元素の周期的性質
周期表の傾向
アイマトリックス/ゲッティイメージズ
周期表は、物理的および化学的特性の繰り返しの傾向である周期的特性によって要素を配置します。これらの傾向は、単に調査するだけで予測できます。 周期表 元素の電子配置を解析することで説明・理解することができます。元素は、安定したオクテット形成を達成するために、価電子を獲得または喪失する傾向があります。安定したオクテットは、周期表の第 VIII 族の不活性ガスまたは希ガスに見られます。この活動に加えて、他に 2 つの重要な傾向があります。最初に、電子は、周期を横切って左から右に一度に 1 つずつ追加されます。これが起こると、最外殻の電子はますます強い核引力を経験するため、電子は核に近づき、より強く結合します。第二に、周期表の列を下に移動すると、最も外側の電子が原子核への結合が弱くなります。これは、満たされた主エネルギー準位 (最も外側の電子が原子核に引き寄せられるのを防ぐ) の数が各グループ内で下方に増加するために発生します。これらの傾向は、原子半径、イオン化エネルギー、電子親和力、および 電気陰性度 .
原子半径
元素の原子半径は、その元素の 2 つの原子の中心間の距離の半分であり、互いに接触しています。一般に、原子半径は、左から右への期間にわたって減少し、特定のグループの下で増加します。最大の原子半径を持つ原子は、グループ I とグループの一番下にあります。
期間を横切って左から右に移動すると、電子は一度に 1 つずつ外側のエネルギー シェルに追加されます。シェル内の電子は、陽子への引力から互いに保護することはできません。陽子の数も増加しているため、実効核電荷は期間にわたって増加します。これにより、原子半径が減少します。
でグループを下に移動 周期表 、電子と満たされた電子殻の数は増加しますが、価電子の数は同じままです。グループ内の最も外側の電子は、同じ実効核電荷にさらされますが、満たされたエネルギー殻の数が増加するにつれて、電子は核から遠く離れて検出されます。したがって、原子半径は増加します。
イオン化エネルギー
イオン化エネルギー、またはイオン化ポテンシャルは、気体原子またはイオンから電子を完全に除去するために必要なエネルギーです。電子が原子核に近く、より強く結合するほど、電子を取り除くのが難しくなり、そのイオン化エネルギーが高くなります。最初のイオン化エネルギーは、親原子から電子を 1 個取り除くのに必要なエネルギーです。二番目 イオン化エネルギー は、1 価イオンから 2 番目の価電子を除去して 2 価イオンを形成するのに必要なエネルギーなどです。連続するイオン化エネルギーが増加します。 2 番目のイオン化エネルギーは常に 1 番目のイオン化エネルギーよりも大きくなります。イオン化エネルギーは、周期を横切って左から右に移動して増加します (原子半径の減少)。イオン化エネルギーは、グループを下に移動すると減少します (原子半径が増加します)。グループ I の元素は、電子の損失が安定したオクテットを形成するため、イオン化エネルギーが低くなります。
電子親和力
電子親和力 電子を受け入れる原子の能力を反映しています。電子が気体原子に追加されるときに発生するエネルギー変化です。実効核電荷が強い原子は、電子親和力が大きくなります。周期表の特定のグループの電子親和力について、いくつかの一般化を行うことができます。グループ IIA の元素であるアルカリ土類は、電子親和力の値が低くなります。これらの要素は満たされているため、比較的安定しています。 s サブシェル。グループ VIIA 元素であるハロゲンは、原子に電子が追加されるとシェルが完全に満たされるため、電子親和力が高くなります。第 VIII 族の元素である希ガスは、各原子が安定したオクテットを持ち、電子を容易に受け入れないため、電子親和力がゼロに近くなります。他のグループの元素は、電子親和力が低くなります。
ある期間では、ハロゲンは最高の電子親和力を持ちますが、 希ガス 電子親和力が最も低くなります。電子親和力は、新しい電子が大きな原子の原子核から遠く離れているため、グループを下に移動すると減少します。
電気陰性度
電気陰性度は、化学結合における電子に対する原子の引力の尺度です。原子の電気陰性度が高いほど、結合電子に対する引力が大きくなります。電気陰性度はイオン化エネルギーに関連しています。イオン化エネルギーが低い電子は、原子核が電子に対して強い引力を働かないため、電気陰性度が低くなります。イオン化エネルギーの高い元素は、原子核によって電子に強い引力がかかるため、電気陰性度が高くなります。グループでは、価電子と原子核の間の距離が長くなる (原子半径が大きくなる) ため、原子番号が大きくなるにつれて電気陰性度が減少します。電気陽性（つまり、電気陰性度が低い）元素の例はセシウムです。高度な例 陰性元素 フッ素です。
元素の周期表の性質のまとめ
左→右に移動
- 原子半径の減少
- イオン化エネルギーが増加
- 電子親和力は一般的に増加します ( を除外する ゼロに近い希ガス電子親和力)
- 電気陰性度の増加
上→下へ移動
- 原子半径の増加
- イオン化エネルギーが減少する
- 電子親和力は一般にグループを下に移動すると減少します
- 電気陰性度が低下する