周期表での位置を確認するための元素の電子配置 - セッション 1

陽イオンと陰イオンの形成。 陽イオンと陰イオンとは何ですか?。 これらは両方とも実際にはイオンです。 イオンは、電子と陽子の数が不均等な粒子です。 それが存在するときはいつでも、イオンと呼ばれる電荷を持つ粒子が存在します。 陽子の数が電子の数より多い場合、電荷は正になります。 電子が陽子より多い場合、電荷は負になります。

陽イオンは、電子よりも陽子の数が多く、正電荷を帯びたイオンです。 陰イオンは、陽子よりも多くの電子を持ち、負の電荷を持つイオンです。 陽イオンと陰イオンはどのようにして形成されると思いますか?。 金属は通常陽イオンを形成し、非金属は陰イオンを形成します。

周期表の左側にあるナトリウムの例を見てみましょう。 グループAです。 価電子を1つ持っています。 まず価電子を定義しましょう。 価電子は最外殻にある電子です。 ナトリウムは価電子を 1 つ失うと陽イオンになります。 つまり、電子の数よりも陽子の数が 1 つ多いことになります。 したがって、正電荷を持ちます。 フッ素の陰イオンの別の例を見てみましょう。 価電子は7個あります。 オクテットを完成させるには、さらに 1 つの電子が必要です。 電子を引き付ける能力により、負の電荷を持つフッ化物イオンに変換されます。

価電子殻内の電子は価電子と呼ばれます。 周期表の周期では、左側から右側に移動するにつれて価電子の数が増加します。 グループ内では、価電子の数は上から下まで一定のままです。 イオン化エネルギーは、原子の価電子殻から電子を除去するために必要なエネルギーです。 周期表のグループでは、イオン化エネルギーは上から下に向かって減少します。 これは半径が増加するためです。 そのため、価電子殻の電子は原子核から遠ざかります。 したがって、簡単に削除できます。

周期表の周期では、イオン化エネルギーは左側から右側に向かって増加します。 これは価電子の数が増え、遮蔽効果が増すためです。 したがって、原子の価電子殻から電子を除去することがより困難になります。

第 1 族、第 2 族、第 3 族または第 13 族の元素は陽イオンを形成します。 第 1 族の元素には、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが含まれます。 第 2 族の元素には、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムが含まれます。 第 3 族の元素には、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、ニホニウムが含まれます。 アルカリ金属を含む第 1 族とアルカリ土類金属を含む第 2 族は、価電子殻から電子が分離する金属です。 この結果、周期表の前の希ガスと同じ電子配置または電子数になります。 第 3 族または第 13 族の元素には 3 つの価電子があり、希ガスの電子配置を実現するためにそれらを取り除く可能性が最も高くなります。 これが、第 1 族、第 2 族、および第 3 族の元素が陽イオンを形成する理由です。

5 または 15 族、6 または 16 族、および 7 または 17 族の元素は陰イオンを形成します。 第 15 族の元素には、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、モスコビウムが含まれます。 第 16 族の元素には、酸素、硫黄、セレン、テルル、ポロニウム、リバモリウムが含まれます。 第 17 族の元素には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン、テネシンが含まれます。 これらのグループの元素は非金属であり、最外殻に 3、2、または 1 個の電子を追加して、電子配置を希ガスと同じにします。 第 15 族元素は、価電子殻を完成させるために 3 つの電子を必要とし、3 つの電子を追加することで三陰イオンを形成します。

第 16 族元素は、価電子殻を完成するために価電子殻に 2 個の電子を必要とします。 価電子殻を完成させることで、 ⁻²陰イオン。 第 17 族元素は価電子殻に 7 個の電子を持ち、価電子殻を完成させるには 1 個の電子のみが必要です。 電子を 1 つ追加すると殻が完成し、負のアニオンが形成されます。

第 4 族または第 14 族の元素。 炭素族は最外殻に 4 個の電子を持っています。 したがって、オクテットを完成するには正確に 4 個の電子が必要です。 しかし、4 つの電子を得るには大量のエネルギーが必要です。 代わりに、電子を互いに共有することで共有結合を形成します。

酸化状態。 酸化状態とは、特定の原子が他の原子から得たり、失ったり、共有したりできる電子の数です。 あらゆる元素や化合物に適用できます。 アラビア数字で表され、電荷は負または正の記号で示されます。 化合物内の原子の電荷のみを示します。 原子が持つことができる結合の数を示すものではありません。 純粋な元素の酸化状態は常にゼロです。 例えば、 Ca⁺²そして O⁻²カルシウムと酸素はそれぞれ +2 と -2 の酸化状態を持ちます。

元素状態。 結合しておらず、中性の電荷を持ち、酸化状態が 0 である原子は、元素状態と呼ばれます。 純粋な元素の酸化状態は常にゼロです。 銅は鉄と同様に元素状態が 0 です。 例外は H₂、 O₂、 N₂、 Cl₂、 Br₂、 I₂そして F₂二原子分子として存在し、酸化状態は 0 の元素状態です。

化合物内の酸化状態。 化合物中のすべての金属は正の酸化状態を持ちます。 非金属との化合物では、水素の酸化状態は +1 になります。 金属との化合物では、水素の酸化状態は -1 になります。 化合物では、酸化状態は 2 個または 3 個の元素になります。 ここにその例をいくつか示します。

元素の最高の酸化状態。 ルテニウム、キセノン、オスミウム、イリジウム、ハッシウムの四酸化物およびプルトニウムのいくつかの錯体の酸化状態 +8 は、最も高い酸化状態の例です。 最も低い既知の酸化状態は -4 です。 炭素族のいくつかの元素に見られます。 酸化-還元能力。 酸化とは電子の損失です。 他のものから電子を奪ってイオンを作る可能性のあるすべての元素は酸化剤です。 したがって、その酸化能力は、その元素が別の種を酸化する力です。 これは、酸化力を持つ元素が還元されていることを意味します。

還元は電子の増加です。 他の種に電子を与える可能性のある元素は還元剤と呼ばれます。 したがって、還元能力とは、その元素が別の種を還元する力のことです。 これは、還元力を持つ元素が酸化されていることを意味します。

周期表の左側から右側へ移動すると、酸化能力が増加します。 左側の元素は強力な還元剤であるため、強い還元力を持っています。 同様に、ある期間において、左側から右側にかけて、還元能力は減少します。 グループでは、削減の動作または特性が上から下に向かって増加します。 グループ内では、上から下に向かって酸化能力が低下します。