πχγ6 2-περ πιν

Κων/νος Θέος, [email protected]

Χημείας Θετικής ΚατεύθυνσηςΓ΄ Λυκείου

Δομή του περιοδικού πίνακα ➤Ατομική ακτίνα - Ενέργεια ιοντισμού ➤

mailto:[email protected]


Δομή του περιοδικού πίνακα

• “Όταν τα στοιχεία ταξινομούνται με αυξανόμενη σχετική ατομική μάζα, κάθε όγδοο στοιχείο παρουσιάζει ανάλογες ιδιότητες με το πρώτο” - Κανόνας των οκτάβων - Newlands 1864

Ιστορική αναδρομή




• “Υπάρχει μια περιοδική σχέση ανάμεσα στις ιδιότητες των στοιχείων και τη σχετική ατομική μάζα” - Meyer - 1864





• “Οι ιδιότητες των στοιχείων είναι περιοδικές συναρτήσεις της σχετικής ατομικής μάζας τους” - Mendeleev - 1864





• “Οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων είναι περιοδικές συναρτήσεις του ατομικού τους αριθμού” Νόμος περιοδικότητας του Moseley - 1913

Σύγχρονος περιοδικός νόμος




• Ο αριθμός των στιβάδων που έχουν χρησιμοποιηθεί στην ηλεκτρονιακή δόμηση ενός στοιχείου καθορίζει τον αριθμό της περιόδου στην οποία ανήκει το στοιχείο.

• Ο αριθμός των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας καθορίζει τον αριθμό της κύριας ομάδας στην οποία ανήκει το στοιχείο.

2 στιβάδες επομένως ανήκει στη 2η περίοδο

6 ηλεκτρόνια στην εξωτερική στιβάδα άρα ανήκει στην VIA ομάδα



Τομείς του περιοδικού πίνακα

Ο τομέας του περιοδικού πίνακα είναι ένα σύνολο στοιχείων των οποίων τα τελευταία ηλεκτρόνια (με τη μέγιστη ενέργεια κατά aufbau) βρίσκονται στον ίδιο τύπο υποστιβάδας.

mailto:[email protected]?subject=


τομέας s1 s2

κλασσική αρίθμηση IA IIA

νέα αρίθμηση 1 2

• Τομέας sτομέας p1 p2 p3 p4 p5 p6

κλασσική αρίθμηση IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA ή 0

νέα αρίθμηση 13 14 15 16 17 18

• Τομέας p

τομέας d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

κλασσική αρίθμηση IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB

νέα αρίθμηση 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

• Τομέας d

• Τομέας f Κων/νος Θέος, [email protected]


Περιοδική τάση των στοιχείων

“Τα στοιχεία που ανήκουν στην ίδια ομάδα και οι ενώσεις τους έχουν παραπλήσιες ιδιότητες”

Mendelleev πρόβλεψη ιδιοτήτων eca-Si

3η περίοδος

οξείδια

χλωρίδια

βασικό βασικό επαμφ όξινο όξινα όξινα όξινο



Ατομική ακτίνα - Ενέργεια ιοντισμού

Η φυσική και η χημική συμπεριφορά των χημικών στοιχείων καθορίζονται από τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά των ατόμων δηλ. την ατομική ακτίνα την ενέργεια ιοντισμού και την ηλεκτραρνητικότητα.

Η έλξη που ασκεί ο πυρήνας στα εξωτερικά ηλεκτρόνια εξαρτάται από το δραστικό πυρηνικό φορτίο, κατά προσέγγιση δηλαδή το φορτίο του πυρήνα (Ζ) μειωμένο κατά το φορτίο των ηλεκτρονίων των εσωτερικών στιβάδων.

Όσο μεγαλύτερο είναι το δραστικό πυρηνικό φορτίο, είναι μεγαλύτερη η έλξη.

Σε μια περίοδο διατρέχοντας κύριες ομάδες το δραστικό πυρηνικό φορτίο αυξάνεται προς τα δεξιά.

