원소 의 주기적 특성은 원자 적 관점에서 물리적 및 화학적 거동을 정의하고 원자 번호와 함께 그 크기가 원자 분류를 허용하는 속성입니다 .
모든 속성 중에서 이름에서 알 수 있듯이주기적인 특성이 있습니다. 즉, 주기율표를 연구하면 그 크기가주기 (행) 및 그룹 (열)의 요소 순서와 일치하고 반복되는 추세를 따른다는 것을 증명할 수 있습니다.
주기율표 요소 일부의 고유 주기성. 출처 : Gabriel Bolívar.
예를 들어, 기간이 순회되고주기 속성이 각 요소의 크기가 감소하면 모든 기간에서 동일하게 발생합니다. 반면에 한 그룹이나 열을 내려 가면 크기가 증가하면 다른 그룹에서도 동일한 일이 발생할 것으로 예상 할 수 있습니다.
그래서 그 변형이 반복되고 원자 번호에 의한 원소의 순서와 일치하는 단순한 경향을 보여줍니다. 이러한 속성은 원소의 금속성 또는 비금속 성 특성과 그 반응성에 직접적으로 영향을 미치며, 이는 원소를 더 깊이 분류하는 데 도움이되었습니다.
잠시 동안 원소의 정체를 알 수없고 이상한 "구체"로 보인다면, 주기율표는 이러한 속성을 사용하여 (많은 작업으로) 재 구축 될 수 있습니다.
이러한 방식으로, 가정 된 구체는 그룹 (상단 이미지)에서 서로 구별 될 수있는 색상을 획득합니다. 전자적 특성을 알면 기간별로 구성 할 수 있으며 그룹은 동일한 수의 원자가 전자를 가진 그룹을 나타냅니다.
주기적 속성에 대해 배우고 추론하는 것은 요소가 어떤 식 으로든 반응하는 이유를 아는 것과 같습니다. 금속 요소가 테이블의 특정 영역에 있고 비금속 요소가 다른 영역에있는 이유를 아는 것입니다.
주기적 특성과 특성은 무엇입니까
-원자 라디오
이미지의 구체를 관찰 할 때 가장 먼저 눈에 띄는 것은 모두 같은 크기가 아니라는 것입니다. 일부는 다른 것보다 더 방대합니다. 좀 더 자세히 살펴보면 패턴에 따라 이러한 크기가 달라진다는 것을 알 수 있습니다. 한 기간에는 왼쪽에서 오른쪽으로 감소하고 그룹에서는 위에서 아래로 증가합니다.
위의 경우도 이렇게 말할 수 있습니다. 원자 반경은 오른쪽에있는 그룹이나 열로 갈수록 감소하고 더 낮은 기간이나 행에서 증가합니다. 그렇기 때문에 원자 반경은 그 변화가 원소 내의 패턴을 따르기 때문에 첫 번째 주기적 속성입니다.
핵 전하와 전자
이 패턴의 원인은 무엇입니까? 일정 기간 동안 원자의 전자는 동일한 에너지 수준을 차지하는데, 이는 원자핵에서 전자를 분리하는 거리와 관련이 있습니다. 우리가 한 그룹에서 다른 그룹으로 이동할 때 (오른쪽 기간을 거치는 것과 동일), 핵은 동일한 에너지 수준 내에서 전자와 양성자를 모두 추가합니다.
따라서 전자는 핵에서 더 많은 거리를 차지할 수 없으며 더 많은 양성자를 가지고 있기 때문에 양전하를 증가시킵니다. 결과적으로 전자는 핵에 대한 더 큰 인력을 경험하여 양성자의 수가 증가함에 따라 점점 더 끌어 당깁니다.
이것이 바로 주기율표 (노란색과 청록색 기둥)의 맨 오른쪽에있는 원소가 가장 작은 원자 반경을 갖는 이유입니다.
