Ανώμαλη Συμπεριφορά

Μια ανώμαλη συμπεριφορά διαφέρει από τον κανόνα ή την αρχική σειρά. Όσον αφορά τις ιδιότητες, διακρίνεται από τα άλλα της ομάδας του. Ανώμαλη συμπεριφορά σημαίνει Τα ανώμαλα στοιχεία παρουσιάζουν μοναδικές ιδιότητες και παράγουν μοναδικές ενώσεις.

Τρεις παράγοντες προκαλούν ανώμαλη συμπεριφορά των στοιχείων του περιοδικού πίνακα.

Σε σύγκριση με άλλα άτομα, τα ιόντα και τα άτομά τους είναι μικρά.
Το πρώτο στοιχείο δείχνει την υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.
Δεν υπάρχουν διαθέσιμα τροχιακά. Μόνο τα μέλη υψηλότερης περιόδου έχουν d-τροχιακά και μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν για σχηματισμό δεσμού.

Ένα παράδειγμα στοιχείου που εμφανίζει ανώμαλη συμπεριφορά είναι το βηρύλλιο με ατομικό αριθμό 44 και έχει το σύμβολο «Be.» Είναι το πρώτο μέταλλο αλκαλικής γαίας με ανώμαλη συμπεριφορά. Είναι ένα ατσάλι-γκρι μέταλλο που είναι και δυνατό και ελαφρύ. ωστόσο είναι εύθραυστο. Είναι ένα δισθενές στοιχείο που υπάρχει στα ορυκτά.

Ανώμαλη συμπεριφορά του βηρυλλίου

Το βηρύλλιο, το πρώτο στοιχείο στην ομάδα 2, έχει διάφορες ιδιότητες που το ξεχωρίζουν από την υπόλοιπη ομάδα.

Γιατί το βηρύλλιο έχει ανώμαλη συμπεριφορά;

Με την υψηλότερη ενέργεια ιονισμού, είναι το μικρότερο άτομο μετάλλου αλκαλικής γαίας.
Σε σύγκριση με άλλα στοιχεία, το βηρύλλιο έχει υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.
Οι ενώσεις του βηρυλλίου είναι ως επί το πλείστον ομοιοπολικές λόγω της αυξημένης ηλεκτραρνητικότητας. Η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ του βηρυλλίου και άλλων στοιχείων είναι συνήθως χαμηλή.
Το κέλυφος σθένους δεν έχει d τροχιακά.

Διαφορά μεταξύ βηρυλλίου και άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών

Τα μέταλλα της αλκαλικής γαίας είναι σκληρότερα από το βηρύλλιο.
Τα σημεία τήξης και βρασμού του είναι μεγαλύτερα από άλλα στοιχεία της ομάδας.
Δεν αντιδρά με οξέα για να απελευθερώσει υδρογόνο όπως άλλα στοιχεία της ομάδας.
Το βηρύλλιο δεν παράγει χρώμα στη δοκιμή φλόγας.
Οι περισσότερες ενώσεις βηρυλλίου είναι ομοιοπολικές, ενώ οι περισσότερες ενώσεις των άλλων στοιχείων είναι ιοντικές.
Δεν αποσυντίθεται το νερό σε υψηλές θερμοκρασίες όπως οι άλλες.
Το οξείδιο του, BeO, είναι αμφοτερικό, ενώ τα οξείδια των άλλων στοιχείων είναι βασικά.

BeO+2HCl→BeCl2+H2OBeO+2HCl→BeCl2+H2O

BeO+2NaOH→Na2BeO2+H2OBeO+2NaOH→Na2BeO2+H2O

Οι σύνθετες ενώσεις του βηρυλλίου έχουν μέγιστο αριθμό συντονισμού 44, ενώ τα άλλα στοιχεία της ομάδας μπορεί να έχουν μέγιστο αριθμό συντονισμού 66. Το κέλυφος σθένους του βηρυλλίου δεν έχει κενά d-τροχιακά και άλλα μέλη της ομάδας έχουν κενά d-τροχιακά που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να λάβουν έναν αριθμό συντονισμού 6.

Χημικές ιδιότητες του βηρυλλίου

Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών δημιουργούν υδροξείδια με το νερό. Λόγω του σχηματισμού ενός προστατευτικού στρώματος στην επιφάνειά του, το βηρύλλιο είναι το μόνο στοιχείο στην Ομάδα 2 που δεν αντιδρά με το νερό.

Τα οξείδια μετάλλων προκύπτουν από τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών που αντιδρούν με το οξυγόνο. Λόγω του προστατευτικού στρώματος που δημιουργείται στην επιφάνεια αυτών των μετάλλων, μόνο το βηρύλλιο της Ομάδας 2 αντιδρά με τον αέρα.

Όταν θερμαίνονται, τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών αντιδρούν με το υδρογόνο για να δημιουργήσουν υδρίδια. Όλα τα υδρίδια μετάλλων αλκαλικών γαιών είναι μεταλλικά εκτός από το Be, το οποίο σχηματίζει ένα ομοιοπολικό υδρίδιο.

X + H2 → 2XH2, όπου το X είναι μέταλλο αλκαλικής γαίας

Το φθόριο, το χλώριο, το βρώμιο και το ιώδιο αντιδρούν με μέταλλα αλκαλικών γαιών για να σχηματίσουν ιοντικά αλογονίδια. Ωστόσο, το βηρύλλιο δημιουργεί ομοιοπολικά αλογονίδια.

M + X2 → MX2, όπου το X είναι αλογόνο και το M είναι μέταλλο αλκαλικής γαίας.

Χρήσεις βηρυλλίου

Το βηρύλλιο σχηματίζει μια ποικιλία κραμάτων.
Το βηρύλλιο συνδυάζεται με χαλκό για να δημιουργήσει ισχυρά ελατήρια για αμορτισέρ αυτοκινήτων.
Οι πυρηνικές διεργασίες χρησιμοποιούν συγκεκριμένα ισότοπα βηρυλλίου.
Το βηρύλλιο χρησιμοποιείται σε υπολογιστές, πυραύλους και αεροσκάφη.

Ανώμαλη συμπεριφορά άνθρακα

Τετραδύναμο

Υπάρχουν τέσσερα ηλεκτρόνια στην επιφάνεια του ατόμου άνθρακα, αλλά χρειάζονται άλλα τέσσερα για να ολοκληρώσει την οκτάδα του. Ο άνθρακας πρέπει πρώτα να μοιραστεί ηλεκτρόνια με άλλα άτομα παρουσία άλλων σωματιδίων για να τα πάρει όλα. Το CO2 έχει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς επειδή μοιράζεται ηλεκτρόνια με άλλα άτομα. Το τετρασθενές του άνθρακα αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ατόμων άνθρακα σε ένα δεδομένο χώρο, και ο άνθρακας έχει τέσσερα κοιλώματα.

Catenation

Η κατενοποίηση περιλαμβάνει την ένωση ατόμων άνθρακα για τη δημιουργία ομοιοπολικών δεσμών, με αποτέλεσμα μακρύτερες αλυσίδες και δομές άνθρακα. Για αυτόν τον λόγο υπάρχουν πολλές οργανικές ουσίες στη Γη. Ο άνθρακας είναι διάσημος για την ικανότητά του να κατενώνεται και χρησιμοποιείται στην οργανική χημεία για την εξέταση διαφόρων δομών που αποτελούνται από κατενωμένα άτομα άνθρακα.

Το μικρό μέγεθος του άνθρακα

Λόγω του μικρού μεγέθους του ατόμου άνθρακα, είναι ευκολότερο να σχηματιστούν αρκετοί δεσμοί. Έτσι, η κατενοποίηση είναι δυνατή. Ο άνθρακας έχει τέσσερα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά του κελύφη, καθιστώντας τον ένα μισογεμάτο στοιχείο. Ο πυρήνας είναι σταθερός επειδή μπορεί να περιλαμβάνει τόσο ηλεκτρόνια συνδεδεμένα μεταξύ τους όσο και ηλεκτρόνια που δεν συνδέονται μεταξύ τους.

Ηλεκτραρνητικότητα

Ο άνθρακας μπορεί να δημιουργήσει πολλαπλούς δεσμούς pp–pp με άλλα μόρια και με τον εαυτό του. Μπορεί να οφείλεται στο μέγεθος και την ηλεκτραρνητικότητα του. C =C, C° C, C =O, C =S και C° N.

Ανώμαλη συμπεριφορά του αζώτου

Η ανώμαλη συμπεριφορά του αζώτου οφείλεται στο μικρό του μέγεθος, την ισχυρή ηλεκτραρνητική φύση του, την υψηλή ενέργεια ιονισμού και τη μη διαθεσιμότητα ηλεκτρονίων σθένους στο d-τροχιακό του.

Λόγοι ανώμαλης συμπεριφοράς αζώτου

Η ηλεκτραρνητικότητα του αζώτου, η ενθαλπία ιονισμού, το μικρό μέγεθος και η απουσία d τροχιακών το ξεχωρίζουν από την ομάδα.
Με στοιχεία ίσου μεγέθους και ηλεκτραρνητικότητας, το άζωτο μπορεί να σχηματίσει πολλαπλούς δεσμούς pπ -pπ.
Τα ατομικά τροχιακά των βαρέων στοιχείων είναι πολύ μεγάλα και διαχέονται για να επικαλύπτονται για να δημιουργήσουν δεσμούς pπ -pπ.
Το άζωτο είναι ένα μόριο διατομικού τριπλού δεσμού (ένα s, δύο p) και η ενθαλπία του δεσμού του (941,4 kJ mol–1) είναι υψηλή. Σε σύγκριση με το βισμούθιο, το αρσενικό, το φώσφορο και το αντιμόνιο, σχηματίζει απλούς δεσμούς P–P, As–As και Sb–Sb.
Ωστόσο, ο δεσμός N–N είναι ασθενέστερος από τον δεσμό P–P λόγω της υψηλής απώθησης μεταξύ ηλεκτρονίων. Κατά συνέπεια, το άζωτο έχει ασθενέστερη τάση κατένωσης.

Συμπέρασμα

Παρόλο που οι επιστήμονες έχουν δει τάσεις διαχρονικά, κάθε στοιχείο είναι διαφορετικό και τα στοιχεία της δεύτερης περιόδου έχουν ιδιαίτερα ανώμαλες περιοδικές ιδιότητες.

Το λίθιο, το βηρύλλιο, το βόριο, ο άνθρακας, το άζωτο, το οξυγόνο και το φθόριο έχουν ελαφρώς διαφορετικές περιοδικές ιδιότητες από τα υπόλοιπα στοιχεία της Ομάδας 1, 2 και 13-17. Το λίθιο και το βηρύλλιο, για παράδειγμα, παράγουν ομοιοπολικές ενώσεις, ενώ οι υπόλοιπες ομάδες 1 και 2 παράγουν ιοντικές ενώσεις. Επιπλέον, σε αντίθεση με άλλα στοιχεία της Ομάδας 2 που δημιουργούν βασικά οξείδια, το οξείδιο του βηρυλλίου σχηματίζεται όταν συνδυάζεται με το οξυγόνο και είναι αμφοτερικής φύσης. Ο άνθρακας, για παράδειγμα, μπορεί να σχηματίσει πολλαπλούς σταθερούς δεσμούς, αν και οι διπλοί δεσμοί Si=Si είναι ασυνήθιστοι.

Έτσι, οι ιδιότητες των στοιχείων της δεύτερης περιόδου είναι διαφορετικές. Στην πραγματικότητα, έχουν περιοδικές ιδιότητες παρόμοιες με το δεύτερο στοιχείο της επόμενης ομάδας (για παράδειγμα, το λίθιο είναι παρόμοιο με το μαγνήσιο και το βηρύλλιο είναι παρόμοιο με το αλουμίνιο) ή έχουν μια διαγώνια σχέση.