Периоды и группы в периодической таблице и периодичность

Периодическая таблица является важным инструментом в химии, помогая ученым понимать свойства и поведение элементов. Она организована таким образом, что отображает закономерность, известную как периодичность. В этом детальном объяснении мы углубимся в понятия периодов и групп в периодической таблице и то, как периодичность играет важную роль в химии.

Понимание периодической таблицы

Периодическая таблица - это таблица, в которой все элементы упорядочены в зависимости от их атомного номера, электронной конфигурации и повторяющихся химических свойств. Таблица разделена на горизонтальные ряды, называемые периодами, и вертикальные столбцы, называемые группами или семействами.

Периоды в периодической таблице

Периоды - это горизонтальные ряды в периодической таблице. В стандартной периодической таблице всего семь периодов. Каждый период представляет новый основной уровень энергии, который заполняется электронами. При движении слева направо через период, атомный номер элементов увеличивается, что означает рост числа протонов и электронов.

H2O
by Lee B. BCNOF
NaMgAlSiPsClAr
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br K
        

Каждый элемент в определённом периоде имеет одинаковое число атомных орбиталей или уровней энергии. Например, все элементы во втором периоде имеют два уровня энергии. По мере движения вдоль периода свойства элементов становятся менее металлическими и более неметаллическими.

Группы в периодической таблице

Группы - это вертикальные столбцы в периодической таблице. В периодической таблице 18 групп, и элементы в группе обычно имеют схожие свойства и одинаковое количество электронов во внешней оболочке. Именно поэтому группы иногда называют семействами, поскольку элементы демонстрируют похожее поведение.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H2O
by Lee B. BCNOF
NaMgAlSiPsClAr
K K G G Ge As Se Brak K
        

Группы пронумерованы от 1 до 18. Элементы в одной группе имеют одинаковую конфигурацию валентных электронов, что приводит к схожим химическим свойствам. Например, элементы группы 17, известные как галогены, очень реакционноспособны и включают фтор (F), хлор (Cl) и бром (Br).

Периодичность в периодической таблице

Периодичность относится к повторяющимся тенденциям, которые очевидны в свойствах элементов по мере движения вдоль периода или вниз по группе в периодической таблице. Некоторые из основных периодических тенденций включают:

1. Атомный радиус

Атомный радиус - это расстояние от ядра атома до внешней границы его электронной оболочки.

• В периоде: при движении слева направо через период атомный радиус уменьшается. Это происходит потому, что увеличенное количество протонов в ядре оказывает большее притяжение на электроны, приближая их к ядру.
• Вниз по группе: при движении вниз по группе атомный радиус увеличивается. Это происходит из-за добавления новых электронных оболочек, что преобладает над увеличением заряда ядра.

2. Энергия ионизации

Энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления электрона из атома в газообразном состоянии.

• В периоде: энергия ионизации увеличивается вдоль периода из-за увеличения ядерного заряда, что означает, что требуется больше энергии, чтобы удалить электрон.
• Вниз по группе: энергия ионизации уменьшается вниз по группе. Хотя ядерный заряд увеличивается, дополнительные электронные оболочки уменьшают эффективное притяжение ядра на внешние электроны.

3. Электроотрицательность

Электроотрицательность - это мера способности атома привлекать электроны и образовывать с ними связи.

• В периоде: электроотрицательность увеличивается вдоль периода. Большее количество протонов в ядре приводит к большему притяжению электронов.
• Вниз по группе: электроотрицательность уменьшается вниз по группе, так как дополнительные электроны уменьшают притяжение электронов связывания каждой оболочки.

4. Аффинитет к электрону

Аффинитет к электрону относится к количеству энергии, которое высвобождается при добавлении электрона к нейтральному атому.

• В периоде: в общем, аффинитет к электрону становится более отрицательным вдоль периода, так как атомы легче принимают электроны для достижения стабильной конфигурации.
• Вниз по группе: аффинитет к электрону в общем становится менее отрицательным, по мере движения вниз по группе, поскольку размер атома увеличивается и притяжение между ядром и прибывающими электронами уменьшается.

Визуальное представление периодических тенденций

На приведенной выше иллюстрации показано, что атомный радиус уменьшается вдоль периода, в то время как он увеличивается при движении вниз по группе.

Заключение

Понимание структуры периодической таблицы, включая периоды и группы, является основополагающим для изучения химии. Понимание периодических тенденций помогает прогнозировать, как элементы будут вести себя в химических реакциях, расширяя наше понимание физического мира. Зная эти закономерности, мы можем принимать обоснованные решения в исследованиях, промышленности и многих научных применениях.

Комментарии