الفرق بين الكاتيون والأنيون

يرتب الجدول الدوري العناصر حسب الخواص الدورية ، والتي هي اتجاهات متكررة في الخصائص الفيزيائية والكيميائية. يمكن التنبؤ بهذه الاتجاهات بمجرد فحص الجدول الدوري ويمكن تفسيرها وفهمها من خلال تحليل تكوينات العناصر الإلكترونية. تميل العناصر إلى اكتساب أو فقدان إلكترونات التكافؤ لتحقيق تشكيل الثماني الثابت. تُرى الثُمانات المستقرة في الغازات الخاملة ، أو الغازات النبيلة ، في المجموعة الثامنة من الجدول الدوري. بالإضافة إلى هذا النشاط ، هناك اتجاهان مهمان آخران. أولاً ، تتم إضافة الإلكترونات واحدة في كل مرة تتحرك من اليسار إلى اليمين عبر فترة. عندما يحدث هذا ، فإن إلكترونات القشرة الخارجية تتعرض لجاذبية نووية قوية بشكل متزايد ، لذلك تصبح الإلكترونات أقرب إلى النواة وأكثر ارتباطًا بها. ثانيًا ، عند تحريك عمود في الجدول الدوري ، تصبح الإلكترونات الخارجية أقل ارتباطًا بالنواة. يحدث هذا لأن عدد مستويات الطاقة الرئيسية المملوءة (التي تحمي الإلكترونات الخارجية من الانجذاب إلى النواة) تزداد هبوطًا داخل كل مجموعة.

تشرح هذه الاتجاهات الدورية التي تمت ملاحظتها في الخواص الأولية لنصف القطر الذري ، طاقة التأين ، تقارب الإلكترون ، والقدرة الإلكترونية الكهربية.

نصف القطر الذري

نصف القطر الذري لعنصر ما هو نصف المسافة بين مركزي ذرتين من ذلك العنصر اللذان يلمسان بعضهما البعض. عمومًا ، يتناقص نصف القطر الذري عبر فترة من اليسار إلى اليمين ويزيد من مجموعة معينة. توجد الذرات ذات أكبر نصف قطر ذري في المجموعة الأولى وفي أسفل المجموعات.

عند الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر فترة ما ، تتم إضافة الإلكترونات واحدة تلو الأخرى إلى غلاف الطاقة الخارجي. لا يمكن للإلكترونات الموجودة داخل الغلاف أن تحمي بعضها البعض من الانجذاب إلى البروتونات. نظرًا لأن عدد البروتونات يزداد أيضًا ، تزداد الشحنة النووية الفعالة خلال فترة. هذا يتسبب في انخفاض نصف القطر الذري.

عند تحريك مجموعة في الجدول الدوري ، يزداد عدد الإلكترونات وأغلفة الإلكترونات المملوءة ، ولكن يبقى عدد الإلكترونات متساوية. تتعرض الإلكترونات الأبعد في المجموعة لنفس الشحنة النووية الفعالة ، ولكن توجد الإلكترونات بعيدًا عن النواة مع زيادة عدد أصداف الطاقة المملوءة. لذلك ، يزداد نصف القطر الذري.

طاقة التأين

طاقة التأين ، أو طاقة التأين ، هي الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون من ذرة غازية أو أيون. كلما كان الإلكترون أقرب وأكثر ارتباطًا بالنواة ، زادت صعوبة إزالته ، وكلما زادت طاقة التأين لديه. طاقة التأين الأولى هي الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون واحد من الذرة الأم. طاقة التأين الثانية هي الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون التكافؤ الثاني من أيون التكافؤ لتشكيل أيون ثنائي التكافؤ ، وهكذا. زيادة طاقات التأين المتعاقبة. تكون طاقة التأين الثانية أكبر دائمًا من طاقة التأين الأولى. تزيد طاقات التأين من الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر فترة (تقليل نصف القطر الذري). تقلل طاقة التأين من تحريك مجموعة (زيادة نصف القطر الذري). عناصر المجموعة الأولى لها طاقات تأين منخفضة لأن فقدان الإلكترون يشكل ثمانية مستقرة.

الإلكترون تقارب

يعكس تقارب الإلكترون قدرة الذرة على قبول الإلكترون. إنه تغير الطاقة الذي يحدث عند إضافة إلكترون إلى ذرة غازية. الذرات ذات شحنة نووية أقوى لها تقارب أكبر للإلكترون. يمكن إجراء بعض التعميمات حول الارتباطات الإلكترونية لمجموعات معينة في الجدول الدوري. تحتوي عناصر المجموعة IIA ، وهي التربة القلوية ، على قيم تقارب منخفضة للإلكترون. هذه العناصر مستقرة نسبيا لأنها قد ملأت قيعان فرعية. تحتوي عناصر المجموعة VIIA ، الهالوجينات ، على ارتباطات عالية بالإلكترون لأن إضافة الإلكترون إلى الذرة ينتج عنه غلاف ممتلئ تمامًا. تحتوي عناصر المجموعة الثامنة ، وهي الغازات النبيلة ، على ارتباطات إلكترونية قريبة من الصفر نظرًا لأن كل ذرة تمتلك ثمانًا مستقرًا ولن تقبل الإلكترون بسهولة. عناصر من مجموعات أخرى لها ارتباطات الكترونية منخفضة.

في فترة ما ، سيكون للهالوجين أعلى نسبة تقارب للإلكترون ، بينما سيكون للغاز النبيل أدنى تقارب للإلكترون. إن تقارب الإلكترون يقلل من تحريك المجموعة لأن الإلكترون الجديد سيكون أبعد من نواة الذرة الكبيرة.

كهرسلبية

تعتبر الكهربية هي مقياس لجذب الذرة للإلكترونات الموجودة في رابطة كيميائية. وكلما ارتفعت كهربيّة الذرة ، زادت جاذبيتها لإلكترونات الترابط. ترتبط الكهربية بقدرة التأين. الإلكترونات ذات طاقات التأين المنخفضة لها نواتج كهربائية منخفضة لأن نواتها لا تمارس قوة جذابة قوية على الإلكترونات. تحتوي العناصر ذات الطاقات العالية للتأين على كهربية عالية بسبب السحب القوي الذي تمارسه النواة على الإلكترونات. في المجموعة ، تنخفض الكهربية مع ازدياد العدد الذري ، كنتيجة لزيادة المسافة بين إلكترون التكافؤ والنواة (نصف القطر الذري الأكبر). مثال على عنصر إيجابي الشحنة (مثل انخفاض الكهربية) هو السيزيوم ؛ مثال على عنصر كهربائي للغاية هو الفلور.

ملخص خصائص الجدول الدوري للعناصر

1. تتحرك اليسار → اليمين

• ينخفض ​​نصف القطر الذري
• زيادة طاقة التأين
• تقارب الإلكترونات بشكل عام (باستثناء نوبل إلكترون تقارب بالقرب من الصفر)
• زيادة الكهربية

1. تتحرك أعلى → أسفل

• يزيد نصف القطر الذري
• طاقة التأين تنخفض
• تقارب الإلكترون بشكل عام يقلل من تحريك المجموعة
• انخفاض الكهربية