הגדרת משפט תקופתי בכימיה

החוק התקופתי קובע כי התכונות הפיזיקליות והכימיות של היסודות חוזרות באופן שיטתי וצפוי כאשר אלמנטים מסודרים לפי סדר הגדלה מספר אטומי. רבים מהמאפיינים חוזרים על עצמם במרווחים. כאשר האלמנטים מסודרים נכון, ה- מגמות במאפייני אלמנטים מתברר וניתן להשתמש בהם כדי לבצע תחזיות לגבי אלמנטים לא ידועים או לא מוכרים, פשוט על סמך מיקומם על השולחן.

משפט תקופתי נחשב לאחד המושגים החשובים ביותר בכימיה. כל כימאי עושה שימוש בחוק תקופתי, בין אם במודע ובין שלא במודע, כאשר הוא מתמודד עם היסודות הכימיים, תכונותיהם ותגובותיהם הכימיות. החוק התקופתי הוביל להתפתחות הטבלה המחזורית המודרנית.

החוק התקופתי גובש על פי תצפיות שנעשו על ידי מדענים במאה ה -19. בפרט תרומות של לותר מאייר ו- דמיטרי מנדלב הובילו מגמות בתכונות האלמנט. הם הציעו באופן עצמאי את החוק התקופתי בשנת 1869. הטבלה המחזורית סידרה את האלמנטים כך שישקפו את החוק התקופתי, למרות שלמדענים באותה תקופה לא היה שום הסבר מדוע נכסים עקבו אחר מגמה.

לאחר שהתברר והבין המבנה האלקטרוני של האטומים, התברר כי מאפייני הסיבה שהתרחשו במרווחים היו בגלל התנהגותם של פגזי אלקטרונים.

מאפייני המפתח העוקבים אחר מגמות על פי החוק התקופתי הם רדיוס אטומי, רדיוס יוניאנרגיית יינון, אלקטרוניות, וקרבה אלקטרונית.

רדיוס אטומי ויוני הם מדד לגודל אטום או יון בודד. בעוד שרדיוס אטומי ויוני שונים זה מזה, הם עוקבים אחר אותה מגמה כללית. הרדיוס מגדיל את נע במורד קבוצת אלמנטים ובאופן כללי מצמצם את תנועתו משמאל לימין לאורך תקופה או שורה.

אנרגיית יינון הוא מדד לכמה קל להסיר אלקטרון מאטום או יון. ערך זה מצמצם את תנועתם לאורך קבוצה ומגדיל את העברת שמאלה לימין לאורך תקופה.

משיכת אלקטרון באיזו קלות אטום מקבל אלקטרון. בעזרת החוק התקופתי מתברר כי לאלמנטים של כדור הארץ האלקליין יש זיקה אלקטרונית נמוכה. לעומתן, ההלוגנים מקבלים בקלות אלקטרונים למילוי מעטפות האלקטרונים שלהם ויש להם זיקה אלקטרונית גבוהה. לאלמנטים של הגז האצילי יש כמעט אפס זיקה אלקטרונים מכיוון שיש להם מעטפות תת אלקטרוניות בעלות ערך.

השלכות האלקטרונית קשורה לזיקה אלקטרונים. הוא משקף באיזו קלות אטום של יסוד מושך אלקטרונים ליצירת קשר כימי. הן הזיקה האלקטרונית והן האלקטרוניטיביות נוטים לצמצם את תנועתם של קבוצה ולהגדיל את תנועתם לאורך תקופה. אלקטרופוזיטיביות היא מגמה נוספת שנשלטת על ידי החוק התקופתי. לאלמנטים אלקטרופוזיטיביים יש אלקטרונגטיביות נמוכה (למשל צזיום, פרנסיום).

בנוסף למאפיינים אלה, ישנם מאפיינים נוספים הקשורים לחוק התקופתי, אשר עשויים להיחשב כמאפיינים של קבוצות אלמנטים. לדוגמה, כל היסודות בקבוצה I (מתכות אלקליות) נוצצים, נושאים מצב של חמצון +1, מגיבים עם מים ומתרחשים בתרכובות ולא כאל יסודות חופשיים.