VII. ORESOWOŚĆ 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 inne naturalne izotopy promieniotwórcze

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, (Kurs CHC1041w).

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:

H 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

7. Stopnie utlenienia pierw. grup głównych w tlenkach i wodorkach

 

a) Tlenki

Numer grupy głównej	I	II	III	IV	V	VI	VII
Maksymalne stopnie utlenienia pierwiastka	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7
Tlenki	Na2O	MgO	Al2O3	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 kwasowy albo zasadowy
Koniec rozdziału VII

Władysław Walkowiak - Chemia ogólna, kurs WPC1002

3 / 14

Rozdział VII. Okresowość właściwości 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

1. Pierwsze 3 grupy 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

---