Les éléments sont faits d'atomes, et la structure de l'atome détermine la façon dont il se comportera lors de l'interaction avec d'autres produits chimiques. La clé pour déterminer comment un atome va se comporter dans des environnements différents réside dans l'agencement des électrons à l'intérieur de l'atome. Lorsqu'un atome réagit, il peut gagner ou perdre des électrons, ou il peut échanger des électrons avec un atome voisin pour former une liaison chimique. La facilité avec laquelle un atome peut gagner, perdre ou partager des électrons détermine sa réactivité.
Structure atomique
Atomes se composent de trois types de particules subatomiques: protons, neutrons et électrons. L'identité d'un atome est déterminée par le nombre de protons ou le numéro atomique. Par exemple, tout atome ayant 6 protons est classé comme le carbone. Atoms sont des entités neutres, ils ont donc toujours un nombre égal de protons chargés positivement et les électrons chargés négativement. Les électrons sont dits en orbite le noyau central, maintenu en position par l'attraction électrostatique entre le noyau chargé positivement et les électrons eux-mêmes. Les électrons sont disposés dans les niveaux d'énergie ou de coquilles: les zones définies de l'espace autour du noyau. Electrons occupent les plus bas niveaux d'énergie disponibles, soit le plus proche du noyau, mais chaque niveau d'énergie ne peuvent contenir qu'un nombre limité d'électrons. La position des électrons ultrapériphériques est essentielle pour déterminer le comportement d'un atome.
Niveau d'énergie extérieure
Le nombre d'électrons dans un atome est déterminé par le nombre de protons. Cela signifie que la plupart des atomes ont un niveau d'énergie extérieure partiellement rempli. Quand les atomes réagissent, ils ont tendance à essayer d'atteindre un niveau complet d'énergie externe, soit en perdant des électrons extérieurs, en gagnant des électrons supplémentaires ou en partageant des électrons avec un autre atome. Cela signifie qu'il est possible de prédire le comportement d'un atome en examinant sa configuration électronique. Les gaz nobles tels que le néon et l'argon sont remarquables pour leur caractère inerte: Ils ne prennent pas part à des réactions chimiques, sauf dans des circonstances très extrêmes comme ils l'ont déjà un niveau stable d'énergie externe complète.
Tableau Périodique
Tableau périodique des éléments est agencé de telle sorte que des éléments ou des atomes possédant des propriétés similaires sont regroupés en colonnes. Chaque colonne contient des atomes ou un groupe comportant un dispositif électronique similaire. Par exemple, des éléments tels que le sodium et le potassium dans la colonne de gauche du tableau périodique contiennent chacun 1 électron dans leur niveau d'énergie le plus externe. Ils sont censés être dans le Groupe 1, et parce que l'électron externe est seulement faiblement attiré vers le noyau, il peut se perdre facilement. Cela rend Groupe 1 atomes très réactifs: Ils perdent facilement leur électron externe dans des réactions chimiques avec d'autres atomes. De même, les éléments du groupe 7 ont un seul poste vacant dans leur niveau d'énergie extérieure. Puisque les niveaux pleins d'énergie extérieures sont les plus stables, ces atomes peuvent facilement attirer un électron supplémentaire quand ils réagissent avec d'autres substances.
ionisation Energy
énergie d'ionisation (IE) est une mesure de la facilité avec laquelle les électrons peuvent être retirés d'un atome. Un élément avec une énergie d'ionisation faible réagit facilement en perdant son électron externe. énergie d'ionisation est mesurée pour l'enlèvement successif de chaque électron d'un atome. La première énergie d'ionisation se réfère à l'énergie requise pour éliminer le premier électron; la deuxième énergie d'ionisation se réfère à l'énergie requise pour éliminer le deuxième électron et ainsi de suite. En examinant les valeurs des énergies d'ionisation successives d'un atome, son comportement probable peut être prédit. Par exemple, le Groupe 2 élément calcium a un faible 1er IE de 590 kilojoules par mole et un relativement faible 2 IE de 1145 kilojoules par mole. Cependant, le 3ème IE est beaucoup plus élevé à 4912 kilojoules par mole. Ceci suggère que lorsque le calcium réagit il est le plus susceptible de perdre les deux premiers électrons facilement amovibles.
Electron Affinity
Affinité électronique (Ea) est une mesure de la facilité d'un atome peut gagner des électrons supplémentaires. Les atomes avec des affinités d'électrons faibles ont tendance à être très réactif, par exemple le fluor est l'élément le plus réactif dans le tableau périodique et a une affinité très faible d'électrons à -328 kilojoules par mole. Comme pour l'énergie d'ionisation, chaque élément comporte une série de valeurs représentatives de l'affinité électronique de l'addition des première, deuxième et troisième électrons et ainsi de suite. Encore une fois, les affinités électroniques successifs d'un élément donnent une indication de la façon dont il va réagir.