元素化学性质的变化趋势

点击这里查看全尺寸表格金属反应性系列如上所述,a的特征化学性质金属原子是失去一个或多个电子形成一个正电荷离子.然而,某些金属比其他金属更容易失去电子。特别是,(c)可以放弃它价电子容易得很(李)。事实上,对于碱金属(第1组元素),放弃一个电子的难易程度变化如下:Cs > Rb > K > Na > Li碳原子最有可能失去一个电子,而锂原子最不可能失去一个电子。在基团下降的过程中,金属更容易失去一个电子,因为被移走的电子离正电荷的原子核越来越远。也就是说,电子从碳原子流失到碳原子+与必须从锂原子中移除电子才能形成锂相比,锂离子与有吸引力的正电荷核的距离要大得多,因此更容易被移除+.相同的趋势在第2组元素中也可以看到碱土金属);金属所在的基团越靠后,就越有可能失去一个电子。

就像金属的性质有所不同一样,非金属的性质也有所不同。一般来说,化学活性最高的金属出现在图表的左下角元素周期表,而化学活性最高的非金属则出现在右上角区域。半金属或类金属的性质介于金属和非金属之间。

电离能能量是指从单个原子中移去一个电子所需要的能量。这里M(g)表示处于蒸汽状态的金属。

化合物:一种元素的电离能是从单个原子中除去一个电子所需要的能量(这里M(g)表示处于蒸汽状态的金属)。

金属原子失去电子给非金属原子,因为金属通常具有相对较低的电离能。基团底部的金属比顶部的金属更容易失去电子。也就是说,电离能倾向于从基团的顶部到底部递减。非金属,在元素周期表的右边区域,有相对较大的电离能,因此倾向于获得电子。电离能一般在一段时间内从左到右递增。因此,出现在周期表左下方区域的元素具有最低的电离能(因此是化学活性最强的金属),而出现在周期表右上方区域的元素具有最高的电离能(因此是化学活性最强的非金属)。

如上所述,当非金属元素与金属元素反应时,电子从金属原子转移到非金属原子,形成正离子(阳离子)和负离子(阴离子),分别。这会产生一个离子复合.例如,锂和(F)反应生成含Li的氟化锂(LiF)+和F离子。

相反,当两种非金属元素反应时,原子通过共享电子结合形成分子。原子间电子共用而形成的键称为化学键共价键.电子是共享的,而不是转移的,因为这两个非金属原子对键中的电子有相当的吸引力。例如,气体由F组成2氟原子通过共用一对电子而结合在一起的分子,每个原子共用一个电子。此外,氢和氟反应生成氢氟化,其中含有HF分子。氢原子和氟原子由一对电子结合在一起,一个电子由氢原子贡献,另一个电子由氟原子贡献。虽然电子在氢原子和氟原子之间共享,但在这种情况下,它们不是平等共享的。很明显,HF分子极地;氢原子带部分正电荷负责(δ+),而氟原子具有部分负电荷(δ−):氢氟键
δ+δ−
(在这个例子中,符号δ代表一个小于1的数字。)这个电极性发生的原因是共享电子靠近氟原子的时间比靠近氢原子的时间长。也就是说氟原子有更大的亲和力共享电子比氢的要多。这就导致了极坐标共价键

一个原子吸引与另一个原子共享的电子的能力被称为它电负性.各种原子的相对电负性可以通过测量涉及相关原子的键的极性来确定。氟的电负性值最大(根据鲍林标度为4.0),铯和钫的电负性值最小(分别为0.79和0.7)。一般来说,非金属原子的电负性比金属原子高。在元素周期表中,电负性通常在沿周期移动时增加,在沿基团向下移动时减小。当电负性非常不同的元素(如氟和铯)发生反应时,一个或多个电子被转移形成离子化合物。例如,铯和氟反应生成CsF,其中含有Cs+和F离子.当具有不同电负性的非金属原子发生反应时,它们形成具有极性共价键的分子。

另一个重要的原子性质是原子的大小.原子的大小不同;原子通常倾向于在周期表上从一组往下变大,而在一个周期内从左向右变小。