Periodičnost svojstava elemenata

Radijus atoma

Radijus atoma, r_a, definira se kao polovica razmaka između dviju jezgara susjednih atoma koji su u dodiru. U periodi idući s lijeva na desno radijus atoma se smanjuje. Unutar skupine, idući odozgo prema dalje raste radijus atoma.

S lijeva na desno dolazi do porasta naboja jezgre pa jezgra sve jače privlači valentne elektrone (koji se nalaze u zadnjoj ljusci) i tako smanjuje veličinu, tj radijus atoma. Primjer elemenata u istoj periodi na kojima je vidljivo ovo svojstvo jesu vodik (H) i helij (He).

Odozgo prema dolje radijus raste jer se u tom smjeru povećava broj ljuski. Primjer elemenata u istoj skupini na kojima je vidljivo ovo svojstvo jesu vodik (H) i litij (Li).

Kada govorimo o radijusu iona, kationi elementa uvijek imaju manji radijus od neutralnog atoma zbog smanjenja broja elektrona, a anioni imaju veći radijus od neutralnog atoma zbog povećanja broja elektrona.

Energija ionizacije

Energija ionizacije, E_i, je energija koja je potrebna da se neutralnog atomu ili ionu u plinovitom stanju izbije elektron. Prva energija ionizacije je ona koja se ulaže za izbijanje prvog elektrona i ona je najmanja budući da je lakše izbiti elektron iz neutralne čestice nego iz kationa. Općenito je energija ionizacije za metale znatno manja od one za nemetale zato što je metalima prirodno otpuštanje elektrona u svrhu stvaranja kationa.

U periodi s lijeva na desno energija ionizacije raste zato što u tom smjeru dolazi do smanjenja radijusa i elektronu su jače vezani za jezgru pa ih je teže izbiti. U skupini energija ionizacije se smanjuje odozgo prema dolje zbog porasta atomskog radijusa jer što je radijus veći, elektroni su udaljeniji od jezgre pa je za tako slabije vezane elektrone potrebno uložiti manje energije za njihovo izbijanje.

Afinitet prema elektronu

Afinitet prema elektronu, E_a, je energija koja se oslobodi kada neutralni atom ili anion u plinovitom stanju primi elektron. Kako nemetali žele primiti elektron jer na taj način stvaraju anione, oni imaju veći afinitet prema elektronu u odnosu na metale. Za nemetale je prvi afinitet egzoterman proes, a drugi endoterman proces budući da je potrebno svladati odbojne sile koje se javljaju između negativnih naboja kada se anionu dodaje elektron.

U periodi s lijeva na desno afinitet prema elektronu raste zbog povećanja naboja jezgre koja privlači elektron, dok u skupini odozgo prema dolje afinitet pada zbog porasta broja ljuski i smanjenja privlačne sile između jezgre i elektrona koji dolazi u valentnu ljusku.

Elektronegativnost

Elektronegativnost je mjera za silu kojom atom privlači zajednički elektronski par iz kovalentne veze. Unutar periode, elektronegativnost raste s lijeva na desno, a u skupini se smanjuje odozgo prema gore. Najelektronegativniji element u PSE je fluor, dok najmanju elektronegativnost ima cezij. Vrlo velik koeficijent elektronegativnosti (χ) imaju kisik, dušik i klor. Prema Paulingu F, O, Cl i N su atomi najveće elektronegativnosti.

Ukratko

Na sljedećem prikazu periodnog sustava elemenata nalaze se prikazana sva svojstva koja se periodički mijenjaju, a spomenuta su u ovoj lekciji.