Физический смысл периодического закона.

Периодическое уменьшение свойств элементов и их соединений связано с периодическим повторением электронной конфигураций валентных электронов.

Изменение свойств элементов и их соединений по периодической системе.

Радиус атома – расстояние от ядра атома до последнего максимума электронной плотности. В химическом соединении говорят об эффективности радиуса атома, т.е. о том радиусе, который атом имеет при образовании химической связи в данном соединении.

Энергия ионизации () - это та энергия, которую надо приложить к атому, чтобы оторвать один электрон и превратить атом в положительно заряженный ион.

()

().

Энергии сродства электронов () – энергия, которая выделяется или поглощается при присоединении атомом электронов и превращении атома в отрицательно заряженный ион. .

Электроотрицательность () – полусумма энергии ионизации и энергии сродства электронов. .

Эти четыре характеристики – 4 фундаментальные характеристики атома.

Слева направо радиус атома уменьшается, а энергии увеличиваться.

Главные подгруппы – радиус атома сверху вниз увеличивается, а фундаментальные характеристики уменьшаются. У Ga, который располагается за Zn в состав атома входит электронная конфигурация, что вызывает так называемое d-сжатие.

Побочные подгруппы – следует учитывать f-сжатие или лантаноидное сжатие. Оно проявляется у d-элементов в состав которых входит - электронная конфигурация. После Hf проявляет f-сжатие. Zr и Hf имеют одинаковые радиусы атомов. Zr и Hf близки по своим свойствам и отличаются от Ti. Влияние заполнения конфигурации заключается не только в сжатии, но и в экранировании ядра, заполненной внутренней орбиталью на валентные электроны. Это проявляется в том, что для d-электронов 6 периода, наиболее устойчивы соединения с высшей степенью окисления.

Главная подгруппа – все наоборот. Tl, Pb, Bi, Po, At, наиболее устойчивы соединения со степенью окисления на 2 ниже, чем номер группы.

Tl

Pb

По периоду слева направо усиливаются неметаллические свойства, а металлические ослабевают. В побочной подгруппе вследствие особенностей нарастают благородные свойства металлов. По периоду слева направо усиливаются кислотные свойства кислородных соединений. В группах сверху вниз усиливаются основные свойства, ослабляются кислотные.

Полными электронными аналогами называются элементы, которые будут иметь одинаковое строение внешнего электронного слоя во всех степенях окисления.

Неполные электронные аналоги имеют одинаковое строение внешнего слоя, только при определенной степени окисления.

Например:

N

P

Следовательно, азот и фосфор – неполные электронные аналоги.

Химическая связь.

Проблема химической связи – одна из проблем химической науки. Определить химическую связь – это значит определить распределение электронной плотности в молекуле, от которой зависят свойства вещества.

Параметры химической связи.

1). Энергия связи. При образовании химической связи между двумя атомами происходит выделение энергии. Эта энергия носит название энергия химической связи. Выражается в Дж/моль или кДж/моль. При диссоциации молекулы на атомы происходит разрыв химической связи и поглощение энергии. Энергия, поглощающаяся при разрыве химической связи, называется энергией разрыва связей. Энергия связи и энергия разрыва связи, равна по величине, но противоположна по знаку.

2). Длина связи – расстояние между ядрами химически связанных атомов.

нм

Линия, проходящая через ядра, химически связанных атомов, носит название линия связи.

3). Угол связи – угол между линиями связи в молекуле.

Различают следующие типы химической связи:

1. Ковалентная

2. Ионная

3. Металлическая

4. Межмолекулярная

Эти типы связей различаются механизмом их образования и свойствами. Однако, природа любой химической связи одинакова. Она электростатическая, т.е. обусловлена взаимным притяжением разноименно заряженных частиц.