Elementide füüsikalised ja keemilised omadused

Elementaarkeemia on keemiavaldkond, mis uurib konkreetselt avastatud elemente. Samuti uuritakse elemendi füüsikalisi ja keemilisi omadusi. Füüsikalised omadused viitavad objektide muutmisele uusi aineid moodustamata. Füüsikalisi omadusi saab jälgida ka materjali moodustavaid aineid muutmata. Saame iseloomustada aine füüsikalisi omadusi, värvi, lõhna, sulamistemperatuuri, keemistemperatuuri, tihedust, kõvadust, lahustuvust, hägusust, magnetilisust ja viskoossust.

Vahepeal on keemilised omadused muutused, mida kogevad esemed, mis moodustavad uusi aineid. Keemilised muutused muudavad aine uut tüüpi aineks. Mõned keemiliste omaduste näited on tuleohtlikkus, süttivus, plahvatusohtlik, mürgine ja rooste või söövitav.

Elemente saab kategoriseerida vastavalt nende positsioonile perioodilisustabelis. Seekord arutleme nende rühmade põhjal elementide füüsikaliste omaduste ja keemiliste omaduste üle.

Leelisrühm

Leelismetallid on elemendid, mis kuuluvad IA rühma, välja arvatud vesinik (H), nimelt liitium (Li), naatrium (Na), kaalium (K), rubiidium (Rb), tseesium (Cs) ja frantsium (Fr). Leeliselise rühma füüsikaliste omaduste hulgas on selle pehmed ja kerged omadused. Nendel elementidel on ka üsna madal sulamis- ja keemistemperatuur.

Leelismetalli elementide keemiline omadus on nende kõrge reaktsioonivõime. Leelismetallid on õhus oleva hapniku tõttu tuleohtlikud, seetõttu tuleb neid säilitada petrooleumis. Põlemise tulemus on alati peroksiidi kujul.

(Loe ka: Aatomimudelid, mis sa oled?)

Samuti on leelismetalli elemendid veega väga reageerivad. Elementide järjestus väheneb, reaktsioon muutub intensiivsemaks, see võib põhjustada isegi kuumust. Leelismetallid reageerivad kergesti hapetega, moodustades soolad ja vesinikgaasi. Leeliseline rühm võib soolade moodustamiseks reageerida otse halogeenidega.

Leelismetalli elemente saab tuvastada leekkatse abil. Iga element annab erilise värvi, näiteks liitiumituli on punane, naatrium kollane, kaalium helelilla, rubiidium lilla ja tseesium sinine.

Leeliselise mulla rühm

Leelismuldmetallid viitavad IIA rühma kuuluvatele elementidele, nimelt berüllium (Be), magneesium (Mg), kaltsium (Ca), strontsium (Sr), baarium (Ba) ja raadium (Ra). Füüsikaliste omaduste põhjal on leelismuldmetallidel kõrgem sulamistemperatuur, keemistemperatuur, tihedus ja materjali kõvadus kui leeliselistel metallidel nagu perioodil. Seda seetõttu, et leelismuldmetalli elementidel on väliskestas kaks elektroni, nii et metallisidemed on tugevamad. Leelismuldmetalle on vees üldiselt raske lahustada ja need on laialdaselt kättesaadavad maa all või maakoore kivimites.

Mõned leelismuldmetalli elementide keemilised omadused on need, et nad võivad veega reageerida ja moodustada aluseid. Lisaks võivad leelismuldmetallid reageerides hapnikuga moodustada leeliselisi oksiide. Leelismuldmetallid võivad vesinikuga reageerida ka hüdriidühendite saamiseks. Lämmastikuga reageerimisel moodustab see nitriide.

Põletamisel annavad leelismuldmetallid ka erilise värvi. Berülliumi ja magneesiumi leegid on valged, kaltsiumoranžid, strontsiumpunased ja baariumrohelised.

Halogeenelemendid

Halogeenid hõlmavad elemente, mis kuuluvad VIIA rühma ja koosnevad fluorist (F), kloorist (Cl), broomist (Br), joodist (I) ja astatiinist (At). Nimetus halogeen tuleneb kreeka keelest, mis tähendab "soola moodustamiseks". Seetõttu võivad halogeenelemendid metallelementidega reageerides moodustada soolaühendeid. Loomulikult halogeeniga leidub kujul Kaheaatomilise molekuli, nimelt F 2 , Cl 2 , Br 2 ja I 2 .

Halogeenide füüsikalised omadused on need, et nende sulamis- ja keemistemperatuurid suurenevad aatomnumbri suurenemisega. Toatemperatuuril on fluor ja kloor gaasid, broom aga lenduv vedelik ja jood sublimeeritav tahke aine. Fluoril on helekollane värv, klooril on rohekaskollane ja broomil on pruunikas punane värv. Tahke aine korral on jood must, kuid aur on lilla. Kõigil halogeenelementidel on solvav lõhn.

Halogeenelementide keemiline omadus on nende kõrge reaktsioonivõime mittemetallilise elemendina. Halogeenid võivad vesinikuga reageerida, moodustades halogeenhapped. Alustega reageerimisel moodustavad halogeenid soolad. Metallidega reageerimisel tekitavad halogeenid kõrge oksüdatsiooniarvuga metallhalogeniide. Halogeenelemendid lahustuvad ka vees, moodustades halogeniidhappe ja hüpohaliithappe. Halogeenilahuseid nimetatakse ka halogeniidideks ja need on oksüdeerivad ained.

Üllas gaas

Haruldased gaasielemendid kuuluvad VIIIA rühma ja koosnevad heeliumist (He), neoonist (Ne), argoonist (Ar), krüptoonist (Kr), ksenoonist (Xe) ja radoonist (Rn). Haruldased gaasid saavad oma nime, kuna toatemperatuuril on need gaasid ja on väga stabiilsed või neile on raske reageerida. Haruldasi gaase leidub looduses sageli üksikute aatomitena.

Väärisgaaside füüsikaliste omaduste hulka kuuluvad nende väga madal sulamis- ja keemistemperatuur. Selle keemistemperatuur on nulli Kelvini kraadi lähedal ja keemistemperatuur vaid paar kraadi üle sulamistemperatuuri. Haruldased gaasid sulavad või tahkuvad ainult siis, kui nende molekulide energia on väga nõrk, see tähendab väga madalatel temperatuuridel.

Keemiliste omaduste põhjal on väärisgaasidel väga madal reaktsioonivõime. Arvatakse, et seda mõjutab elektronide konfiguratsioon. Haruldaste gaaside väliskestas on 8 elektroni (kaks heeliumi jaoks) ja need on kõige stabiilsema konfiguratsiooniga. Lisaks on reaktiivsus seda suurem, mida suurem on väärisgaasielementide aatomi raadius. Siiani on teadlased suutnud ksenoonist, radoonist ja krüptoonist ühendeid moodustada.

Kolmas periood

Kolmanda perioodi elemendid koosnevad metallidest (naatrium, magneesium, alumiinium), metalloididest (räni) ja mittemetallidest (fosfor, väävel, kloor, argoon). Nende füüsikaliste omaduste põhjal suureneb kolmanda perioodi elementide elektronegatiivsus perioodilisustabelil õigemini. Seda seetõttu, et aatomiraadius läheb paremale, seda väiksem on see.

Vahepeal olid kolmanda perioodi elementide keemilised omadused erinevad. Naatrium on tugevaim redutseerija, kloor aga kõige tugevam oksüdeerija. Nende elementide hüdroksiidide omadused sõltuvad nende ionisatsioonienergiatest.

Neljas periood

Neljandasse perioodi kuuluvad elemendid on skandium (Sc), titaan (Ti), vanaadium (V), kroom (Cr), mangaan (Mn), raud (Fe), koobalt (Co), nikkel (Ni), vask (Cu) ja tsink (Zn). Kõik need elemendid kuuluvad metallidesse, mis on redutseerivad ained. Nende sulamis- ja keemistemperatuurid kipuvad olema kõrged. Neil on ka hea elektrijuhtivus ja see on sitke materjal. Skandium ja tsink on valged, ülejäänud elemendid on erinevates värvitoonides.

Keemiliste omaduste põhjal on enamikul neist siirdeelementidest mitu oksüdatsiooninumbrit ja nad võivad moodustada ioone ja kompleksühendeid.