Cheminių elementų grupės

Jau išsiaiškinome, kad, einant cheminių elementų lentelės periodais iš kairės į dešinę, atomų išoriniame elektronų sluoksnyje didėja elektronų skaičius. Kiekvieno periodo numeris atitinka elektronų sluoksnių skaičių.

O kas būdinga cheminiams elementams, esantiems vienoje grupėje? Kaip kinta jų atomų elektronų skaičius? Grupės yra vertikalieji periodinės elementų lentelės stulpeliai.

Palyginkime pirmosios grupės (IA) elementų – vandenilio, ličio, natrio ir kalio – atomų elektronų išsidėstymą (2.5.1 lentelė).

Taigi visi šios grupės elementų atomai savo išoriniame elektronų sluoksnyje turi po vieną elektroną, bet skirtingą elektronų sluoksnių skaičių. Augant atomo elektronų sluoksnių skaičiui, didėja ir to atomo spindulys (2.5.1 pav.).

Kuo labiau elektronai yra nutolę nuo branduolio, tuo silpniau jie yra traukiami ir labai lengvai gali atskilti. Palyginti su vandeniliu, ličiu ir natriu, kalis turi daugiausia elektronų sluoksnių – keturis, todėl lengviausiai atiduos išoriniame sluoksnyje esantį 1 elektroną.

Iš kalio atomo susidariusi dalelė – jonas – turės 19 protonų ir 18 elektronų. Kadangi kalio atomas prarado elektroną, kalio jono krūvis bus teigiamas – 1+ (2.5.2 pav.).

Kalio jono elektronai išsidėstę taip pat kaip argono atomo elektronai – tiek kalio jono, tiek argono atomo išorinis sluoksnis užpildytas. Jau žinote, kad atomai, turintys užpildytą išorinį elektronų sluoksnį, yra stabilesni. Taigi kalio jonas yra gana stabilus.

Gebėjimas lengvai atiduoti išorinio sluoksnio elektroną yra pirmosios grupės elementų atomų savybė. Atidavę elektroną jie virsta teigiamaisiais jonais. Dėl didesnio atomo spindulio kalis savo elektroną atiduoda daug lengviau nei vandenilis.

Litis, natris ir kalis yra minkšti, labai aktyvūs metalai (2.5.3 pav.). Juos galima pjaustyti peiliu. Esant sąveikai su deguonimi, šiuos metalus iškart padengia baltos apnašos, todėl jie laikomi be oro netirpiame vandenyje skystyje, pavyzdžiui, alyvoje, žibale ir pan.

Dar aktyviau šie metalai sąveikauja su vandeniu – užsidega arba sprogsta. Dėl šios priežasties tokie eksperimentai mokykloje neatliekami. Sąveikaujant su vandeniu susidaręs tirpalas tampa šarminis (bazinis), todėl šie metalai vadinami šarminiais metãlais. Šarminiams metalams priskiriami visi IA grupės metalai: litis, natris, kalis, rubidis, cezis ir francis.

Dabar apžvelkime aštuntosios (VIIIA) cheminių elementų grupės elementus. Šią grupę sudaro inèrtinės dùjos. Panagrinėkime tris pirmuosius elementus: helį, neoną ir argoną. Kaip matyti iš 2.5.4 paveikslo, šių elementų išorinis elektronų sluoksnis yra užpildytas, jame negali būti daugiau elektronų.

Tai reiškia, kad inertinės dujos nesudaro jokių junginių: jų atomai elektronų nei atiduoda, nei prisijungia. Tai dujos, kurių molekulės sudarytos tik iš vieno atomo. Vienas šių stabilių elementų – argonas – sudaro net 1 % oro sudėties.

Pereikime prie septintosios (VIIA) cheminių elementų grupės. Šios grupės elementai vadinami halogènais. Pagrindiniai šios grupės elementai yra fluoras, chloras, bromas ir jodas. Fluoras ir chloras yra spalvotos dujos, bromas yra skystis, o jodas – kieta kristalinė medžiaga (2.5.2 lentelė). Šios medžiagos labai garuoja ir skleidžia aitrų kvapą. Visi keturi šios grupės elementai yra nemetalai (žr. 2.1 temą).

Halogenai yra labai aktyvūs elementai, nes jų atomams iki išorinio elektronų sluoksnio užpildymo trūksta tik vieno elektrono. Jie prisijungia kitų elementų elektronus ir virsta neigiamąjį krūvį turinčiais jonais. Pavyzdžiui, chloras, prisijungęs elektroną, turi 17 protonų ir 518 elektronų. Todėl jo bendras krūvis yra neigiamas (2.5.5 pav.).

Atkreipkite dėmesį į elektronų skaičių išoriniame elektronų sluoksnyje. Dabar, susidarius neigiamajam jonui, jų yra 8. Vadinasi, elektronų yra lygiai tiek pat, kiek jų turi inertinės dujos. Tokį elektronų skaičių išoriniame sluoksnyje, kaip neigiamojo jono, gauto iš chloro atomo, turi argonas.

Taigi šarminiai metalai linkę atiduoti elektronus, o halogenai juos prisijungia. Natrio (šarminio metalo) ir chloro (halogeno) sąveika (2.5.6 pav.) vyksta labai audringai. Susidaro labai stabili medžiaga – natrio chloridas, arba valgomoji druska. Beje, neigiamojo jono pavadinimas pasikeičia – šiuo atveju jis vadinamas chloridu, bet apie tai sužinosite temos „Cheminių junginių vaizdavimo būdai“ skirsnyje „Cheminių junginių pavadinimai“.

Lygiai taip pat kaip natris su halogenais sąveikauja ir du kiti šarminiai metalai – litis ir kalis: šarminių metalų atomai elektronus atiduoda, o halogenai prisijungia.