Mga Uso ha Periodic Table: Epektibo nga Karga han Nucleus, Kadako, ngan Enerhiya

Epektibo nga karga han nucleus ngan shielding

An gawas nga electron diri nakakabati han bug-os nga karga han nucleus nga Z. An mga electron nga mas harapit ha nucleus bahin nga nagpapakansela hini, ngan an net nga bira ginhuhulagway han epektibo nga karga han nucleus, Zeff = Z − S, kun diin an S shielding constant. An core nga mga electron, ha mas ubos nga mga shell, maupay ha pag-shield. An mga electron ha pariho nga shell diri maupay ha pag-shield, tungod kay ha average diri sira mas harapit ha nucleus kay ha electron nga ginhahambing.

An gaspang nga pagtantya nag-iihap la han core nga mga electron. An sodium (Z = 11) ngan chlorine (Z = 17) pariho nga may 10 nga core electron, salit an 3s nga electron han sodium nakakabati hin mga +1 ngan an 3p nga mga electron han chlorine mga +7. Gin-uusbag ini han lagda ni Slater. Para ha electron ha ns o np nga subshell, an kada iba nga electron ha pariho nga ns ngan np nga mga subshell nagdudugang hin 0.35 ha S (0.30 ha sulod han 1s), an kada electron ha shell n − 1 nagdudugang hin 0.85, ngan an kada electron ha mas hilarom nga mga shell nagdudugang hin 1.00.

Halimbawa 1. Para ha 3s nga electron han sodium, S = 8(0.85) + 2(1.00) = 8.80, salit Zeff = 11 − 8.80 = 2.20. Para ha usa han 3p nga mga electron han chlorine, S = 6(0.35) + 8(0.85) + 2(1.00) = 10.90, salit Zeff = 17 − 10.90 = 6.10. Ha tibuok panahon 3, an kada dugang nga proton bahin la nga nakakansela han dugang nga electron ha pariho nga shell, salit an Zeff nagtataas tikang ha wala paingod ha too samtang an n nagpapabilin ha 3.

Atomic radius ngan isoelectronic nga mga ion

An atomic radius nag-uubos ha tibuok panahon tungod kay an Zeff nagtataas samtang an gawas nga mga electron nagpapabilin ha pariho nga shell, salit mas harapit sira ginbibira. Nagtataas ito paubos ha grupo tungod kay an kada panahon nagdudugang hin shell, nga nagbubutang han gawas nga mga electron mas hirayo, samtang an Zeff gutiay la an balhin. An pinakadako nga mga atomo ha ubos wala han table ngan an pinakagutiay ha ibabaw too.

An cation mas gutiay kay ha iya magulang nga atomo: an pagkawara hin mga electron nagpapaubos han pagtutuok, ngan para ha main-group nga mga cation kasagaran naghuhubas ito han gawas nga shell. An anion mas dako kay ha iya magulang nga atomo, tungod kay an dugang nga electron nagpapataas han pagtutuok samtang an karga han nucleus nagpapabilin.

Halimbawa 2. Ranggoa an N³⁻, O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺, ngan Al³⁺ sumala han radius. Ihapa anay an mga electron: an 7 + 3, 8 + 2, 9 + 1, 11 − 1, 12 − 2, ngan 13 − 3 tanan 10, salit an kada ion may neon nga configuration nga 1s² 2s² 2p⁶. Pariho an ihap han electron, an kalainan amo la an karga han nucleus, nga nagtataas tikang ha 7 paingod ha 13. An damo nga proton nagbibira han pariho nga electron cloud nga mas hugot, salit an han-ay amo an N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺.

Syahan nga ionization energy ngan an mga eksepsyon hini ha subshell

An syahan nga ionization energy amo an enerhiya nga kinahanglan basi tangtangon an pinakaluag nga hawak nga electron tikang ha gaseous nga atomo: X(g) → X⁺(g) + e⁻. Kasagaran nagtataas ito ha tibuok panahon, samtang nagtataas an Zeff ngan nagugutiay an radius, ngan nag-uubos paubos ha grupo. Ginlilista han NIST an mga ionization energy ha electron volt kada atomo; an pagmultiplikar ha 96.485 kJ/mol kada eV nagko-convert hini ngadto ha molar nga mga yunit.

Gin-convert tikang ha NIST Atomic Spectra Database, an mga bili ha panahon 2 amo an Li 520.2, Be 899.5, B 800.6, C 1086.5, N 1402.3, O 1313.9, F 1681.0, ngan Ne 2080.7 kJ/mol. Duha nga lakang an sayop an direksyon. An boron mas ubos kay ha beryllium tungod kay an iya gawas nga electron ha 2p, nga mas taas an enerhiya ngan bahin nga gintatabunan han 2s nga parisan. An oxygen mas ubos kay ha nitrogen tungod kay an iya ikaupat nga 2p nga electron angay magparisan ha orbital nga may sulod na, ngan an dugang nga pagtutuok naghimo nga mas masayon tangtangon.

Makita liwat an pariho nga duha nga pagbaba ha panahon 3: an aluminum (577.5 kJ/mol) mas ubos kay ha magnesium (737.7 kJ/mol), ngan an sulfur (999.6 kJ/mol) mas ubos kay ha phosphorus (1011.8 kJ/mol). An nauulit nga pattern nagpapakita nga tikang ito ha istruktura han subshell, dire ha usa nga kakaiba nga elemento.

