الاتجاهات الدورية

الاتجاهات الدورية نتيجة تنافس الشحنة النووية والحجب والمسافة

عبر الدورة يزداد عدد البروتونات بينما تضاف إلكترونات التكافؤ إلى الغلاف الرئيسي نفسه تقريباً. لا يحجب كل إلكترون جديد الزيادة النووية بالكامل، فتزداد الشحنة النووية الفعالة التي يشعر بها إلكترون التكافؤ. لهذا ينكمش نصف القطر الذري عادة من اليسار إلى اليمين، بينما ترتفع طاقة التأين والكهروسالبية عموماً.

نزولاً في المجموعة يضاف غلاف رئيسي جديد وتزداد المسافة والحجب. لذلك تكبر الذرات غالباً وتنخفض طاقة التأين والكهروسالبية. هذه قواعد اتجاهية وليست خطوطاً ملساء؛ تفاصيل إشغال المدارات مهمة، وخصوصاً بداية تحت قشرة جديدة أو الاقتران داخل مدارات p وd.

مثلاً تكون طاقة التأين الأولى لـ Al أقل من Mg رغم زيادة Z، لأن إلكترون Al المراد نزعه يدخل 3p الأعلى طاقة مقارنة بإلكترون 3s في Mg. كما تظهر اختلافات عند بدء ازدواج الإلكترونات بسبب التنافر. الاستثناء ليس فشلاً للاتجاه؛ بل دليل على أن الاتجاه الكلي ناتج عن بنية إلكترونية حقيقية.

للأيونات اتجاهات مرتبطة أيضاً: الكاتيون أصغر عادة من الذرة الأصلية، والأنيون أكبر. وفي سلسلة متساوية الإلكترونات مثل O²⁻ وF⁻ وNe وNa⁺ وMg²⁺ يقل الحجم عادة مع زيادة Z لأن العدد نفسه من الإلكترونات ينجذب إلى نواة أشد شحنة.

تمارين محلولة