Atomlarning xossalariga atom radiuslari (hajmlari), ionlanish energiyasi, elektronga moyillik va elektromanfiylik kiradi. Ular bilan alohida tanishamiz.
Atom radiusi
Atomlarning radiuslari (r(A)) deb, atom yadrosi bilan eng tashqi elektron qavat o'rtasidagi masofaga aytiladi. Lekin atomlaming (orbital) radiuslari o‘rnida ko'pincha “atom hajmlari” iborasi ham ishlatiladi. “Atom hajmi” — qattiq holatdagi moddalarda bir mol atomning egallagan hajmidir (sm3/mol). Atom radiusi gruppalarda va davrlarda elementlarning tartib raqamiga bog'liq holda o'zgarib boradi.
a. Davrlarda elementlarning tartib raqami ortib borishi bilan ularning atom radiusi kichrayib boradi. Masalan, II davr elementlarini tahlil etsak:
Li(Z =3)<Be(4)<B(5)<C(6)<N(7)<O(8)<F(9)< Ne(10) r(A)=1,6 > 1,05 > 0,75 > 0,65 > 0,5 > 0,45 > 0,35, > 0,30
Buning sababi, elementning tartib raqami ortishi bilan yadroning musbat zaryadi ortadi va elektron qavatlarning soni (n = 2) o'zgarmagan holda tashqi elektron qavatdagi elektronlar soni ham ortib boradi. Natijada yadro va tashqi elektronlaming tortishuvi kuchayib elektron qavatlar siqiladi va atomning (hajmi) radiusi kichrayadi.
b. Gruppalarda elementlarning tartib raqami ortishi bilan elementlarning atom radiuslari ortib boradi. Chunki gruppalarda elementlar tartib raqamining ortishi davrlaming raqami ortishiga, ya’ni atomdagi elektron qavatlarning soni ortishiga olib keladi va bu o‘z-o‘zidan atom (hajmi) radiusining kattalashuviga sabab bo'ladi. Bu o'zgarish elementlarning elektron tuzilishiga (s, p, d, f-element ekanligiga) bog'liq. Buni beshinchi gruppa elementlari misolida ko'rish mumkin.
p-elementlar
As(Z = 33; r = 1,48A)
Sb(Z = 51; r = 1,61A)
Bi(Z = 83; r = 1,82A)
d-elementlar
V(Z = 23; r = 1,341)
Nb(Z = 41; r = 1,45A)
Ta(Z = 73;r = 1,46A)
s- va p-elementlarda atom radiusi keskin, f- va d- elementlarda juda kam o‘zgaradi. f- va d-elementlarda atom radiusining kam o'zgarishi ulardagi tashqaridan oldingi qavatlarda. f- va d- orbitallarining f- va d- “siqilish” hodisasi bilan izohlanadi.
Ionlanish energiyasi
Ionlanish energiyasi deb neytral atomdan bitta elektronning ajralib chiqishida yutiladigan energiyaga aytiladi. U I harfi bilan belgilanib, kJ (g-mol yoki ev) atom birliklarida o‘lchanadi.
[Atom]-(e) → [
Agar atomdan 1, 2, 3 ta elektron ketma-ket ajralib chiqsa, mos ravishda I1 I2, I3 ... ionlanish energiyasi qiymatlariga ega bo'ladi va doimo I1 < I2 < I3 < ... tartibda ortib boradi. Uning qiymati davrlarda tartib raqami ortishi bilan ortadi, ya’ni tashqi qavatdagi elektron bilan yadro o'rtasidagi tortishuv kuchi ortib borgani uchun elektronni atomdan chiqarib yuborish uchun zarur energiya miqdori ham ortadi.
Gruppalarda tartib raqami ortishi bilan ionlanish energiyasining qiymati kamayadi, chunki atom radiusi kattalashib, tashqi elektron bilan yadroning tortishuv kuchi kamayadi va elektronni atomdan chiqarib yuborish uchun kam energiya sarflanadi.
Elektronga moyillik
Elektronga moyillik deb neytral atomga bitta elektronning birikishidan ajralib chiqadigan yoki yutiladigan energiya miqdoriga aytiladi va (F) bilan belgilanib, o'lchov birligi kJ/g-mol va ev/atom.
[Atom]+(e) → [
Atomlarning bu xususiyati ham davrlarda tartib raqami ortishi bilan ortadi. Masalan, II davrda litiyning elektronga moyilligi 0,82 ev bo'lsa, kislorodda — 1,47 va ftorda — 3,58 ev ga tengdir. Gruppalarda tartib raqami ortishi elektronga moyillikning kamayib borishiga (I gruppa: Li = 0,82; Na = 0,47 ev) olib keladi. Elementlar atomlarining yuqoridagi ikki xossasini umumlashtiruvchi kattalik elektromanfiylikdir.
Elektromanfiylik
Elektromanfiylik (E. m.) deb bir atomning boshqa atom elektron bulutini o'ziga qanchalik torta olish xususiyatiga aytiladi:
E. m. = 1/2 (I + F)
Elementlarning elektromanfiyligi litiyning elektromanfiyligiga (E. mlitiy = 1) nisbatan (Poling shkalasi) hisoblangan. E. m.ning qiymati davrlarda elementlarning tartib raqami ortishi bilan ortib boradi. Masalan, III davr elementlari uchun:
Na(Z = 11) < Al(13) < P(15) < Cl(17)
E. m. = 0,9 < 1,5 < 2,1 < 3,0
Gruppalarda tartib raqami ortishi bilan E. m. kamayib boradi.
Masalan: VII A gruppada:
F(Z = 9) < Cl(17) < Br(35) < 1(53)
E. m. = 4,1 > 3,0 > 2,6 > 2,4
Davriy jadvalda eng-yuqori elektromanfiylikka ega element ftor bo'lib, u barcha elementlardan elektron “tortib” oladi va kuchli oksidlovchilik xossasini namoyon qiladi. Shu sababli ftor inert gazlardan ksenon (Xe) bilan ta’sirlashib, uni oksidlaydi vaXeF2 birikmasini hosil qiladi. Kislorod ham (E. m. = 3,5) ftorga elektron beradi va O+2 shartli ioniga aylanadi, OF2 ni hosil qiladi.
Birinchi gruppaning oxirlarida joylashgan Cs elementi eng kichik E. m (0,7) ga ega. Shu sababli u eng aktiv metall, ya’ni o'zidan juda oson elektron chiqarib, kuchli qaytaruvchilik xossasini namoyon qiladi. Atomlarning E. m. lari qiymati kimyoviy elementlaming xossalari (oksidlovchilik, qaytaruvchilik, kislota-asos, metall, metallmaslik) ni tushuntirishda hamda kimyoviy bog‘lanishlarning hosil bo‘lishi va ularning tabiatini o'rganishda katta ahamiyatga ega.
