VII. OKRESOWOŚĆ WŁAŚCIWOŚCI PIERWIASTKÓW CHEMICZNYCH
1. Stany skupienia: gazowy, ciekły i stały.
Gazy H, He
N, O, F, Ne
Cl, Ar,
pozostałe helowce
Ciecze Br, Hg
(Ga, Cs, Fr - posiadają temp. topnienia
od +27 do 30 oC)
Ciała stałe pozostałe pierwiastki
2. Promieniotwórczość
2.1. Naturalna
a) Pierwiastki ciężkie od Z = 84 do Z = 92 z wyjątkiem Z = 85 (At),
tj. Po, Rn, Fr, Ra, Ac, Th, Pa i U, występują wyłącznie w postaci izotopów promieniotwórczych.
Izotopy tych pierwiastków tworzą 3 szeregi promieniotwórcze:
1) 4n Torowy 232Th → 208Pb
2) 4n+2 Uranowo-radowy 238U → 206Pb
3) 4n+3 Uranowo-aktynowy 235U → 207Pb
b) Izotopy promieniotwórcze o Z < 84:
40K , 14C , 3H i szereg innych naturalnych izotopów
2.2. Sztuczna
a) Tc (Z = 43), Pm (Z = 61), At (Z = 85)
b) Pierwiastki o Z > 92
c) sztuczne izotopy promieniotwórcze pierwiastków o Z < 92
np. Cs-137, I-131, Co-60.
3. Promienie atomowe i jonowe
Promienie atomowe i jonowe podane są tutaj w pm (pikometrach).
c) Promienie atomowe pierwiastków w poszczególnych okresach (w pm):
d) Promienie atomowe a układ okresowy
Pewne odstępstwa, zwane kontrakcją lantanowcową, pokazane zostaną przy omawianiu pierwiastków d-elektronowych.
4. Energia jonizacji (I)
Energia jonizacji jest to energia potrzebna do oderwania elektronu z atomu i przeniesienia go poza sferę oddziaływania |
A + energia (1) → A+ + e
A+ + energia (2) → A2+ + e
A2+ + energia (3) → A3+ + e
energia (1) << energia (2) << energia (3)
Energię jonizacji podajemy w eV/atom lub kJ/mol
Ogólny trend:
|
Na |
Mg |
Al |
Si |
P |
S |
Cl |
Ar |
E(1), kJ/mol |
496 |
738 |
578 |
787 |
1010 |
995 |
1255 |
1521 |
Szczególna trwałość konfiguracji typu s2 (Mg) i s2p3 (P)
5. Powinowactwo elektronowe (EA)
Jest to zdolność atomów do przyłączania elektronów z zewnątrz. Wiąże się z tym wydzielanie energii: X + e = X- + energia |
Trendy w zakresie zmian te same co dla energii jonizacji.
Powinowactwo elektronowe wybranych pierwiastków w kJ / mol:
Fluor -344
Chlor -349
Brom -329
Tlen -142
Wodór -72
U w a g a : znak minus oznacza wydzielanie energii
6. Elektroujemność pierwiastków
Jest to umowna miara skłonności atomu do przyciągania elektronów podczas tworzenia wiązania chemicznego |
Jest kilka skal, tj. Paulinga, Mullikana oraz Allreda i Rochowa
Elektroujemność (wg Paulinga) pierwiastków grup głównych:
2,1 |
|
|
|
|
|
|
Li 1,0 |
Be 1,5 |
B 2,0 |
C 2,5 |
N 3,0 |
O 3,5 |
F 4,0 |
Na 1,0 |
Mg 1,2 |
Al 1,5 |
Si 1,8 |
P 2,1 |
S 2,5 |
Cl 3,0 |
K 0,8 |
Ca 1,0 |
Ga 1,6 |
Ge 1,8 |
As 2,0 |
Se 2,4 |
Br 2,8 |
Rb 0,8 |
Sr 1,0 |
In 1,7 |
Sn 1,8 |
Sb 1,9 |
Te 2,1 |
I 2,5 |
Cs 0,7 |
Ba 0,9 |
Tl 1,8 |
Pb 1,8 |
Bi 1,9 |
Po 2,0 |
At 2,2 |
Metale - elektroujemność < 1,8
Półmetale - elektroujemność 1,8 - 2,1 z wyjątkiem selenu (2,4)
Niemetale - elektroujemność > 2,1
Stopnie utlenienia pierw. grup głównych w tlenkach i wodorkach
Tlenki
Pierwsze 3 grupy
Numer grupy głównej |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
Maksymalne stopnie utlenienia pierwiastka |
+1 |
+2 |
+3 |
+4 |
+5 |
+6 |
+7 |
Tlenki |
Na2O |
MgO |
Al.2O3 |
SiO2 |
(P2O5)2 = P4O10 |
SO3 |
Cl2O7 |
Wzrost kwasowości →
← wzrost zasadowości
Uwaga: stopień utlenienia tlenu w tlenkach jest -2
b) Wodorki
Numer grupy głównej |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
Wodorki |
LiH |
BeH2 |
(BH3)2 B2H6 |
CH4 |
NH3 |
H2O |
HF |
Stopnie utlenienia pierwiastka |
+1 |
+2 |
+3 |
+4-8 = -4 |
+5-8 = -3 |
+6-8 = -2 |
+7-8 = -1 |
Wzrost kwasowości → ← wzrost zasadowości Uwaga : stopnie utlenienia wodoru w wodorkach są :-1 (LiH, BeH2, B2H6 ) lub +1 (CH4, NH3, H2O, HF) |
|||||||
8. Kwasowe, zasadowe i amfoteryczne właściwości tlenków
pierwiastków grup głównych
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ge |
As |
|
|
|
|
|
Sn |
Sb |
|
|
|
|
|
Pb |
Bi |
|
|
U w a g a: amfoteryczny ≡ obojnaczy, tzn. w zależności od warunków
kwasowo-zasadowych albo kwasowy albo zasadowy.
Koniec rozdziału VII
Władysław Walkowiak - Chemia ogólna, kurs WPC1002
1
Rozdział VII. Okresowość Pierwiastków Chemicznych
Pola jasne - tlenki zasadowe.
Pola ciemne - tlenki kwasowe.
Pierwiastki w kółkach posiadają tlenki o właściwościach amfoterycznych na wyższych stopniach utlenienia.
Natomiast pierwiastki w kwadratach
posiadają tlenki o właściwościach amfoterycznych na niższych stopniach utlenienia
(np. SnO - amfoteryczny a SnO2 ma właściwości kwasowe).
Be
Al
Ga
In
układu okresowego
b) Promienie atomowe a promienie jonowe dla kationów i anionów
wzrost en. jonizacji
wzrost energii jonizacji
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
wzrost pow. elektronu
wzrost powinowactwa elektronowego
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
wzrost promienia
wzrost promienia
Wyszukiwarka