Τα στοιχεία της ίδιας ομάδας έχουν το ίδιο δραστικό πυρηνικό φορτίο.



Ατομική ακτίνα

Δυσκολία ορισμού λόγω του κυματικού μοντέλου

Πειραματικό μοντέλο

“η ατομική ακτίνα είναι το μισό της απόστασης μεταξύ των πυρήνων δύο γειτονικών ατόμων στο κρυσταλλικό πλέγμα του στοιχείου”

2r




Σε μια ομάδα η ατομική ακτίνα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω γιατί προστίθενται στιβάδες και αυξάνεται η απόσταση των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα.

Κατά μήκος μιας περιόδου και για τις κύριες ομάδες, η ατομική ακτίνα αυξάνεται από δεξιά προς τα αριστερά γιατί προς τα δεξιά αυξάνεται το δραστικό πυρηνικό φορτίο και ο πυρήνας έλκει τα εξωτερικά ηλεκτρόνια με ισχυρότερες δυνάμεις μειώνοντας την απόστασή τους από αυτόν.



Στοιχεία μετάπτωσης

ns

(n-1)d

Τα στοιχεία που καταλαμβάνουν τον τομέα d του περιοδικού πίνακα λέγονται “στοιχεία μετάπτωσης”

Σχεδόν όλα τα στοιχεία μετάπτωσης έχουν στην εξωτερική στιβάδα δύο ηλεκτρόνια

Στα μεταπτωτικά στοιχεία συμπληρώνεται το ns τροχιακό και μετά το (n-1)d τροχιακό



Στοιχεία μετάπτωσηςΑν και ανήκουν σε διαφορετικές ομάδες δεν παρουσιάζουν μεγάλες διαφορές στις ιδιότητες Κοινές ιδιότητες

εμφανίζουν μεταλλικό χαρακτήρα

είναι παραμαγνητικά

σχηματίζουν σύμπλοκα ιόντα π.χ. [Fe(CΝ)6]4-

σχηματίζουν έγχρωμες ενώσεις

καταλύουν αντιδράσεις

έχουν πολλούς αριθμούς οξείδωσης

Στοιχείο Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Αριθμοίοξείδωσης

3 34

2345

23

6

234

67

23

23

23

12 2




Τα στοιχεία Cr και Cu έχουν ιδιόρρυθμη ηλεκτρονική διαμόρφωσηΌταν η υποστιβάδα 3d είναι ημισυμπληρωμένη (με 5 ηλεκτρόνια) ή πλήρως συμπληρωμένη εμφανίζει μέγιστη σταθερότητα



Ατομική ακτίνα στοιχείων μετάπτωσης

Τα στοιχεία μετάπτωσης της ίδιας περιόδου έχουν ανώμαλη μεταβολή στην ατομική τους ακτίνα.

Ατομικός αριθμός (Ζ)

Ατο

μική

ακτ

ίνα

(pm

)



Ιοντική ακτίνα

Τα ανιόντα είναι μεγαλύτερα των αντίστοιχων ατόμων.

e

ee

eee

60

Li+

100

Ca2+

50

Al3+

17Cl

16S

99

104

Cl-

181

e

S2-

184

ee

154

3Li

197

20Ca

13Al

143

Oι μ

ονάδ

ες σ

ε pm

Τα κατιόντα είναι μικρότερα των αντίστοιχων ατόμων.

Ιοντική ακτίνα16S

104pm

16S-2 184pm

17Cl 92pm

17Cl- 99pm

19K 227pm19K+

138pm

20Ca+2 100pm

20Ca 197pm

αιτιολογήστε τις σχέσεις: rS2- > rS rK+ << rK

rK > rCa >> rS > rCl

rCa2+ < rK+ < rCl- < rS2-

Ενέργεια πρώτου ιοντισμού Ei1

Η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για πλήρη απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από άτομο που βρίσκεται σε θεμελιώδη κατάσταση και σε αέρια φάση, λέγεται ενέργεια πρώτου ιοντισμού (σύμβολο Εi1, μονάδα συνήθως KJ/mol).

