Увеличение энергии сродства к электрону

9F 1 1s²2s²2p⁵

₁₇Cl 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

₃₅Br 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵

Например, среди галогенов фтор, находящийся во втором периоде, легче притянет электрон на внешнюю электронную оболочку, чем йод, у которого внешняя электронная оболочка состоит из того же количества электронов, но обладает большими размерами. Среди элементов периодической системы наибольшее сродство к электрону имеют фтор, кислород, хлор. Они же являются и самими сильными окислителями и типичными неметаллами.

Обобщенную характеристику элемента, включающую и величину энергии ионизации и величину энергии сродства к электрону дает электроотрицательность.

Электроотрицательность характеризует способность атома притягивать электронную плотность от других атомов при образовании химической связи.

Те атомы, которые легко теряют свои электроны, называют электроположительными, а атомы, принимающие электроны – электроотрицательными. В начале каждого периода находятся элементы с наиболее низкой электроотрицательностью – типичные металлы. В конце периода (перед благородным газом) находятся элементы с наивысшей электроотрицательностью – типичные неметаллы. Самый электроотрицательный элемент – фтор, самый электроположительный – франций.

Часто используются не абсолютные значения электроотрицательности в электрон-вольтах или кДж/моль, а относительные безразмерные значения, так называемая относительная электроотрицательность (ОЭО).Значения величин относительных электроотрицательностей ряда элементов приведены в табл. 14 приложения.

Характер изменения энергии ионизации J, энергии сродства к электронуЕ_е и относительной электроотрицательности ЭО с возрастанием порядкового номера элемента в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева приведен на рис. 4.9.

По периоду величины I, E_e и ОЭО увеличиваются

(металлические свойства ослабевают, неметаллические свойства

усиливаются)

По группе величины I, E_e и ЭО уменьшаются

(металлические свойства усиливаются,

неметаллические свойства ослабевают)

Рис. 4.9. Характер изменения энергии ионизации I, энергии сродства к электрону Е_е и электроотрицательности ЭО с возрастанием порядкового номера элемента.

Таким образом, с увеличением порядкового номера элемента в главных подгруппахэнергия ионизации будет уменьшаться, аметаллические свойства усиливаться. В то же время, с увеличением порядкового номера элементов, находящихся в одном периоде, возрастающий заряд ядра все более сильно притягивает к себе электроны, что приводит к некоторому уменьшению размера атома, возрастанию энергии ионизации и ослаблению металлических свойств.

Было замечено, что, вступая в химическое взаимодействие, атомы стремятся отдать или принять электроны так, чтобы внешняя электронная оболочка имела бы устойчивую восьмиэлектронную конфигурацию благородного газа (правило октета). Поэтому атомы, имеющие на внешней электронной оболочке один, два или три электрона преимущественно отдают их в химических реакциях и проявляют металлические свойства:

₁₁Nа (1s²2s²2p⁶ 3s¹) 1→₁₁Nа⁺(1s²2s²2p⁶),

₁₂Mg (1s²2s²2p⁶ 3s²) 2→₁₂Mg⁺²(1s²2s²2p⁶),

₁₃Al (1s²2s²2p⁶ 3s²3p¹)3→₁₃Al⁺³ (1s²2s²2p⁶).

Атомы, имеющие на внешней электронной оболочке пять, шесть или семь электронов, стремятся дополнить ее до устойчивого октета и проявляют неметаллические свойства:

₇N (1s²2s²2p³ ) + 3→₇N^3(1s²2s²2p⁶)

₁₇Сl (1s²2s²2p⁶ 3s²3p⁵) + 1→₁₇Сl^ (1s²2s²2p⁶ 3s²3p⁶).

Обобщая вышесказанное, можно отметить, что в периодической системе Д.И. Менделеева металлические свойства простых веществ увеличиваются сверху вниз и справа налево, а неметаллические соответственно увеличиваются снизу вверх и слева направо. Самым активным металлом является франций, самым активным неметаллом фтор.

Водород по своим свойствам занимает особое положение. У него всего 1 электрон на внешней оболочке; то есть он должен быть помещен в 1 группу. Однако, этот единственный электрон не экранирован от ядра другим электронными слоями, очень сильно притянут к ядру, что определяет специфические свойства водорода. В отличие от остальных элементов первой группы водород неметалл. Поэтому его символ и помещают вVIIгруппе, показывая тем самым, что для заполнения электронного слоя ему необходим всего один электрон, как фтору и его аналогам.