Hva Bestemmer Chemical Oppførsel av en Atom?

Elementene er fremstilt av atomer, og strukturen av atom bestemmer hvordan den vil oppføre seg i samspill med andre kjemikalier. Nøkkelen for å bestemme hvordan et atom vil oppføre seg i forskjellige miljøer ligger i anordningen av elektroner i atomet. Når et atom reagerer, kan det vinne eller tape elektroner, eller den kan dele elektroner med et naboatom til dannelse av en kjemisk binding. Den enkle som et atom kan vinne, tape eller dele elektroner bestemmer sin reaktivitet.

Atomic Struktur

Atomer består av tre typer av subatomære partikkel: protoner, nøytroner og elektroner. Identiteten til et atom er bestemt av dets proton nummer eller atomnummer. For eksempel er en hvilken som helst atom som har 6 protoner klassifisert som karbon. Atomer er nøytrale enheter, slik at de alltid har likt antall positivt ladede protoner og negativt ladede elektronene. Elektronene blir sagt å bane den sentrale kjerne, holdt i stilling ved hjelp av elektrostatisk tiltrekning mellom den positivt ladede kjernen og elektronene selv. Elektronene er ordnet i energinivå eller skjell: definerte områder av plass rundt kjernen. Elektroner oppta de laveste tilgjengelige energinivået, det vil si det som er nærmest kjernen, men hvert energinivå kan bare inneholde et begrenset antall elektroner. Plasseringen av de ytre elektroner er nøkkelen for å bestemme oppførselen av et atom.

Full Ytre Energinivå

Antallet elektroner i et atom er bestemt av antall protoner. Dette betyr at de fleste atomer har en delvis fylt ytre energinivå. Når atomer reagere, har de en tendens til å forsøke og oppnå en fullstendig ytre energinivå, enten ved å tape de ytre elektroner, ved å få ekstra elektroner eller ved å dele elektroner med et annet atom. Dette betyr at det er mulig å forutsi oppførselen til et atom ved å undersøke dens elektronkonfigurasjon. Edelgasser som neon og argon er kjent for sin inert karakter: De tar ikke del i kjemiske reaksjoner, bortsett fra under svært ekstreme forhold som de allerede har en stabil fullstendig ekstern energinivå.

The Periodic Table

Den periodiske tabell over elementene er anordnet slik at elementene eller atomer med lignende egenskaper er gruppert i kolonner. Hver kolonne eller gruppe inneholder atomer med en tilsvarende elektron ordning. For eksempel elementer slik som natrium og kalium i den venstre kolonne av det periodiske system, hver inneholder en elektron i sin ytterste energinivå. De er sagt å være i gruppe 1, og fordi den ytre elektronet er bare svakt tiltrukket av kjernen, kan det være tapt enkelt. Dette gjør gruppe 1 atomer svært reaktive: De mister lett sin ytre elektron i kjemiske reaksjoner med andre atomer. Tilsvarende elementer i gruppe 7 har en eneste stilling i sitt ytre energinivå. Siden komp ytre energinivåer er de mest stabile, kan disse atomene lett tiltrekke seg en ekstra elektron når de reagerer med andre stoffer.

ionisering Energy

Ioniseringsenergien (IE) er et mål på den letthet med hvilken elektronene kan fjernes fra et atom. Et element med en lav ionisering energi vil reagere lett ved å miste sin ytre elektron. Ioniseringsenergien blir målt for suksessiv fjerning av hver enkelt elektron til et atom. Den første ioniseringsenergien menes den energi som kreves for å fjerne den første elektron; den andre ioniseringsenergien menes den energi som kreves for å fjerne den andre elektron og så videre. Ved å undersøke verdiene for suksessive ionisering av energier av et atom, kan den sannsynlige oppførsel forutsies. For eksempel, har konsernet to element kalsium en lav første IE av 590 kilojoule per føflekk og et relativt lavt andre IE av 1145 kilojoule per mol. Men den tredje IE mye høyere i 4912 kilojoule per mol. Dette tyder på at når kalsium reagerer er det mest sannsynlig å miste de to første lett flytt elektroner.

Elektron affinitet

Electron affinitet (Ea) er et mål på hvor lett et atom kan få ekstra elektroner. Atomer med lav elektron affiniteter har en tendens til å være meget reaktive, for eksempel fluor, er den mest reaktive element i det periodiske system, og den har en meget lav elektronaffinitet på -328 kJ per mol. Som med ionisering energi, har hvert element en serie av verdier som representerer elektron affiniteten av tilsetning av de første, andre og tredje elektroner og så videre. Nok en gang, de påfølgende elektron slektskap av et element gi en indikasjon på hvordan det vil reagere.