina zęby piły.Rys6
Chociaż przebieg zmian został przez nas tylko oszacowany, wykresy wskazane są bardzo zbliżone do otrzymanych doświadczalnie.
(…)
… prostych związków Znając strukturę elektronów atomów, możemy ustalić ile wiązań mogą utworzyć między sobą. To pozwala ustalić kształt cząsteczki np. NH3 zbudowany jest z azotu, który ma trzy pojedyncze elektrony i parę elektronową. Tworzy więc trzy wiązania sigma z wodorem. Każda z nich to hybryda. Para elektronowa to też hybryda. Cztery hybrydy to sp3, stąd cząstka jest tetraedryczna. Rys.26 !! Ponieważ para elektronowa odpycha elektrony mocniej niż gdy orbital obsadzony jest jednym elektronem, tetraedr na zniekształconą budowę. Podobnie jest w wypadku cząsteczki H2O, gdzie również tetraedr jest zniekształcony. Rys.27 Każdy atom reaguje w takiej formie, która pozwala mu utworzyć największe wiązania, dlatego gdy węgiel z tlenem wybiera stan sp pozwala utworzyć 3 wiązania. Rys.28…
… +VI). Według przybliżonej reguły, pierwiastek jest tym lepszym niemetalem im leży bliżej F. Pierwiastki o pośrednich elektroujemnościach, równie łatwo mogą oddawać i pobierać elektrony, zależnie od okoliczności. Nazywamy je pierwiastkami przejściowymi, lub amfo terami. W układzie okresowym można ja znaleźć w pobliżu przekątnej. Rys.13 Na podstawie powyższych danych, można znaleźć przybliżoną regułę…
… ma mniejszy promień, a im więcej zyskał, tym anion ma większy promień. Rys7 2. Zmiany elektroujemności Jeśli obojętnemu atomowi oderwiemy jeden elektron, to wyzwolona energia zwana jest pierwszą energią jonizacji EjI. Jeśli dwa elektrony, to druga energię jonizacji EjII.
Zawsze spełniona zasada EjI << EjII<< EjIII. Zawsze jeden atom jest oddać najłatwiej. Rys.8 Energia jaka wydzieli się gdy obojętnemu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)