המאפיינים התקופתיים של האלמנטים

הטבלה המחזורית מסדרת את היסודות לפי תכונות תקופתיות, המהוות מגמות חוזרות במאפיינים פיזיקליים וכימיים. ניתן לחזות מגמות אלה רק על ידי בחינת הסקר טבלה מחזורית וניתן להסבר ולהבנה על ידי ניתוח תצורות האלקטרונים של האלמנטים. אלמנטים נוטים להשיג או לאבד אלקטרונים ערכיים כדי להשיג היווצרות שמינייה יציבה. שמינונים יציבים נראים בגזים האינרטיים, או בגזים האצילים, מקבוצה VIII של הטבלה המחזורית. בנוסף לפעילות זו, ישנם שני מגמות חשובות נוספות. ראשית, אלקטרונים מתווספים אחד בכל פעם שנע משמאל לימין לאורך תקופה. כשזה קורה, האלקטרונים של הקליפה החיצונית ביותר חווים משיכה גרעינית הולכת וגוברת, ולכן האלקטרונים מתקרבים יותר לגרעין ומחוברים אליו יותר חזק. שנית, במורד עמודה בטבלה המחזורית, האלקטרונים החיצוניים ביותר נקשרים פחות פחות לגרעין. זה קורה מכיוון שמספר רמות האנרגיה העיקריות הממולאות (המגנות על האלקטרונים החיצוניים ביותר מפני משיכה לגרעין) עולה כלפי מטה בתוך כל קבוצה. מגמות אלה מסבירות את התקופתיות שנצפתה בתכונות היסודיות של רדיוס אטומי, אנרגיית יינון, זיקת אלקטרונים ו אלקטרוניות.

הרדיוס האטומי של יסוד הוא מחצית המרחק בין מרכזיהם של שני אטומים של אותו יסוד שרק נוגעים זה בזה. באופן כללי, הרדיוס האטומי פוחת לאורך תקופה משמאל לימין ומגדיל את קבוצתו נתונה. האטומים עם הרדיוסים האטומיים הגדולים ביותר נמצאים בקבוצה I ובתחתית הקבוצות.

כאשר הם עוברים משמאל לימין לאורך תקופה, אלקטרונים מתווספים בזה אחר זה למעטפת האנרגיה החיצונית. אלקטרונים בתוך מעטפת אינם יכולים להגן זה על זה מפני משיכה לפרוטונים. מכיוון שגם מספר הפרוטונים גדל, המטען הגרעיני האפקטיבי גדל לאורך תקופה. זה גורם לירידה ברדיוס האטומי.

מעבר למטה בקבוצה באזור טבלה מחזורית, מספר האלקטרונים ופגזי האלקטרונים הממולאים גדל, אך מספר האלקטרונים בערביות נשאר זהה. האלקטרונים החיצוניים בקבוצה חשופים לאותו מטען גרעיני יעיל, אך אלקטרונים נמצאים רחוק יותר מהגרעין ככל שמספר פגזי האנרגיה הממולאים גדל. לכן, הרדיוסים האטומיים גוברים.

אנרגיית היינון, או פוטנציאל היינון, היא האנרגיה הנדרשת להוצאת אלקטרון מאטום גזי או יון לחלוטין. ככל שאלקטרון שנקשר יותר ויותר חזק יותר הוא לגרעין, קשה יותר להסירו, ואנרגיית היינון שלו תהיה גבוהה יותר. אנרגיית היינון הראשונה היא האנרגיה הדרושה להסרת אלקטרון אחד מהאטום האב. השני אנרגיית יינון היא האנרגיה הנדרשת בכדי להסיר אלקטרון של עריכה שנייה מהיון הבלתי אחיד ליצירת היון הדו-מימדי, וכן הלאה. אנרגיות יינון רצופות גדלות. אנרגיית היינון השנייה תמיד גדולה יותר מאנרגיית היינון הראשונה. אנרגיות היינון מגדילות את התנועה משמאל לימין לאורך תקופה (ירידה ברדיוס האטומי). אנרגיית היינון פוחתת בהעברה בקבוצה (הגדלת הרדיוס האטומי). לאלמנטים בקבוצה I יש אנרגיות יינון נמוכות מכיוון שאובדן האלקטרון יוצר שמינייה יציבה.

משיכת אלקטרון משקף את יכולתו של אטום לקבל אלקטרון. זהו שינוי האנרגיה שמתרחש כאשר אלקטרון מתווסף לאטום גזי. לאטומים בעלי מטען גרעיני חזק יותר יש זיקה אלקטרונית גבוהה יותר. ניתן לבצע כמה הכללות לגבי קשרי האלקטרונים של קבוצות מסוימות בטבלה המחזורית. לאלמנטים של הקבוצה IIA, האדמות האלקליות, יש ערכי זיקה אלקטרונים נמוכים. אלמנטים אלה יציבים יחסית מכיוון שהם התמלאו s מעטפות משנה. לאלמנטים VIIA הקבוצתיים, ההלוגנים, יש זיקה גבוהה לאלקטרונים מכיוון שהוספת אלקטרון לאטום מביאה לקליפה מלאה לחלוטין. לאלמנטים מקבוצה VIII, גזים אצילים, יש זיקה אלקטרונים קרוב לאפס מכיוון שלכל אטום יש שמינייה יציבה ולא יקבלו אלקטרונים בקלות. לאלמנטים מקבוצות אחרות יש קשרים אלקטרוניים נמוכים.

בפרק זמן, ההלוגן יהיה בעל הזיקה האלקטרונית הגבוהה ביותר, בעוד ש- גז אציל תהיה בעלת הזיקה האלקטרונית הנמוכה ביותר. זיקת האלקטרונים פוחתת במורד הקבוצה, מכיוון שאלקטרון חדש יהיה רחוק יותר מגרעין האטום הגדול.

אלקטרונגטיביות היא מדד למשיכה של אטום לאלקטרונים בקשר כימי. ככל שהחשמל האלקטרוניטיבי של אטום גבוה יותר, כך המשיכה שלו לאלקטרונים קשורים עולה. החשמל האלקטרוני-קשור קשור לאנרגיית יינון. לאלקטרונים עם אנרגיות יינון נמוכות יש אלקטרוניות נמוכות מכיוון שהגרעינים שלהם אינם מפעילים כוח אטרקטיבי חזק על אלקטרונים. לאלמנטים בעלי אנרגיות יינון גבוהה יש אלקטרוניות גבוהה בגלל המשיכה החזקה המופעלת על ידי האלקטרונים על ידי הגרעין. בקבוצה האלקטרוניטיביות יורדת ככל שהמספר האטומי גדל, כתוצאה מהמרחק המוגבר בין האלקטרון הערכיות לגרעין (רדיוס אטומי גדול יותר). דוגמא ליסוד אלקטרופוזיטיבי (כלומר, אלקטרונגטיביות נמוכה) הוא צזיום; דוגמה מאוד אלמנט אלקטרוני הוא פלואור.

נע שמאלה → ימינה

• רדיוס אטומי פוחת
• אנרגיית היינון גדלה
• זיקה אלקטרונית באופן כללי עולה (מלבד נובל אלקטרו גז זיקה קרוב לאפס)
• החשמל האלקטרוניטיבי עולה

העברת למעלה → למטה

• רדיוס אטומי עולה
• האנרגיה של יינון פוחתת
• זיקה אלקטרונית בדרך כלל פוחתת בהעברת קבוצה
• החשמל האלקטרוניטיבי פוחת