Sunod-sunod nga ionization energy ngan valence electron

An kada sunod-sunod nga ionization energy mas dako kay ha nauna, tungod kay an kada electron nawawara tikang ha ion nga padayon nga nagiging mas positibo. An kadako han kada lukso amo an mapuslanon nga impormasyon. An kasarangan nga pagtaas nagpapasabot nga an sunod nga electron tikang ha pariho nga valence shell; an hilarom kadako nga lukso nagpapasabot nga angay ito tikang ha core, nga mas harapit ha nucleus ngan mas gutiay gud an gintatabunan.

Halimbawa 3. Gin-hatag han NIST an syahan nga tulo nga ionization energy han magnesium sugad nga 7.646, 15.035, ngan 80.144 eV. Pag-convert: 7.646 eV × 96.485 kJ/(mol·eV) = 737.7 kJ/mol; 15.035 × 96.485 = 1450.7 kJ/mol; 80.144 × 96.485 = 7732.7 kJ/mol. An ratio nga IE₂/IE₁ 1450.7 / 737.7 = 1.97, kundi an IE₃/IE₂ 7732.7 / 1450.7 = 5.33. An dako nga lukso pagkatapos han ikaduha nga electron nagpapakita nga an magnesium may duha nga valence electron, [Ne] 3s², ngan nagpapaliwanag kun kay ano nga naghihimo ito hin Mg²⁺ kundi diri Mg³⁺ ha ordinaryo nga kimika.

Ginpapakita han sodium an lukso usa ka lakang nga mas sayo. An iya ikaduha nga ionization energy, 4562.4 kJ/mol, mga 9.2 ka beses han iya syahan, 495.8 kJ/mol, tungod kay an ikaduha nga electron angay tikang ha 2p nga core.

Electron affinity ngan electronegativity

An electron affinity naghuhulagway han pagbag-o han enerhiya kun an gaseous nga atomo nakakuha hin electron: X(g) + e⁻ → X⁻(g). Naglalain-lain an kombensyon han timaan. An iba nga libro, upod an OpenStax, nagre-report han pagbag-o han enerhiya, nga negatibo kun nahatag an enerhiya; an iba nagre-report han nahatag nga enerhiya sugad nga positibo nga numero. Susiha an kombensyon antes magtapat hin mga bili. Gawas han mga noble gas, an mga atomo nga padaplin ha too han panahon an nagpapagawas han labing damo nga enerhiya, tungod kay an ira hataas nga Zeff mahigpit nga nagbibira han umaabot nga electron.

Mas diri regular an electron affinity kay ha ionization energy. An chlorine nagpapagawas hin mas damo nga enerhiya kay ha fluorine, mga 349 kJ/mol kumpara ha 328 kJ/mol, base ha mga bili han NIST Chemistry WebBook nga 3.613 ngan 3.401 eV. An dugang nga electron ha masiksik nga 2p nga subshell han fluorine nakasagpa hin mas kusog nga pagtutuok. An beryllium, nitrogen, ngan mga noble gas gutiay o waray hilig nga maghimo hin matibay nga gaseous nga anion, tungod kay an dugang nga electron mapupunta ha mas taas nga subshell o magpapares ha tunga-puno nga usa.

An electronegativity amo an abilidad han atomo ha sulod han molekula nga mamira han mga electron han bugkos. Dire sugad han ionization energy, diri ito sinusukat ha nahigwas nga atomo; ginkukuha ito tikang ha enerhiya han bugkos o iba nga datos, ngan an Pauling nga iskala an labing gamit. An fluorine an pinakataas, mga 4.0. Nagtataas an electronegativity ha tibuok panahon ngan nag-uubos paubos ha grupo, salit nag-uubos an polaridad han bugkos tikang ha H–F paagi ha H–Cl ngan H–Br paingod ha H–I.

Kasagaran nga mga sayop ha pagpaliwanag han mga uso ha periodic table

An mga pakiana ha uso kasagaran ginhuhukman ha esplikasyon, dire la ha han-ay.

An kompleto nga esplikasyon nagngangaran han ginhahambing (pariho nga shell o lain nga shell), nagsasabot kun ano an nahihitabo ha Zeff o gilayon, ngan nagkokonektar hito nga pagbag-o ngadto ha puwersa ha electron nga ginhahambing.

• Pagsiring nga mas gutiay an atomo tungod kay mas damo an electron. Ha tibuok panahon, an mga electron naghuhunong ha pariho nga shell; nag-uubos an kadako tungod kay nagtataas an Zeff.
• Pagpaliwanag han uso ha grupo pinaagi la han 'mas damo nga shell', nga waray pagtimaan nga gutiay la an balhin han Zeff paubos ha grupo.
• Pagtrato ha ionization energy sugad nga strikto nga nagtataas ha tibuok panahon. Susiha an mga lakang tikang ha group 2 paingod ha 13 ngan group 15 paingod ha 16.
• Pagtapat han mga ion pinaagi han karga han nucleus nga waray una pagsusi nga isoelectronic sira.
• Pagsagol han mga kombensyon han timaan han electron affinity ngan pagbuot nga an mas negatibo nga numero amo an mas gutiay nga affinity.
• Pagtapat han mga radius tikang ha lain-lain nga table. An covalent, metallic, ngan ionic nga mga radius lain-lain an pagpasabot.
• Pagpaliwanag pinaagi han 'gusto' han atomo. Waray tuyo an mga atomo; ipaliwanag pinaagi ha pagbira, gilayon, ngan pagtutuok.