8. Периодичность свойств химических элементов.

Так как электронное строение элементов изменяется периодически, то соответственно периодически изменяются и свойства элементов, определяемые их электронным строением, такие, как атомный радиус, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность.

Атомный радиус. Атомы и ионы не имеют строго определенных границ вследствие волновой природы электронов. Поэтому введены два условных понятия атомных радиусов:

- эффективный;

- орбитальный.

Эффективный атомный радиус определяется экспериментально (из спектрографических данных) как ½ расстояния между центрами ядер двух соседних атомов в молекуле или кристалле.

Орбитальный атомный радиус – это расстояние от ядра атома до наиболее удаленного максимума электронной плотности.

В пределах каждой подгруппы элементов радиусы, как правило, увеличиваются при увеличении номера периода (или Z), так как возрастает число энергетических уровней.

В периоде атомные радиусы с ростом порядкового номера уменьшаются (от щелочного металла к инертному газу). Атом Na имеет радиус 1,8 ,Mg – 1,6 , Сl – 0,73 .Объяснить это можно тем, что с увеличением заряда ядра увеличивается сила кулоновского притяжения электронов к ядру, которая превалирует над силами взаимного отталкивания электронов.

Радиусы положительных ионов всегда меньше радиусов отриц ионов и наоборот.

Энергия ионизации – это минимальная энергия для удаления электрона от невозбужденного атома.

В периоде слева направо энергия ионизации возрастает и восстановительные свойства элементов убывают. Наименьшие значения энергии ионизации имеют щелочные элементы, находящиеся в начале периода, наибольшими значениями энергии ионизации характеризуются благородные газы, находящиеся в конце периода, что обусловлено возрастанием заряда ядра и уменьшением размеров атомов.

Сродство к электрону – называют энергию, выделяющуюся или поглощающуюся в процессе присоединения электрона к свободному атому в его основном состоянии с превращением его в отрицательный ион A^-.

В периодах слева направо сродство к электрону и окислительные свойства элементов возрастают (исключение для N и P). В подгруппах сверху вниз сродство к электрону, как правило, уменьшается.

Электроотрицательность – способность атомов удерживать внешние электроны. Электроотрицательность (ЭО) элемента характеризует способность его атомов притягивать к себе электроны, участвующие в образовании химических связей с другими атомами в молекуле, ионе. Очевидно, что эта способность зависит от энергии ионизации атома и его сродства к электрону. Не является абсолютной константой и зависит от эффективного заряда ядра атома, который может меняться под влиянием соседних атомов, типов атомных орбиталей и характера их гибридизации.

9. Природа химической связи. Основные типы химической связи.

Химическая связь – это вид межатомных взаимодействий в молекулах, ионах, кристаллах, характеризуемый определенной энергией

Основные характеристики химической связи:

1.Энергия связи, Е_св, определяет ее прочность – это количество энергии, которое нужно затратить на ее разрыв или количество энергии, выделяемое при образовании молекулы из атомов. Единица измерения энергии связи – кДж/моль (эВ/моль). Энергия химической связи изменяется в интервале 40 ÷ 400 кДж/моль.

+2. Длина связи, ℓ, - расстояние между центрами двух атомов, образующих молекулу.

Валентный угол – угол между прямыми, соединяющими центры ядер атомов в молекуле. Валентными углами определяется пространственное строение молекул. Величины валентных углов зависят от природы атомов и характера связи.

Различают 3 типа химической связи: ковалентная, ионная и металлическая. Основными параметрами химической связи являются: длина (межъядерное расстояние связанных атомов), прочность (энергия, выделяющаяся при образовании или затрачиваемая на разрыв связи), валентный угол или угол связи (угол между прямыми, проходящими через ядра связанных атомов), полярность (дипольный момент)

Ковалентная связь(атомная связь, гомеополярная связь) –связь, обусловленная наличием электронных пар, общих для соединяющихся атомов.

Ионная связь – тип химической связи, энергия которой в основном определяется электростатическими силами притяжения противоположно заряженных ионов (катионов и анионов).

Более строго ее следует рассматривать как предельный случай ковалентной полярной связи, так как реально полного разделения зарядов, т.е. перехода электрона от одного атома к другому, никогда не происходит.

В целом ионное соединение представляют как гигантскую ассоциацию ионов противоположных знаков, а химические формулы ионных соединений – как простейшее соотношение между числом атомов элементов, входящих в состав такой ассоциации.

Металлическая связь- это химическая связь, образующая между атомами в металлическом кристалле пространством полного обобществления валентных электронов.

Ковалентная полярная - связь между атомами неметаллами (сложны вещества).

Ковалентная неполярная - связь между неметаллами (простые вещества).

Ионная связь – соли

Водородной называют связь образуемую атомом водорода, который ковалентно связан с атомом сильно электроотрицательного элемента А и другим подобным атомом В .