Прыклады пытанняў і абмеркаванне перыядычных уласцівасцей элементаў
Пендахулуан
Хімія — гэта навука аб матэрыі і яе зменах. У хіміі перыядычная табліца элементаў з'яўляецца адным з найважнейшых інструментаў, якія выкарыстоўваюцца навукоўцамі. Гэтая табліца не толькі групуе элементы па атамных нумарах, але і паказвае іх паўтаральныя або перыядычныя ўласцівасці. Разуменне перыядычных уласцівасцей элементаў мае вырашальнае значэнне для прагназавання хімічных паводзін і фізічных уласцівасцей гэтых элементаў. У гэтым артыкуле мы разгледзім некалькі прыкладаў задач і абмяркуем перыядычныя ўласцівасці элементаў.
Перыядычныя ўласцівасці элементаў
Перыядычныя ўласцівасці элементаў адносяцца да ўласцівасцей, якія паўтараюцца або дэманструюць пэўныя заканамернасці ў перыядычнай табліцы. Некаторыя з найбольш распаўсюджаных перыядычных уласцівасцей:
1. Атамны радыус: адлегласць ад атамнага ядра да крайняга электрона. Атамны радыус мае тэндэнцыю памяншацца злева направа ў перыядзе і павялічвацца зверху ўніз у групе.
2. Энергія іанізацыі: энергія, неабходная для выдалення электрона з нейтральнага атама. Энергія іанізацыі павялічваецца злева направа ў перыядзе і памяншаецца зверху ўніз у групе.
3. Сроднасць да электрона: змена энергіі пры далучэнні электрона да атама. Сроднасць да электрона звычайна становіцца больш адмоўнай злева направа на працягу перыяду.
4. Электраадмоўнасць: здольнасць атама прыцягваць пару электронаў у хімічнай сувязі. Электраадмоўнасць павялічваецца злева направа ў перыядзе і памяншаецца зверху ўніз у групе.
Прыклад пытання 1: Атамны радыус
Пытанне:
Параўнайце атамныя радыусы наступных элементаў: Li (літый), Be (берылій), B (бор).
Абмеркаванне:
Li, Be і B знаходзяцца ў адным перыядзе (перыядзе 2) перыядычнай табліцы. Па меры руху злева направа па перыядзе зарад ядра павялічваецца, што выклікае большае прыцягненне да крайніх электронаў, тым самым памяншаючы радыус атама.
– Li (літый) мае найбольшы атамны радыус з трох, таму што мае найменшы зарад ядра.
– Be (берылій) мае меншы атамны радыус, чым Li, таму што яго зарад ядра большы.
– B (бор) мае найменшы атамны радыус сярод трох, таму што ён мае найбольшы зарад ядра паміж Li і Be.
Парадак атамных радыусаў ад найбольшага да найменшага: Li > Be > B.
Прыклад пытання 2: Энергія іянізацыі
Пытанне:
Чаму першая энергія іанізацыі магнію (Mg) большая, чым у натрыю (Na)?
Абмеркаванне:
Энергія іанізацыі — гэта энергія, неабходная для выдалення электрона з атама ў газавай фазе. Mg і Na знаходзяцца ў адным перыядзе (перыяд 3).
– Натрый (Na) знаходзіцца ў 1-й групе, а магній (Mg) — у 2-й. Па меры руху злева направа ў перыядзе эфектыўны зарад ядра павялічваецца, што прымушае электроны больш прыцягвацца да ядра, што ўскладняе іх выдаленне.
– Магній мае большы зарад ядра, чым натрый, што абумоўлівае больш моцную сувязь паміж ядром і крайнімі электронамі, таму энергія, неабходная для выдалення электронаў з Mg, большая, чым з Na.
Такім чынам, першая энергія іянізацыі магнію большая, чым у натрыю.
Прыклад пытання 3: Электронная афіннасць
Пытанне:
Параўнайце сродства да электронаў наступных элементаў: фтору (F) і хлору (Cl).
Абмеркаванне:
Электронная афіннасць — гэта энергія, якая вызваляецца, калі нейтральны атам у газавай фазе прымае электрон. Фтор і хлор знаходзяцца ў 17-й групе (галогены), але ў розных перыядах.
– Фтор знаходзіцца ў 2-м перыядзе, а хлор — у 3-м.
– Нягледзячы на тое, што фтор больш электраадмоўны, сродства хлору да электронаў больш адмоўнае (вызваляе больш энергіі), чым фтору. Гэта звязана з тым, што сіла адштурхвання паміж электронамі ў атаме фтору большая з-за яго меншага атамнага радыуса, што крыху памяншае энергію, якая вызваляецца пры далучэнні электрона.
Такім чынам, сроднасць хлору да электронаў больш адмоўная, чым у фтору.
Прыклад пытання 4: Электраадмоўнасць
Пытанне:
Чаму электраадмоўнасць кіслароду (O) большая, чым у серы (S)?
Абмеркаванне:
Электраадмоўнасць вымярае здольнасць атама прыцягваць пару электронаў у хімічнай сувязі. Кісларод і сера знаходзяцца ў 16-й групе, але кісларод знаходзіцца ў 2-м перыядзе, а сера — у 3-м перыядзе.
– Кісларод мае меншы атамны радыус у параўнанні з серай.
– Паколькі радыус кіслароду меншы, электроны ў хімічных сувязях знаходзяцца бліжэй да ядра, якое мае мацнейшае прыцягненне ў параўнанні з серай.
У выніку кісларод больш электраадмоўны, чым сера.
Выснова
Перыядычныя ўласцівасці элементаў з'яўляюцца ключавым паняццем у хіміі, якое дапамагае нам зразумець і прадказаць хімічныя паводзіны элементаў. Выкарыстоўваючы прыведзеныя вышэй прыклады, мы можам убачыць, як такія ўласцівасці, як атамны радыус, энергія іанізацыі, сродства да электрона і электраадмоўнасць, адпавядаюць пэўным заканамернасцям у перыядычнай табліцы. Разуменне гэтых уласцівасцей дазваляе нам лепш зразумець хімію і яе прымяненне.
Разуменне перыядычных уласцівасцей дазваляе нам лепш прагназаваць хімічныя рэакцыі, праектаваць хімічныя рэакцыі і распрацоўваць новыя матэрыялы і злучэнні, карысныя ў розных галінах прамысловасці і навуковых абласцях. Перыядычныя ўласцівасці элементаў з'яўляюцца асновай многіх перадавых канцэпцый у хіміі і таму неабходныя для любога студэнта або даследчыка ў гэтай галіне.