Σ(g) → Σ+(g) + e- Εi1 = ΔΗ1 > 0

Παράμετροι που επηρεάζουν την ενέργεια πρώτου ιοντισμού

Ατομική ακτίνα - Μεγάλη ατομική ακτίνα αντιστοιχεί σε μικρή ενέργεια ιοντισμού

Φορτίο του πυρήνα - Μεγάλο φορτίο πυρήνα αντιστοιχεί σε μεγάλη ενέργεια ιοντισμού

Ενδιάμεσα ηλεκτρόνια - Μεγάλο δραστικό πυρηνικό φορτίο αντιστοιχεί σε μεγάλη ενέργεια ιοντισμού

Αύξησηενέργειας 1ου

ιοντισμού

ενέργεια πρώτου ιοντισμού σε ΚJ/mol

Ενέργεια πρώτου ιοντισμού Ei1

Αύξηση ενέργειας 1ου

ιοντισμούμε εξαιρέσεις



Ενέργεια 1ου ιοντισμού

Τα ευγενή αέρια έχουν πολύ μεγαλύτερη ενέργεια 1ου ιοντισμού από τα άλλα στοιχεία της ίδιας περιόδου

Ατομικός αριθμός (Ζ)

Ενέρ

γεια

ιοντ

ισμο

ύ (k

J/m

ol)



Ενέργεια δεύτερου ιοντισμού

Ενέργεια δεύτερου ιοντισμού (σύμβολο Εi2) λέγεται η ελάχιστη απαιτούμενη ενέργεια για πλήρη απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από το κατιόν που προέκυψε από τον πρώτο ιοντισμό. Όμοια ορίζεται η ενέργεια τρίτου, τέταρτου ιοντισμού κ.ο.κ.

Σ+(g) → Σ2+(g) + e- Εi2 = ΔΗ2 > 0

Εi2 > Εi1 γιατί το ηλεκτρικό πεδίο του κατιόντος Σ+(g) ασκεί ελκτικές δυνάμεις στο 2ο ηλεκτρόνιο που απομακρύνεται, οπότε απαιτείται μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας από αυτή που χρειάζεται για να απομακρυνθεί το 1ο ηλεκτρόνιο

Όταν ένα στοιχείο ανήκει στη ΙΑ ομάδα η Ει1 έχει μεγάλη διαφορά από την Εi2 διότι το 2ο ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από εσωτερική στιβάδα. Όταν ανήκει στην ΙΙΑ ομάδα η Ει2 έχει μεγάλη διαφορά από την Εi3 διότι το 3ο ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από εσωτερική στιβάδα κ.ο.κ.



Ενέργεια ιοντισμούΠίνακας τιμών των ενεργειών ιοντισμού

να δικαιολογήσετε τις σχέσεις:

Εi3(Al)>Ei2(Al)>Ei1(Al)

Εi3(Na)>Ei2(Na)>>Ei1(Na)

Εi3(Mg)>>Ei2(Mg)>Ei1(Mg)Κων/νος Θέος,

[email protected]


Ηλεκτραρνητικότητα

Τα μέταλλα έχουν μικρές ενέργειες ιοντισμού, αποβάλλουν εύκολα ηλεκτρόνια και μετατρέπονται σε κατιόντα (ηλεκτροθετικά στοιχεία)Τα αμέταλλα αντίθετα έχουν μεγάλες ενέργειες ιοντισμού, προσλαμβάνουν εύκολα ηλεκτρόνια και μετατρέπονται σε ανιόντα (ηλεκτραρνητικά στοιχεία)Η ηλεκτραρνητικότητα αυξάνεται όπως αυξάνεται και η ενέργεια ιοντισμού.



Ηλεκτραρνητικότητα



πχγ6 2-περ πιν

Education

Transcript of πχγ6 2-περ πιν