다른 한편으로, 한 기간에서 다른 기간으로 "점프"할 때 (그룹 아래로 내려 간다는 것과 동일), 활성화 된 새로운 에너지 레벨은 전자가 핵에서 더 먼 공간을 차지할 수 있도록합니다. 더 멀어지면 (더 많은 양성자를 가진) 핵은 적은 힘으로 그들을 끌어 당깁니다. 따라서 원자 반경이 증가합니다.
이온 반경
이온 반경은 원자 반경과 유사한 패턴을 따릅니다. 그러나 이것들은 핵에 그다지 의존하지 않고 원자가 중립 상태와 관련하여 얼마나 많은 전자를 가지고 있는지에 달려 있습니다.
양이온 (Na + , Ca 2+ , Al 3+ , Be 2+ , Fe 3+ )은 하나 이상의 전자를 잃었 기 때문에 양전하를 나타내므로 반발이 적기 때문에 핵이 더 큰 힘으로 끌어 당깁니다. 그들 사이에. 결과 : 양이온은 이들이 파생 된 원자보다 작습니다.
그리고 음이온 (O 2- , F - , (S) 2-가 난 - 핵으로 작용하는 인력 위에 서로의 반발 증가가 초과하는 하나 개 이상의 전자를 가지고 있기 때문에 오히려 그들이 음전하를 나타낸다). 결과 : 음이온이 파생 된 원자보다 큽니다 (아래 이미지).
중성 원자에 대한 이온 반경의 변화. 출처 : Gabriel Bolívar.
2- 음이온이 가장 크고 2+ 양이온이 가장 작다는 것을 알 수 있습니다. 반지름은 원자가 음으로 하전되면 증가하고 양으로 하전되면 수축합니다.
-전기력
원소의 원자 반경이 작 으면 전자가 매우 강하게 끌릴뿐만 아니라 화학 결합을 형성 할 때 인접한 원자의 전자도 끌어 당깁니다. 화합물 내의 다른 원자로부터 전자를 끌어들이는 이러한 경향을 전기 음성도라고합니다.
원자가 작다고해서 전기 음성이 더 높다는 의미는 아닙니다. 그렇다면 헬륨과 수소 원소가 가장 전기 음성적인 원자가 될 것입니다. 과학이 보여주는 한 헬륨은 어떤 종류의 공유 결합도 형성하지 않습니다. 수소는 핵에 단 하나의 양성자를 가지고 있습니다.
원자 반경이 클 때, 핵은 다른 원자로부터 전자를 끌어 당길만큼 충분히 강하지 않습니다. 따라서 가장 전기 음성적인 원소는 원자 반경이 작고 양성자가 더 많은 원소입니다.
다시 말하지만, 이러한 특성을 완벽하게 충족시키는 것은 주기율표 p 블록의 비금속 원소입니다. 이들은 그룹 16 또는 산소 (O, S, Se, Te, Po) 및 그룹 17 또는 불소 (F, Cl, Br, I, At)에 속하는 것들입니다.
경향
말한 모든 것에 따르면, 대부분의 전기 음성 원소는 특히 주기율표의 오른쪽 상단 모서리에 있습니다. 가장 전기 음성 목록의 선두에있는 원소로 불소를 가지고 있습니다.
왜? 전기 음성도 척도 (Pauling, Mulliken 등)에 의존하지 않고, 불소는 비록 네온 (당시 대의 고귀한 가스)보다 크지 만 전자는 결합을 형성 할 수 있지만 후자는 결합을 형성 할 수 없습니다. 또한 작은 크기이기 때문에 핵에는 많은 양성자가 있으며 불소가있는 곳에 쌍극자 모멘트가 있습니다.
-금속 캐릭터
원소가 같은주기의 원소와 비교했을 때 원자 반경이 있고 전기 음성도가 높지 않다면 그것은 금속이며 높은 금속 특성을 가지고 있습니다.
메인 이미지로 돌아 가면 칙칙한 것과 같은 붉은 색과 녹색의 구체가 금속 요소에 해당합니다. 금속은 고유 한 특성을 가지고 있으며 여기에서 주기적 특성이 물질의 물리적 및 거시적 특성과 얽 히기 시작합니다.
