روند های تناوبی (شعاع اتمی، خصلت فلزی نافلری و واکنش پذیری)

شعاع اتمی (اندازه اتم)

تعریف ساده: شعاع اتمی را می‌توانیم فاصله مرکز هسته اتم تا دورترین الکترون‌ها در لایه ظرفیت در نظر بگیریم. اندازه اتم‌ها در جدول تناوبی رفتار منظم و قابل پیش‌بینی (روند) دارد.

۱. روند در یک گروه (از بالا به پایین):

تغییرات: شعاع اتمی افزایش می‌یابد.

دلیل علمی: با حرکت از بالا به پایین در یک گروه، شماره دوره (n) افزایش می‌یابد؛ یعنی به تعداد لایه‌های الکترونی اتم افزوده می‌شود. هرچه تعداد لایه‌ها بیشتر باشد، الکترون‌های بیرونی در فاصله دورتری از هسته قرار می‌گیرند و اتم بزرگ‌تر می‌شود.

مثال: شعاع پتاسیم (K) از سدیم (Na) بزرگ‌تر است.

۲. روند در یک دوره (از چپ به راست):

تغییرات: شعاع اتمی کاهش می‌یابد.

دلیل علمی: در یک دوره، تعداد لایه‌های الکترونی ثابت است، اما تعداد پروتون‌های هسته (عدد اتمی) یکی‌یکی افزایش می‌یابد. با افزایش بار مثبت هسته، نیروی جاذبه هسته بر الکترون‌های لایه ظرفیت بیشتر شده و آن‌ها را بیشتر به سمت خود می‌کشد؛ در نتیجه اتم جمع‌وجورتر (کوچک‌تر) می‌شود.

مثال: شعاع اکسیژن (O) از کربن (C) کوچک‌تر است.

خصلت فلزی و نافلزی

این خصلت‌ها ارتباط کاملاً مستقیمی با شعاع اتمی دارند.

۱. خصلت فلزی (آسانی از دست دادن الکترون):

فلزها تمایل دارند الکترون از دست بدهند و کاتیون تشکیل دهند.

هرچه اتم بزرگ‌تر باشد (شعاع بیشتر)، هسته تسلط کمتری روی الکترون‌های بیرونی دارد، پس اتم راحت‌تر الکترون از دست می‌دهد.

روند:

در گروه (بالا به پایین): افزایش می‌یابد (چون شعاع زیاد می‌شود).

در دوره (چپ به راست): کاهش می‌یابد (چون شعاع کم می‌شود).

نتیجه: فعال‌ترین فلزات در پایین و سمت چپ جدول قرار دارند (مثل سزیم و فرانسیم).

2-خصلت نافلزی (آسانی گرفتن الکترون):

نافلزها تمایل دارند الکترون بگیرند و آنیون تشکیل دهند.

هرچه اتم کوچک‌تر باشد (شعاع کمتر)، جاذبه هسته برای جذب الکترون‌های جدید بیشتر است.

روند:

در گروه (بالا به پایین): کاهش می‌یابد.

در دوره (چپ به راست): افزایش می‌یابد.

نتیجه: فعال‌ترین نافلزات در بالا و سمت راست جدول قرار دارند (مثل فلوئور در گروه هالوژن‌ها). گازهای نجیب در این بررسی مستثنی هستند چون تمایلی به واکنش ندارند.

واکنش‌پذیری :

یعنی تمایل یک عنصر برای انجام واکنش شیمیایی. این موضوع برای فلزات و نافلزات برعکس هم عمل می‌کند:

۱. واکنش‌پذیری فلزها (گروه‌های ۱ و ۲ به عنوان الگو):

چون فلزها با از دست دادن الکترون واکنش می‌دهند، هرچه خصلت فلزی بیشتر باشد، واکنش‌پذیرترند.

روند: در یک گروه فلزی از بالا به پایین واکنش‌پذیری شدیدتر می‌شود.

مثال کتاب: در گروه اول (فلزات قلیایی)، واکنش سدیم (Na) با آب شدیدتر از لیتیم (Li) است و واکنش پتاسیم (K) با آب از سدیم هم بسیار شدیدتر (همراه با شعله و انفجار) است.

۲. واکنش‌پذیری نافلزها (گروه ۱۷ - هالوژن‌ها به عنوان الگو):

چون نافلزها با گرفتن الکترون واکنش می‌دهند، هرچه خصلت نافلزی بیشتر باشد، واکنش‌پذیرترند.

روند: در یک گروه نافلزی از بالا به پایین واکنش‌پذیری کاهش می‌یابد (چون اتم بزرگ می‌شود و قدرت جذب الکترونش افت می‌کند).

مثال کتاب: در گروه هالوژن‌ها، فلوئور (F) از کلر (Cl) واکنش‌پذیرتر است و کلر از برم (Br) تمایل بیشتری به واکنش دارد.

نکته کلیدی 

شعاع اتمی کلید فهم تمام روندهای تناوبی است. اگر دلیل تغییرات اندازه اتم (شعاع) را بلد باشید، به راحتی می‌توانید خصلت فلزی، نافلزی و واکنش‌پذیری را تحلیل کنید!