Az időszakos törvény kimondja, hogy az elemek fizikai és kémiai tulajdonságai szisztematikus és kiszámítható módon megismétlődnek, amikor elemek a növekvő sorrendben vannak elrendezve atomszám. Sok tulajdonság időközönként megismétlődik. Ha az elemek megfelelően vannak elrendezve, a trendek az elemek tulajdonságai nyilvánvalóvá válnak, és felhasználhatók előrejelzések készítésére ismeretlen vagy ismeretlen elemekről, egyszerűen az asztalon elhelyezésük alapján.
Az időszakos törvény fontossága
Az időszakos törvényt a kémia egyik legfontosabb fogalmának tekintik. Minden kémikus alkalmazza az időszakos törvényt, tudatosan vagy sem, amikor a kémiai elemekkel, azok tulajdonságaival és kémiai reakcióival foglalkozik. Az időszakos törvény a modern periódusos rendszer kidolgozásához vezetett.
Az időszakos törvény felfedezése
Az időszakos törvényt a tudósok által a 19. században tett megfigyelések alapján fogalmazták meg. Különösen Lothar Meyer és Dmitri Mendeleev nyilvánvalóvá tette az elemtulajdonságok alakulását. 1869-ben önállóan javasolták az időszakos törvényt. A periódusos rendszer az elemeket úgy helyezte el, hogy azok tükrözzék a periódusos törvényt, bár akkoriban a tudósok nem magyarázták, miért mutatják a tulajdonságok a tendenciát.
Miután felfedezték és megértették az atomok elektronikus szerkezetét, nyilvánvalóvá vált, hogy az intervallumokban bekövetkezett karakterisztikák az elektronhéjak viselkedése miatt következtek be.
Az időszakos törvény által érintett tulajdonságok
Az időszakos törvény szerint a tendenciákat követő fő tulajdonságok az atomi sugár, ionos sugár, ionizációs energia, elektronegativitási, és elektron affinitás.
Az atom- és ionsugár egyetlen atom vagy ion méretét méri. Noha az atomi és az ionos sugarak különböznek egymástól, ugyanazt az általános tendenciát követik. A sugarat megnöveli az elemcsoport lefelé történő mozgatása, és általában balra és jobbra halad egy szakaszon vagy soron át.
Ionizációs energia azt jelenti, hogy mennyire könnyű eltávolítani egy atomot egy atomból vagy egy ionból. Ez az érték csökken egy csoport lefelé mozgatásával, és növeli a balról jobbra haladást egy időszakon keresztül.
Elektron affinitás az, hogy egy atom mennyire elfogadja az elektronot. Az időszakos törvény alkalmazásával kiderül, hogy az alkáli földelemek alacsony affinitással rendelkeznek. Ezzel ellentétben a halogének könnyen elfogadják az elektronokat, hogy kitöltsék az elektronhéjaikat és nagy elektron affinitással rendelkeznek. A nemesgáz elemeknek gyakorlatilag nulla elektron-affinitásauk van, mivel teljes valensájú elektron-héjakkal rendelkeznek.
Az elektronegativitás az elektron affinitással függ össze. Ez tükrözi, hogy egy elem atomja milyen könnyen vonzza az elektronokat kémiai kötés kialakításához. Mind az elektron affinitás, mind az elektronegativitás hajlamos csökkenni egy csoport lefelé történő mozgatásával és növekedni fog egy adott időszakon át. Az elektropozitivitás egy másik trend, amelyet az időszakos törvény szabályoz. Az elektropozitív elemek alacsony elektronegativitással bírnak (például cézium, francium).
Ezen tulajdonságok mellett a periódusos törvényhez kapcsolódó egyéb jellemzők is vannak, amelyeket az elemcsoportok tulajdonságainak tekinthetünk. Például az I. csoportba tartozó összes elem (alkálifémek) fényesek, +1 oxidációs állapotúak, vízzel reagálnak, és vegyületekben fordulnak elő, nem pedig szabad elemekként.