금속 특성이 높은 원소는 상대적으로 큰 원자가 특징이며, 핵이 전자를 거의 끌어 당길 수 없기 때문에 전자를 잃기 쉽습니다.
그 결과, 이들은 쉽게 산화 형 또는 양이온 M에 전자 손실 +를 ; 이것은 모든 양이온이 금속임을 의미하지는 않습니다.
경향
이 시점에서 주기율표에서 금속 특성이 어떻게 변하는 지 예측할 수 있습니다. 금속이 큰 금속 반경을 가지고 있고 또한 전기 음성이 거의 없다는 것이 알려져 있다면, 가장 무거운 원소 (낮은주기)가 가장 금속성 일 것으로 예상되어야합니다. 가장 가벼운 요소 (상단 기간), 가장 적은 금속성 요소입니다.
또한 금속 특성은 요소가 전기 음성이 될수록 감소합니다. 이것은 주기율표의 오른쪽에있는주기와 그룹을 통해 상위주기에서 더 적은 금속 원소를 찾을 수 있음을 의미합니다.
따라서 금속성 특성은 그룹을 통해 내림차순으로 증가하고 같은 기간에 왼쪽에서 오른쪽으로 감소합니다. 금속 원소 중 : Na (나트륨), Li (리튬), Mg (마그네슘), Ba (바륨), Ag (은), Au (금), Po (폴로늄), Pb (납), Cd (카드뮴) , Al (알루미늄) 등
-이온화 에너지
원자가 큰 원자 반경을 가지고 있다면 그 핵은 상당한 힘으로 갇힌 최 외각 껍질에 전자를 보유하지 않을 것으로 예상됩니다. 결과적으로 기체 상태 (개별화)의 원자에서 이들을 제거하면 많은 에너지가 필요하지 않습니다. 즉, 이온화 에너지 EI는 전자를 제거하는 데 필요합니다.
EI는 또한 원자핵의 인력이나 가장 바깥 쪽 전자에있는 기체 이온의 인력을 극복하기 위해 공급되어야하는 에너지라고 말하는 것과 같습니다. 원자가 작고 전기 음성이 높을수록 EI가 낮아집니다. 이것이 당신의 추세입니다.
다음 방정식은 예를 보여줍니다.
나트륨 (g) => NA + (g) + E -
이를 달성하는 데 필요한 EI는 두 번째 이온화에 비해 그리 크지 않습니다.
NA + (g) => (NA) 2 + (g) + E -
Na + 양전하가 우세하고 이온이 중성 원자보다 작기 때문에. 결과적으로 Na + 의 핵은 훨씬 더 큰 힘으로 전자를 끌어 당겨 훨씬 더 큰 EI가 필요합니다.
-전자 친화력
그리고 마지막으로 전자 친화 성의 주기적 특성이 있습니다. 이것은 기체 상태의 원소 원자가 전자를 받아들이는 에너지 경향입니다. 원자가 작고 인력이 큰 핵을 가지고 있으면 전자를 받아들이 기 쉬워 안정된 음이온을 형성합니다.
음이온이 중성 원자에 대해 안정할수록 전자 친화력이 커집니다. 그러나 전자 자체 사이의 반발도 작용합니다.
예를 들어 질소는 산소보다 전자 친화력이 높습니다. 이것은 3 개의 2p 전자가 짝을 이루지 않고 서로를 밀어 내고 들어오는 전자는 더 적기 때문입니다. 산소에는 더 큰 전자적 반발력을 발휘하는 한 쌍의 전자가 있습니다. 불소에는 두 쌍이 있습니다.
전자적 친화도의 추세는 주기율표의 세 번째주기부터 정상화된다고하는 이유입니다.
참고 문헌
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- Toppr. (sf). 원소의 주기적 속성. 출처 : toppr.com /
- 원소의 주기적 속성 : 테이블을 가로 지르는 여정은 화학을 통한 여정입니다. . 출처 : cod.edu