Picture
0 (4)

24

Ważniejsze pojęcia chemiczne

W poszczególnych grupach układu pierwiastki wykazują analogiczne wartościowości formalne i stopnie utlenienia. Przez wartościowość rozumie się liczbę atomów wodoru przyłączanych lub zastępowanych w związkach przez atom danego pierwiastka. Wodór jest zawsze jednowartościowy. Dokładniejsza definicja mówi, że jest to liczba pojedynczych wiązań, jakie może utworzyć atom danego pierwiastka. Niektóre pierwiastki przyjmują tylko pewne wybrane wartościowości, np. wszystkie pierwiastki z grupy I A są jednowartościowe, z grupy II beryl i magnez są dwuwartościowe itd. Większość pierwiastków może przyjmować różne wartościowości, z tym, że wartościowość maksymalną określa z reguły liczbowo numer grupy. Wyjątkami są tutaj np. tlen, który jest maksymalnie dwuwartościowy (VII A), brom - sześciowartościowy (VII A) oraz gazy szlachetne.

Częściej od wartościowości stosuje się umowne pojęcie stopnia utlenienia, czyli wartościowości dodatniej bądź ujemnej. Pierwiastki w stanie wolnym lub atomy tego samego pierwiastka związane między sobą mają stopień utlenienia równy zeru. Stopień utlenienia ujemny przyjmuje na danym wiązaniu chemicznym atom o wyższej elektroujemności niż związany z nim atom drugiego pierwiastka. Suma stopni utlenienia na wszystkich wiązaniach daje stopień całkowity atomu w danym związku chemicznym. Stopień utlenienia jest często ładunkiem pozornym. Suma stopni utlenienia atomów wchodzących w skład obojętnej cząsteczki wynosi zero. Na przykład w nadmanganianie potasu KM11O.1 stopień utlenienia potasu K wynosi l+, manganu Mn 7+ i każdego atomu tlenu O 2-.

Promienie atomowe pierwiastków

Największe promienie atomowe mają pierwiastki grupy 1 A. Promienie tc są coraz większe przesuwając się w dół grupy. W poszczególnych okresach promienie atomowe stopniowo maleją. Przejście atomu w stan jonu dodatniego powoduje zmniejszenie jego promienia, tutaj promienia jonowego.

atom Na

kation Na'

Na⁰ - \e —> Na⁺

„Na= D² 2s²p^b 3s'

po dodaniu 1 elektronu atom sodu staje się kationem o konfiguracji neonu |₀Ne

Przejście w stan jonu ujemnego powoduje zwiększenie promienia jonowego.

CI^H+ le -> Cl

anion Cl

atom Cl

ni 2>^    2    2    ^

= 15 2s p 3.v p

po przyjęciu I elektronu atom chloru stn| się anionem o konfiguracji argonu _(HAi

Energia jonizacji (potencjał jonizacyjny) jest to energia wyrażona w nowoltach eV/atom, bądź w KJ/mol, potrzebna do oderwania elektronu mu danego pierwiastka. Jeżeli odrywany jest pierwszy elektron, to m o pierwszej energii jonizacji, jeżeli drugi, to o drugiej energii joniz. Pierwsza energia jonizacji jest najniższa, dalsze wzrastają stopniowo, N, nie duży wzrost tej energii następuje po oderwaniu elektronów walem W układzie okresowym obserwuje się spadek energii jonizacji, kolojm szej, drugiej itd., przechodząc od góry w dół w grupach pierwiastków sach energie te stopniowo rosną.

Elektroujemność charakteryzuje zdolność atomu będącego w zwii przyciągania do siebie elektronów. Elektroujemność atomów pierwiastki sta w okresach, postępując od lewej strony w prawo, i maleje, postępująi pach od góry- w dół. Według L. Paulinga najwyższą elektroujemność ma wynoszącą 4,10. Przykładowo, elektroujemność i innych pierwiastków pujące:

O 3,50    N 3,07    C 2,50    II 2,20    B 2,00    Cl 2,8? Ili

S 2,44    P 2,06    Na 1,01    Li 0,97    Cs 0,86

C idy różnica elektroujemności dwóch związanych atomów jest większa wówczas występuje miedzy nimi przewaga wiązania jonowego, a mniejsza, wówczas występuje przewaga wiązania kowalencyjnego

Układ okresowy umożliwia zorientowanie się co do okresowości w ści związków chemicznych. Przykładowo, tlenki pierwiastków grup g trzeciego okresu (//    3) wykazują następujące właściwości:

Na.O, MgO, AI..O₍ mają wysokie temperatury topnienia zc względi soki udział wiązania jonowego między atomem tlenu i atomem metalu Na.O, MgO w reakcji z wodą prowadzą do otrzymania zasad arrlu skiclt.

Al,.Oi jest połączeniem nmlótcrycznym, zachowującym się wobec jak zasada i wobec zasad jak kwas.

IV >|o i dalsze tlenki w omawianym okresie wykazują znacznie ni; peratury topnienia, spowodowane przewagą kowalencyjnego chaiakten l| mniejszymi różnicami elcktroujcmnośi i I lenki le w reake ji z wodą | do uzyskania kwasów arrhenitisowskich