Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Atomska struktura
- Potpuna vanjska razina energije
- Periodna tablica
- Ionizirajuća energija
- Afinitet elektrona
Elementi su načinjeni od atoma, a struktura atoma određuje kako će se ponašati pri interakciji s drugim kemikalijama. Ključ u određivanju ponašanja atoma u različitim sredinama leži u rasporedu elektrona unutar atoma.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Kad atom reagira, može dobiti ili izgubiti elektrone ili može dijeliti elektrone sa susjednim atomom da bi tvorio kemijsku vezu. Jednostavnost s kojom atom može dobiti, izgubiti ili dijeliti elektrone određuje njegovu reaktivnost.
Atomska struktura
Atomi se sastoje od tri vrste subatomskih čestica: protona, neutrona i elektrona. Identitet atoma određuje se njegovim protonskim brojem ili atomskim brojem. Na primjer, svaki atom koji ima 6 protona klasificira se kao ugljik. Atomi su neutralni entiteti, tako da uvijek imaju jednak broj pozitivno nabijenih protona i negativno nabijenih elektrona. Za elektrone se kaže da kruže oko središnjeg jezgra, koje drži elektrostatička privlačnost između pozitivno nabijene jezgre i samih elektrona. Elektroni su raspoređeni u energetskim razinama ili školjkama: definiranim područjima prostora oko jezgre. Elektroni zauzimaju najnižu dostupnu razinu energije, to jest najbliži je jezgri, ali svaka razina energije može sadržavati samo ograničen broj elektrona. Položaj najudaljenijih elektrona je ključan za određivanje ponašanja atoma.
Potpuna vanjska razina energije
Broj elektrona u nekom atomu određuje se brojem protona. To znači da većina atoma ima djelomično ispunjenu razinu vanjske energije. Kada atomi reagiraju, skloni su pokušati postići punu razinu vanjske energije, bilo gubljenjem vanjskih elektrona, dobivanjem dodatnih elektrona ili dijeljenjem elektrona s drugim atomom. To znači da je moguće predvidjeti ponašanje atoma ispitivanjem njegove elektronske konfiguracije. Plemeniti plinovi poput neona i argona karakteristični su po svom inertnom karakteru: oni ne sudjeluju u kemijskim reakcijama, osim u vrlo ekstremnim okolnostima, jer već imaju stabilnu punu razinu vanjske energije.
Periodna tablica
Periodna tablica elemenata raspoređena je tako da se elementi ili atomi sličnih svojstava grupiraju u stupce. Svaki stupac ili skupina sadrže atome sličnog rasporeda elektrona. Na primjer, elementi poput natrija i kalija u lijevom stupcu periodične tablice sadrže po jedan elektron u svojoj najudaljenijoj energetskoj razini. Kažu da su u grupi 1, a pošto je vanjski elektron tek slabo privučen u jezgru, može se lako izgubiti. Zbog toga su atomi grupe 1 vrlo reaktivni: lako gube svoj vanjski elektron u kemijskim reakcijama s drugim atomima. Slično tome, elementi u grupi 7 imaju jedno slobodno mjesto u svojoj vanjskoj razini energije. Budući da su pune razine vanjske energije najstabilnije, ti atomi mogu lako privući dodatni elektron pri reakciji s drugim tvarima.
Ionizirajuća energija
Energija ionizacije (I.E.) mjera je lakoće kojom se elektroni mogu ukloniti iz atoma. Element s niskom energijom ionizacije lako će reagirati izgubivši vanjski elektron. Energija ionizacije mjeri se za uzastopno uklanjanje svakog elektrona atoma. Prva energija ionizacije odnosi se na energiju potrebnu za uklanjanje prvog elektrona; druga ionizacijska energija odnosi se na energiju potrebnu za uklanjanje drugog elektrona i tako dalje. Ispitivanjem vrijednosti uzastopnih energija ionizacije atoma može se predvidjeti njegovo vjerovatno ponašanje. Na primjer, kalcij grupe 2 ima nizak I.E. od 590 kilodžula po molu i relativno niska 2. I.E. od 1145 kilodžula po molu. Međutim, 3. I.E. mnogo je veći pri 4912 kilodžula po molu. Ovo sugerira da kad kalcij reagira, najvjerojatnije je izgubiti prva dva elektrona koja se lako mogu ukloniti.
Afinitet elektrona
Afinitet elektrona (Ea) je mjera koliko lako atom može dobiti dodatne elektrone. Atomi s niskim afinitetima elektrona imaju tendenciju vrlo reaktivne, na primjer, fluor je najaktivniji element u Periodnoj tablici i ima vrlo nizak afinitet elektrona pri -328 kilodžula po molu. Kao i kod energije ionizacije, svaki element ima niz vrijednosti koje predstavljaju afinitet elektrona dodavanja prvog, drugog i trećeg elektrona i tako dalje. Još jednom, uzastopni elektronski afiniteti elementa daju naznaku kako će reagirati.