Midterm questions 2021 (3)

Question 1

Εξηγήστε αναλυτικά γιατί το φράνκιο (Fr87223) είναι το πιο ηλεκτροθετικό στοιχείο τουπεριοδικού πίνακα. Χρησιμοποιήστε τους κατάλληλους περιοδικούς όρους, τις συνέπειες που έχουν αυτοί στην δομή του ατόμου, η οποία καθορίζει τις ιδιότητες του, με βάση το σκεπτικό
Δομή ⇔ Ιδιότητες

Answer 1

Το Fr ανήκει στην ομάδα των αλκαλιμετάλλων, (Ομάδα 1)του περιοδικού πίνακα. Τα αλκαλικά μέταλλα έχουν μόνο ένα e- στο εξώτατο ενεργειακό τους επίπεδο (κέλυφος σθένους), καθιστώντας ευκολότερο για αυτά να χάσουν αυτό το e- και να επιτύχουν μια σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Στην περίπτωση του Fr, έχει μόνο 1e- σθένους στο τροχιακό 7s.
Ένα μισό-γεμάτο ή γεμάτο τροχιακό είναι σταθερότερο.
Το Fr έχει σχετικά μεγάλο ατομικό μέγεθος/ακτίνα. Το αποτελεσματικο πυρηνικο φορτιο Zeff χαμηλό καθώς και η (1η) ενέργεια ιονισμού=>σημαντικη θωρακιση απο τα εσωτερικα ε- του. Το e- σθένους στο Fr είναι σχετικά μακριά από τον θετικά φορτισμένο πυρήνα, μειώνοντας τις ελκτικές δυνάμεις μεταξύ του ηλεκτρονίου και του πυρήνα, διευκολύνοντας την απομάκρυνση τ ηλεκτρονίου(αύξηση ηλ/θετικότητας του Fr). Είναι τόσο κοντά στην ιδανική διαμόρφωση ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια είναι δεσμευμένα λιγότερο σφιχτά στον πυρήνα.
Λόγω της υψηλής ηλεκτροθετικότητάς του, χάνει εύκολα(μέγιστη τάση) το e- σθένους(σχηματισμός κατιόντος +1). Εξαιρετικά αντιδραστικό, ασταθές στοιχείο.

Question 2

Εξηγήστε αναλυτικά γιατί το φθόριο (F919 ) είναι το πιο ηλεκτροαρνητικό στοιχείο του
περιοδικού πίνακα. Χρησιμοποιήστε τους κατάλληλους περιοδικούς όρους, τις συνέπειες πουέχουν αυτοί στην δομή του ατόμου, η οποία καθορίζει τις ιδιότητες του, με βάση το σκεπτικό
Δομή ⇔ Ιδιότητες.

Answer 2

Το F ανήκει στην ομάδα αλογόνων(Ομάδα 17)του περιοδικού πίνακα. Τα αλογόνα έχουν 7e- σθένους. Το F έχει 5e- στο εξώτατο ενεργειακό του επίπεδο 2p τροχιακό, το οποιο ειναι 1e- λιγοτερο από την επίτευξη μιας σταθερής διαμόρφωσης ηλεκτρονίων.
Ένα γεμάτο ή μισό-γεμάτο τροχιακό είναι σταθερότερο. Η βέλτιστη διαμόρφωση ηλεκτρονίων του τροχιακού 2p περιέχει 6 ηλεκτρόνια. Θέλει να αποκτήσει 1e- για να ολοκληρώσει τη διαμόρφωση (- κέλυφος σθένους -). Έχει σχετικά μικρό ατομικό μέγεθος /ακτίνα. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο Zeff είναι υψηλό, καθώς και η (1η) ενέργεια ιονισμού => ανεπαρκούς θωράκιση από τα εσωτερικά ηλεκτρόνια. Τα e- σθένους στο F είναι πιο κοντά στον θετικά φορτισμένο πυρήνα, δημιουργώντας ισχυρότερες ελκτικές δυνάμεις μηπ. Είναι τόσο κοντά στην ιδανική διαμόρφωση ηλεκτρονίων, έτσι τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται πολύ σφιχτά στον πυρήνα. Αυτή η ισχυρότερη έλξη διευκολύνει το F να προσελκύει και να αποκτά ηλεκτρόνια, συμβάλλοντας στην υψηλή ηλεκτραρνητικότητα του. (προσελκεί έντονα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων)
Λόγω της υψηλής ηλεκτραρνητικότητάς του, το F έχει μια ισχυρή τάση να έλκει ηλεκτρόνια και να σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα στοιχεία, ιδιαίτερα εκείνα που χάνουν εύκολα ηλεκτρόνια (όπως τα αλκαλικά μέταλλα). Eξαιρετικά αντιδραστικό/ασταθές, μπορεί εύκολα να αποκτήσει 1e- για να επιτύχει μια σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων.