Zasto je 1.energija ionizacije metala druge skupine veca od 1.energije ionizacije metala prve skupine? Zasto metali 1.skupine imaju manju gustoću od metala 2.skupine te zasto iridij ima najveću gustoću od svih metala?

Ime i prezime: Paola Horvat paola.horvat12@gmail.com

 


Odgovorima na prvo pitanje možeš se domisliti porazmisliš li što se dogodi kad atomima alkalijskih metala dodaš po jedan proton i jedan elektron (te pokoji neutron, što je sad manje bitno). Dodatkom jednog protona povećat će se naboj jezgre, a time i sila kojom ona privlači elektrone. S druge strane, idući elektron ići će na istu energijsku razinu kao i onaj prije njega (radi se o s-elektronima), tako da se može očekivati slična prosječna udaljenost od jezgre u odnosu na drugi valentni elektron. Posljedica toga je da ukupno imamo jaču silu koja djeluje na valentne elektrone. To će povisiti prvu energiju ionizacije i smanjiti veličinu atoma. Veličina atoma direktno će se pak odraziti na relativnim gustoćama alkalijskih i zemno-alkalijskih metala. Konkretne razlike ovisit će još i o relativnoj atomskoj masi i kristalnoj strukturi metalâ, ali glavni utjecaj ipak dolazi od odnosa veličina atomâ susjednih elemenata.

Prema dosad najtočnije izmjerenim podacima, najveću gustoću ima osmij, dok je gustoća iridija neznatno manja (za 0,12 %). Pitanje, međutim, ostaje isto. Dio odgovora imamo već otprije tj. ako ćemo tražiti najgušće tvari, svakako ćemo ići udesno kroz grupu, jer tim putem opadaju veličine atoma. Međutim, kako su gustoće elementarnih tvari najveće otprilike na sredini tablice (vidi ovdje, očito veličina atoma nije jedini bitan parametar. Drugi dio odgovora odnosi se na to kako se ti atomi međusobno slažu, odnosno kakve su strukture elementarnih tvari. Tu možemo dosta bezbrižno otpisati nemetale, budući da je gusto slaganje atomâ vezano isključivo za metale (odnosno metalne alotrope elemenata koji se mogu ponašati i kao metali i kao nemetali). Za metalnu vezu vrijedi pak i da će najjača, a onda i najkraća, biti kod onih metala koji imaju polovično popunjene d-orbitale. Zbog toga pored veličine slobodnih atoma imamo i tzv. metalne radijuse, koji govore o veličini atoma u metalnoj slagalini. Oni će, naravno, biti nešto drugačiji, pri čemu će se reflektirati upravo jakost metalne veze. Konačan ishod za gustoću bit će rezultat tih dvaju utjecaja, a najgušći metali bit će nešto "desnije" od manganove skupine upravo zbog utjecaja rasta naboja jezgre. Treći i najjednostavniji dio odgovora ostavljam za kraj. Ako u cijelom periodnom sustavu tražiš najgušće tvari, dosta ćeš očito gledati na dno tablice, budući da su tamo najteže atomske jezgre. U teoriji, elementi poput hassija ili meitnerija, kad im radioaktivnost ne bi priječila dulje postojanje, imali bi daleko veće gustoće od osmija i iridija.

Pozdrav,

Odgovorio: Ivica Cvrtila   i.cvrtila@rug.nl

<-- Povratak

 

Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija