Індивідуальність елемента визначається зарядом його ядра атома. Хімічні властивості елемента визначаються будовою його електронної оболонки. Так як зовнішні електронні оболонки мають періодично повторюється кількість електронів, то має місце періодична залежність властивостей простих речовин і сполук елементів від заряду ядра атома.
Сукупність елементів, що мають однакову кількість електронних енергетичних рівнів, становить період. а елементи, що мають однакову будову зовнішнього і предвнешнего енергетичних рівнів, утворюють групи періодичної системи Менде-лей.
Хімічні властивості простих речовин, їх здатність вступати в хімічні реакції визначаються кількістю електронів на зовнішньому електронному рівні атома даного елемента, а також віддаленістю цього рівня від ядра атома.
Металеві властивості простих речовин визначаються здатністю атомів віддавати електрони.
Розглянемо здатність віддавати електрони елементами 1-ї групи головної підгрупи (головними називаються підгрупи, утворені елементами, що мають однакову будову зовнішніх і предвнешнего електронних шарів з елементами I і II періодів і розташовані в періодичній системі строго по вертикалі під ними). Можна помітити, що у цих елементів є по 1 електрону на s-підрівні зовнішнього енергетичного рівня. Відстань енергетичного рівня від ядра, а, отже, і розмір атома буде збільшуватися:
Зовнішнє електронну хмару у атома франція, що має максимальні розміри, буде володіти мінімальною щільністю, і енергія, необхідна для видалення електрона з поля атома, буде мінімальною.
Енергія, необхідна для відриву електрона від атома, називається енергією іонізації (I).
В результаті іонізації атом перетворюється в позитивно заряджений іон:
Енергія іонізації (I) вимірюється в електрон-вольтах (або кДж / моль) і є мірою відновної здатності елемента (характеристикою металевих властивостей). Чим менше енергія іонізації, тим сильніше виражена відновна здатність елемента.
Зі збільшенням заряду ядра радіуси атомів змінюються періодично. У елементів одного періоду при переході від лужного металу до благородного газу, з ростом заряду ядра і числа зовнішніх електронів посилюється їх взаємне тяжіння, і радіуси атомів зменшуються. При цьому зростає величина енергії іонізації і енергії спорідненості до електрону. Тому до кінця періоду металеві властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються.
Для елементів однієї підгрупи, що мають однакову будову зовнішнього електронного шару, з ростом порядкового номера число електронних шарів і радіус атома зростають. При цьому тяжіння зовнішніх електронів до ядра слабшає. Це призводить до зменшення енергії іонізації і посилення металевих властивостей.
Радіус катіона, що утворюється при відриві електронів від електронейтральності атома, менше ніж радіус відповідного атома.
Радіус аниона, що утворюється при приєднанні електронів до електронейтральних атому, більше ніж радіус відповідного атома.
У головних підгрупах зі збільшенням порядкового номера елемента радіус атома збільшується, а енергія іонізації зменшується, відновна активність s - і p-елементів збільшується. У побічних підгрупах при збільшенні порядкового номера енергія іонізації збільшується, відновна активність d-елементів знижується.
Неметалічні властивості простих речовин (тобто здатність приймати електрони на зовнішню електронну оболонку атома), характеризується величиною енергії спорідненості до електрону.
Енергією спорідненості до електрону (Її) називається енергія, що виділяється при приєднанні електрона до атома з перетворенням його в негативний іон:
Енергія спорідненості до електронуЕе вимірюється в електрон-вольтах (або кДж / моль) і є мірою окислювальної здатності елемента (мірою неметалічних властивостей). Чим більше Її. тим сильніше виражені окисні (неметалеві) властивості елемента. Зі збільшенням порядкового номера елемента Її за періодами зростає, по групах зменшується.
У періодичної системі елементів Д.І. Менделєєва спорідненість до електрона буде збільшуватися від низу до верху в головних підгрупах і зліва направо в періодах: