- Wie variiert der metallische Charakter der Elemente im Periodensystem?
- Eigenschaften metallischer Elemente
- Wie beeinflusst der Atomradius die Reaktivität von Metallen?
- Element mit größerem metallischen Charakter
- Element mit geringem metallischem Charakter
- Verweise
Der metallische Charakter der Elemente des Periodensystems bezieht sich auf alle chemischen und physikalischen Variablen, die Metalle definieren oder von anderen Substanzen in der Natur unterscheiden. Sie sind im Allgemeinen glänzende, dichte, harte Feststoffe mit hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeiten, formbar und duktil.
Allerdings weisen nicht alle Metalle solche Eigenschaften auf; Im Fall von Quecksilber ist dies beispielsweise eine glänzende schwarze Flüssigkeit. Ebenso hängen diese Variablen von den Druck- und Temperaturbedingungen am Boden ab. Beispielsweise kann sich scheinbar nichtmetallischer Wasserstoff unter extremen Bedingungen physikalisch wie ein Metall verhalten.
Diese Bedingungen können sein: unter abgründigen Drücken oder sehr kalten Temperaturen, die um den absoluten Nullpunkt schweben. Um zu definieren, ob ein Element metallisch ist oder nicht, müssen Muster berücksichtigt werden, die vor den Augen des Betrachters verborgen sind: Atommuster.
Diese unterscheiden mit größerer Präzision und Zuverlässigkeit, welche metallischen Elemente vorhanden sind und sogar welches Element metallischer als ein anderes ist.
Auf diese Weise beruht der wahre metallische Charakter einer Goldmünze mehr auf den Eigenschaften ihrer Atome als auf denen, die durch ihre goldene Masse bestimmt werden, doch die beiden sind eng miteinander verbunden.
Welche der Münzen ist metallischer: eine Gold-, eine Kupfer- oder eine Platinmünze? Die Antwort ist Platin und die Erklärung liegt in seinen Atomen.
Wie variiert der metallische Charakter der Elemente im Periodensystem?
Das obere Bild zeigt die periodischen Eigenschaften der Elemente. Die Zeilen entsprechen den Perioden und die Spalten den Gruppen.
Der metallische Charakter nimmt von links nach rechts ab und in entgegengesetzter Richtung zu. Dies nimmt auch von oben nach unten zu und ab, wenn die Perioden zu den Gruppenköpfen gekreuzt werden. Der blaue diagonale Pfeil in der Tabelle zeigt die oben genannten an.
Auf diese Weise haben die Elemente, die sich in der Nähe der Pfeilrichtung befinden, einen größeren metallischen Charakter als die Elemente in der entgegengesetzten Richtung (die gelben Blöcke).
Zusätzlich entsprechen die anderen Pfeile anderen periodischen Eigenschaften, die definieren, in welchem Sinne diese zunehmen oder abnehmen, wenn das Element "metallisiert". Zum Beispiel sind die Elemente der gelben Blöcke, obwohl sie einen geringen metallischen Charakter haben, ihre elektronische Affinität und Ionisierungsenergie hoch.
Bei Atomradien ist das Element umso metallischer, je größer sie sind; Dies wird durch den blauen Pfeil angezeigt.
Eigenschaften metallischer Elemente
Das Periodensystem zeigt, dass Metalle große Atomradien, niedrige Ionisierungsenergien, niedrige elektronische Affinitäten und niedrige Elektronegativitäten aufweisen. Wie merke ich mir all diese Eigenschaften?
Der Punkt, an dem sie fließen, ist die Reaktivität (Elektropositivität), die Metalle definiert, die oxidieren; das heißt, sie verlieren leicht Elektronen.
Wenn sie Elektronen verlieren, bilden Metalle Kationen (M + ). Daher bilden Elemente mit einem höheren metallischen Charakter leichter Kationen als solche mit einem niedrigeren metallischen Charakter.
Ein Beispiel hierfür ist die Berücksichtigung der Reaktivität von Elementen der Gruppe 2, den Erdalkalimetallen. Beryllium ist weniger metallisch als Magnesium und Magnesium ist weniger metallisch als Calcium.
Also weiter bis zum Erreichen des Metallbariums, dem reaktivsten der Gruppe (nach Radium, radioaktives Element).
Wie beeinflusst der Atomradius die Reaktivität von Metallen?
Mit zunehmendem Atomradius sind die Valenzelektronen weiter vom Kern entfernt, sodass sie weniger stark im Atom gehalten werden.
Wenn jedoch eine Periode zur rechten Seite des Periodensystems durchlaufen wird, fügt der Kern seinem jetzt positiveren Körper Protonen hinzu, die Valenzelektronen mit größerer Kraft anziehen und die Größe des Atomradius verringern. Dies führt zu einer Abnahme des metallischen Charakters.
Ein sehr kleines Atom mit einem sehr positiven Kern neigt daher dazu, Elektronen zu gewinnen, anstatt sie zu verlieren (nichtmetallische Elemente), und diejenigen, die Elektronen sowohl gewinnen als auch verlieren können, werden als Metalloide betrachtet. Bor, Silizium, Germanium und Arsen sind einige dieser Metalloide.
Andererseits nimmt der Atomradius auch zu, wenn für andere Orbitale neue Energie verfügbar ist, die beim Abstieg in einer Gruppe auftritt.
Aus diesem Grund werden die Radien beim Abstieg auf das Periodensystem sperrig und der Kern kann andere Spezies nicht daran hindern, Elektronen aus seiner Außenhülle zu entnehmen.
Im Labor kann mit einem starken Oxidationsmittel wie verdünnter Salpetersäure (HNO 3 ) die Reaktivität von Metallen gegen Oxidation untersucht werden.
In gleicher Weise sind auch die Bildungsprozesse seiner Metallhalogenide (z. B. NaCl) Experimente, die diese Reaktivität belegen.
Element mit größerem metallischen Charakter
Die Richtung des blauen Pfeils im Bild des Periodensystems führt zu den Elementen Francium und Cäsium. Francium ist metallischer als Cäsium, aber im Gegensatz zu letzterem ist Francium künstlich und radioaktiv. Aus diesem Grund tritt Cäsium an die Stelle des natürlichen Elements mit dem größten metallischen Charakter.
Tatsächlich ist eine der bekanntesten (und explosivsten) Reaktionen diejenige, die auftritt, wenn ein Stück (oder Tropfen) Cäsium mit Wasser in Kontakt kommt.
Die hohe Reaktivität von Cäsium, die auch zur Bildung viel stabilerer Verbindungen führt, ist für die plötzliche Freisetzung von Energie verantwortlich:
2Cs (s) + 2H 2 O → 2CsOH (aq) + H 2 (g)
Die chemische Gleichung erlaubt es uns, die Oxidation von Cäsium und die Reduktion von Wasserstoff in Wasser zu Wasserstoffgas zu sehen.
Element mit geringem metallischem Charakter
Auf der gegenüberliegenden Diagonale in der oberen rechten Ecke des Periodensystems führt Fluor (F 2 , oberes Bild) die Liste der nichtmetallischen Elemente an. Warum? Weil es das elektronegativste Element in der Natur und das mit der niedrigsten Ionisierungsenergie ist.
Mit anderen Worten, es reagiert mit allen Elementen des Periodensystems, um das Ion F - und nicht F + zu bilden .
Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Fluor bei einer chemischen Reaktion Elektronen verliert, ganz im Gegenteil zu Metallen. Aus diesem Grund ist es das am wenigsten metallische Element.
Verweise
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