Mini-kurzus
Periódusos tendenciák
A periódusos tendenciák azért jelennek meg, mert a rendszám növekedésével egyszerre változik a mag vonzása, az elektronok árnyékolása és a betöltött héjak száma. Az atomsugár, ionizációs energia és elektronegativitás ezért nem különálló memorizálandó szabályok, hanem ugyanannak az elektronszerkezetnek a következményei.
Atomsugár egy perióduson belül
Balról jobbra haladva új protonok kerülnek a magba, miközben az új elektronok többnyire ugyanabba a főhéjba kerülnek. Az árnyékolás ezért nem növekszik annyira, mint a magtöltés, így az effektív magtöltés nő, az elektronfelhő pedig általában összehúzódik. Az atomsugár ennek megfelelően többnyire csökken.
Atomsugár egy csoportban
Lefelé haladva új főhéjak jelennek meg. A külső elektronok átlagosan távolabb vannak a magtól, és a belső elektronok erősebben árnyékolnak. Ez a hatás rendszerint nagyobb, mint a növekvő protonszám vonzása, ezért az atomsugár általában nő a csoportban lefelé.
Ionizációs energia
Az első ionizációs energia annak az energiának a mértéke, amely egy gázfázisú semleges atomból egy elektron eltávolításához szükséges. Ha az elektron közelebb van a maghoz és nagyobb effektív magtöltést érez, nehezebb eltávolítani. Ezért az ionizációs energia általában nő balról jobbra, és csökken lefelé.
Elektronegativitás
Az elektronegativitás azt fejezi ki, mennyire vonzza egy kötésben lévő atom a közös elektronsűrűséget. A kis méret és a nagy effektív magtöltés erős vonzást ad, ezért a fluor a legnagyobb elektronegativitású elemek egyike. A fogalom nem egy izolált atom közvetlen energiája, ezért ne keverd össze az elektronaffinitással.
Miért vannak kivételek?
A valós atomok alhéjai, párosított elektronjai és különösen stabil félig vagy teljesen betöltött konfigurációi finom eltéréseket okoznak. Például az első ionizációs energia egy perióduson belül nem nő minden egyes lépésnél monoton módon. A tendencia irányt mutat, nem helyettesíti a konkrét elektronszerkezet vizsgálatát.
Kapcsolat a kémiával
A bal alsó tartomány nagyobb atomjai könnyebben adnak le elektronokat, ezért erősebb fémes jelleg és kationképző hajlam jellemző. A jobb felső tartomány kis atomjai erősebben tartják vagy vonzzák az elektronokat, ami a nemfémes viselkedéssel és sok kovalens, illetve anionos kémiával függ össze.
Próbáld ki
Melyiknek nagyobb az atomsugara: Na vagy Cl? És melyiknek nagyobb az első ionizációs energiája?
Megoldás
Mindkettő a 3. periódusban van. Na balra található, ezért nagyobb a sugara; Cl jobbra, ezért nagyobb az effektív magtöltése és általában nagyobb az első ionizációs energiája.