Trendy w układzie okresowym wyjaśnione

Trend promienia atomowego

Promień atomowy maleje od lewej do prawej w okresie i rośnie w dół grupy. Idąc w prawo, każdy pierwiastek dodaje proton, ale jego nowy elektron trafia na tę samą powłokę zewnętrzną, gdzie tylko słabo ekranuje pozostałe. Efektywny ładunek jądra odczuwany przez elektrony zewnętrzne rośnie i przyciąga je bliżej. Idąc w dół, każdy okres dodaje nową powłokę dalej od jądra, więc atomy stają się większe.

Pokazane promienie to promienie van der Waalsa z PubChem, w pikometrach. Wyraźnie podążają za trendem w dół grupy, od litu (182 pm) przez sód (227 pm) do potasu (275 pm), ale są mniej regularne wzdłuż okresu.

Trend energii jonizacji

Energia jonizacji, czyli energia potrzebna do oderwania najbardziej zewnętrznego elektronu atomu, rośnie wzdłuż okresu i maleje w dół grupy. Mniejsze atomy mocniej trzymają swoje zewnętrzne elektrony, więc oderwanie jednego wymaga więcej energii. W okresach od 2 do 6 litowiec ma najniższą wartość, a gaz szlachetny najwyższą, z niewielkimi spadkami w grupie 13 oraz, w okresach od 2 do 4, w grupie 16.

Trend elektroujemności

Elektroujemność, czyli przyciąganie przez atom wspólnych elektronów w wiązaniu, także rośnie wzdłuż okresu i maleje w dół grupy, z tego samego powodu: silniejszy efektywny ładunek jądra działa na elektrony położone bliżej jądra. Fluor, w prawym górnym rogu, jest pierwiastkiem najbardziej elektroujemnym. Gazy szlachetne zwykle się pomija, ponieważ hel, neon i argon nie tworzą związków.

Trend charakteru metalicznego

Charakter metaliczny opisuje, jak łatwo atom oddaje elektrony i zachowuje się jak metal. Podąża za promieniem atomowym: rośnie w dół grupy i maleje wzdłuż okresu, ponieważ duże atomy ze słabo związanymi elektronami zewnętrznymi łatwo je oddają. Najbardziej metaliczne pierwiastki są w lewym dolnym rogu, najbardziej niemetaliczne w prawym górnym, a półmetale wzdłuż linii schodków wyznaczają przejście. Widok metali, niemetali i półmetali pokazuje ten podział.

Przykład: sód i chlor

Sód i chlor znajdują się na przeciwległych końcach okresu 3. Sód ma promień 227 pm, pierwszą energię jonizacji 5,139 eV i elektroujemność 0,93. Chlor ma promień 175 pm, energię jonizacji 12,968 eV i elektroujemność 3,16. Sód łatwo oddaje swój pojedynczy elektron zewnętrzny, a chlor silnie przyciąga elektrony, więc gdy reagują, elektron przechodzi od sodu do chloru, tworząc związek jonowy, chlorek sodu.