Bir Atomun Kimyasal Davranışını Ne Belirler?

Elementler atomlardan yapılmıştır ve atomun yapısı diğer kimyasallarla etkileşime girdiğinde nasıl davranacağını belirler. Bir atomun farklı ortamlarda nasıl davranacağını belirlemenin anahtarı, atom içindeki elektronların düzenlenmesinde yatmaktadır.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Bir atom reaksiyona girdiğinde elektron kazanabilir veya kaybedebilir veya kimyasal bir bağ oluşturmak için elektronları komşu bir atomla paylaşabilir. Bir atomun elektron kazanma, kaybetme veya paylaşma kolaylığı, reaktivitesini belirler.

Atomlar üç tip atom altı parçacıktan oluşur: protonlar, nötronlar ve elektronlar. Bir atomun kimliği, proton numarası veya atom numarası ile belirlenir. Örneğin, 6 protona sahip herhangi bir atom karbon olarak sınıflandırılır. Atomlar nötr varlıklardır, bu nedenle her zaman eşit sayıda pozitif yüklü protona ve negatif yüklü elektrona sahiptirler. Elektronların, pozitif yüklü çekirdek ile elektronların kendileri arasındaki elektrostatik çekim tarafından yerinde tutulan merkezi çekirdeğin yörüngesinde döndüğü söylenir. Elektronlar enerji seviyelerinde veya kabuklarda düzenlenir: çekirdeğin etrafındaki tanımlanmış uzay alanları. Elektronlar mevcut en düşük enerji seviyelerini, yani çekirdeğe en yakın olanı işgal eder, ancak her enerji seviyesi sadece sınırlı sayıda elektron içerebilir. En dıştaki elektronların konumu, bir atomun davranışını belirlemede anahtardır.

Bir atomdaki elektron sayısı proton sayısı ile belirlenir. Bu, çoğu atomun kısmen doldurulmuş bir dış enerji seviyesine sahip olduğu anlamına gelir. Atomlar tepkimeye girdiğinde, ya dış elektronları kaybederek, fazladan elektronlar kazanarak ya da elektronları başka bir atomla paylaşarak tam bir dış enerji düzeyine ulaşmaya çalışırlar. Bu, elektron konfigürasyonunu inceleyerek bir atomun davranışını tahmin etmenin mümkün olduğu anlamına gelir. Neon ve argon gibi soy gazlar inert karakterleriyle dikkat çekerler: Zaten kararlı bir tam dış enerjiye sahip oldukları için çok aşırı koşullar dışında kimyasal reaksiyonlar seviye.

Elementlerin Periyodik Tablosu, benzer özelliklere sahip elementler veya atomlar sütunlarda gruplandırılacak şekilde düzenlenmiştir. Her sütun veya grup, benzer bir elektron düzenlemesine sahip atomlar içerir. Örneğin, Periyodik Tablonun sol sütunundaki sodyum ve potasyum gibi elementlerin her biri, en dış enerji düzeyinde 1 elektron içerir. Grup 1'de oldukları söylenir ve dış elektron çekirdeğe yalnızca zayıf bir şekilde çekildiğinden kolayca kaybolabilir. Bu, Grup 1 atomlarını oldukça reaktif hale getirir: Diğer atomlarla kimyasal reaksiyonlarda dış elektronlarını kolayca kaybederler. Benzer şekilde, Grup 7'deki elementlerin dış enerji seviyelerinde tek bir boşluk vardır. Tam dış enerji seviyeleri en kararlı olduğu için, bu atomlar diğer maddelerle reaksiyona girdiklerinde kolayca ek bir elektron çekebilir.

İyonlaşma enerjisi (I.E.), elektronların bir atomdan çıkarılma kolaylığının bir ölçüsüdür. Düşük iyonlaşma enerjisine sahip bir element, dış elektronunu kaybederek kolayca reaksiyona girer. İyonlaşma enerjisi, bir atomun her elektronunun art arda çıkarılması için ölçülür. Birinci iyonlaşma enerjisi, birinci elektronu çıkarmak için gereken enerjiyi ifade eder; ikinci iyonlaşma enerjisi, ikinci elektronu vb. çıkarmak için gereken enerjiyi ifade eder. Bir atomun ardışık iyonlaşma enerjilerinin değerleri incelenerek, olası davranışı tahmin edilebilir. Örneğin, Grup 2 element kalsiyumu düşük 1. I.E.'ye sahiptir. mol başına 590 kilojul ve nispeten düşük 2. I.E. mol başına 1145 kilojul. Ancak 3. I.E. mol başına 4912 kilojul ile çok daha yüksektir. Bu, kalsiyum reaksiyona girdiğinde, ilk iki kolayca çıkarılabilir elektronu kaybetme olasılığının yüksek olduğunu göstermektedir.

Elektron ilgisi (Ea), bir atomun ne kadar kolay ekstra elektron kazanabileceğinin bir ölçüsüdür. Düşük elektron ilgisine sahip atomlar çok reaktif olma eğilimindedir, örneğin en çok florindir. Periyodik Tablodaki reaktif elementtir ve -328 kilojul'de çok düşük elektron ilgisine sahiptir. mol başına. İyonlaşma enerjisinde olduğu gibi, her elementin birinci, ikinci ve üçüncü elektronları ve benzerlerini ekleme elektron ilgisini temsil eden bir dizi değeri vardır. Bir kez daha, bir elementin ardışık elektron afiniteleri, nasıl tepki vereceğine dair bir gösterge verir.