Các xu hướng chính trong bảng tuần hoàn hóa học của Mendeleev
Moseley đã đưa ra định luật tuần hoàn hiện đại. Nó nói rằng các tính chất hóa học và vật lý của các nguyên tố tạo thành các hàm tuần hoàn của số hiệu nguyên tử của chúng. Theo bảng tuần hoàn hiện đại, các nguyên tố được sắp xếp dựa trên số nguyên tử của chúng, số nguyên tử này liên quan trực tiếp đến tính chất vật lý và hóa học của nguyên tố.
Do đó, các phần tử hiển thị tính tuần hoàn trong các thuộc tính của chúng. Chẳng hạn như kích thước nguyên tử giảm dần từ trái sang phải. Tuy nhiên một số trường hợp ngoại lệ không tuân theo xu hướng tuần hoàn như vậy cũng được quan sát thấy.
Xu hướng tuần hoàn trong tính chất hóa học là gì?
Xu hướng tuần hoàn là một mẫu duy nhất trong bảng tuần hoàn thể hiện các khía cạnh khác nhau như kích thước, tính dẫn điện của một nguyên tố cụ thể. Tính tuần hoàn này được gây ra do sự lặp lại của các cấu hình điện tử tương tự trong bảng tuần hoàn. Nói cách khác, các nguyên tố có cấu hình điện tử tương tự nhau sẽ có các tính chất tương tự nhau.
Những xu hướng định kỳ về tính chất hóa học và vật lý này xảy ra do sự sắp xếp của bảng tuần hoàn. Xu hướng định kỳ và phản ứng hóa học cung cấp cho các nhà hóa học một công cụ có giá trị để nhanh chóng dự đoán thuộc tính của một nguyên tố. Những xu hướng này tồn tại do tính chất định kỳ của các nguyên tố và cấu trúc nguyên tử giống hệt nhau của chúng trong các họ nhóm khác nhau.
Các thuộc tính chưa biết của bất kỳ phần tử nào có thể được suy ra từng phần do các xu hướng định kỳ này:
Xu hướng trong tính chất hóa học
Các xu hướng chính được liệt kê như sau:
- Độ âm điện
- Độ nóng chảy
- Tính kim loại
- Năng lượng ion hóa
- Ái lực điện tử
- Bán kính nguyên tử
- Hóa trị
Độ âm điện trong bảng tuần hoàn
Độ âm điện là một tính chất hóa học mô tả khả năng của một nguyên tử để thu hút các cặp electron liên kết. Một thủ tục thông thường không thể tính toán nó vì nó là một tính năng định tính.
Độ âm điện đo lường xu hướng của một nguyên tử thu hút và thiết lập liên kết với các electron. Sự sắp xếp điện tử của các nguyên tử làm phát sinh tính nang này. Quy tắc bát tử, nói rằng lớp vỏ ngoài cùng có tám electron, theo sau là vô số nguyên tử.
Độ âm điện tăng dần từ trái sang phải và giảm dần từ trên xuống dưới trong bảng tuần hoàn.
Các khí hiếm, lanthanide và actinide là những ngoại lệ đáng chú ý.
Một phương sai nhỏ được quan sát giữa các giá trị độ âm điện của các kim loại chuyển tiếp.
Flo là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất.
Năng lượng ion hóa trong bảng tuần hoàn
Năng lượng ion hóa cần thiết để loại bỏ một electron ở dạng khí của nó ra khỏi một nguyên tử bị cô lập. Nó được coi là đối cực của khái niệm độ âm điện. Năng lượng ion hóa càng thấp thì nguyên tử càng dễ hình thành cation (ion +).
Do đó, năng lượng cao dẫn đến khả năng hình thành cation ít hơn. Khi lớp vỏ hóa trị của một nguyên tử gần hoàn thiện, các nguyên tố ở bên phải của bảng tuần hoàn có nặng lượng ion hóa cao hơn. Ngược lại, các nguyên tố ở phía bên trái của bảng tuần hoàn có nặng lượng ion hóa thấp khi chúng loại bỏ các electron và trở thành caption. Do đó năng lượng ion hóa tăng dần từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn.
Ái lực electron trong bảng tuần hoàn
Khả năng nhận electron của nguyên tử được gọi là ái lực electron. Đó là một phép đo định lượng về sự dịch chuyển năng lượng khi một electron được thêm vào một nguyên tử khí trung tính. Ái lực của nguyên tử đối với electron càng cao thì giá trị ái lực electron của nó càng thấp.
Ái lực electron càng thấp khi khoảng cách giữa electron mang điện tích âm và hạt nhân mang điện tích dương càng xa. Do đó ái lực của electron giảm xuống trong một nhóm. Do càng đi xuống nguyên tố càng có nhiều lớp vỏ bên ngoài.
Bán kính nguyên tử trong bảng tuần hoàn
Bán kính nguyên tử bằng nửa khoảng cách giữa hạt nhân của hai nguyên tử. Các nguyên tố khác nhau có thể hình thành liên kết cộng hóa trị với nhau. Bán kính nguyên tử là tên gọi khác của bán kính cộng hóa trị của các phân tử này. Bán kính nguyên tử có thể được tìm thấy trên bảng tuần hoàn.
Kích thước nguyên tử giảm dần từ trái sang phải vì các electron được thêm vào cùng một lớp vỏ. Tuy nhiên các proton đồng thời được thêm vào hạt nhân làm cho nó tích điện dương hơn. Khi số proton tăng nhanh hơn số electron, lực hút hạt nhân tăng lên, khiến vỏ nguyên tử gần nhau hơn và bán kính thu hẹp lại.
Hóa trị trong bảng tuần hoàn
Hóa trị của bảng tuần hoàn tăng lên và cuối cùng giảm xuống trong một chu kỳ.
Kết luận:
Các xu hướng tuần hoàn xác định tính chất vật lý và hóa học của nguyên tố theo nhiều cách khác nhau. Đóng vai trò thiết yếu trong việc gắn các đặc điểm cho các nguyên tố. Độ âm điện, ái lực electron, năng lượng ion hóa, tính chất kim loại tăng dần từ trái sang phải trong một chu kỳ, trong khi bán kính nguyên tử giảm dần.
Độ nóng chảy không có xu hướng cụ thể nào trên bảng. Một số xu hướng tuần hoàn khác xác định tính chất hóa học của các nguyên tố là electron hóa trị và xu hướng phản ứng của bảng tuần hoàn.
