Egyedi Kémia a Legkönnyebb Elemek
A kémia, a második időszak eleme minden csoport (n = 2: Li, Be, B, C, N, O, F) eltér a sok fontos tekintetben, hogy a nehezebb tagok, vagy rokon, a csoport. Következésképpen a harmadik időszak elemei (n = 3: Na, Mg, Al, Si, P, S és Cl) általában jobban reprezentálják azt a csoportot, amelyhez tartoznak., A második periódusú elemek rendellenes kémiája három fontos jellemzőből ered: kis sugárból, energetikailag nem elérhető d pályákból, valamint a Pi (π) kötések más atomokkal való kialakulására való hajlamból.
a második periódusú elemek kémiájával ellentétben a harmadik periódusú elemek kémiája reprezentatívabb az adott csoport kémiájában.
kis sugara miatt a második periódusú elemek elektronhatásúak, amelyek kevésbé negatívak, mint az Általános időszakos tendenciákból várható., Amikor egy elektront adnak egy ilyen kis atomhoz, a megnövekedett elektron-elektron visszaverődés destabilizálja az anionot. Ezen túlmenően ezeknek az elemeknek a kis mérete megakadályozza, hogy olyan vegyületeket képezzenek, amelyekben több mint négy legközelebbi szomszédjuk van. Így a BF3 csak a négykoordinátás, tetraéderes BF4-iont alkotja, míg azonos körülmények között az AlF3 alkotja a hatkoordinátás, oktaéderes AlF63-iont. A kisebb atomméret miatt a második periódusú elemek egyszerű bináris Ionos vegyületei is kovalensebbek, mint a nehezebb rokon vegyületekből képződött megfelelő vegyületek., A második periódusú elemekből származó nagyon kis kationok nagy töltési-sugár arányúak, ezért polarizálhatják az anion töltött valence héját. Mint ilyen, az ilyen vegyületek kötése jelentős kovalens komponenssel rendelkezik, így a vegyületek tulajdonságai jelentősen eltérhetnek az egyszerű Ionos vegyületektől. Például a LiCl, amely részben kovalens jellegű, sokkal jobban oldódik, mint a NaCl viszonylag alacsony dielektromos állandóval rendelkező oldószerekben, például etanolban (ε = 25,3 versus 80,1 a H2O esetében).,
mivel a D pályákat soha nem foglalják el a 3-nál kisebb fő kvantumszámokhoz, a második periódusú elemek valenciaelektronjai csak 2s és 2p pályákat foglalnak el. A 3d pályák energiája messze meghaladja a 2s és a 2p pályák energiáját, így a kötésben való felhasználás energetikailag megfizethetetlen. Következésképpen a központi, második periódusú elem körül több mint négy elektronpárral rendelkező elektronkonfigurációkat egyszerűen nem figyeljük meg. Emlékeztethet arra, hogy a d pályáknak az 5 vagy annál magasabb koordinációs számmal rendelkező főcsoport-vegyületekben való kötődésében betöltött szerepe kissé ellentmondásos., Valójában az SF6-hoz hasonló molekulákban a kötés elméleti leírását közzétették anélkül, hogy megemlítenék a D pályáknak a kénen való részvételét. A d-orbitális rendelkezésre álláson és a központi atom kis méretén alapuló érvek azonban azt jósolják, hogy a 4-nél nagyobb koordinációs számok szokatlanok a második időszak elemeihez, ami egyetért a kísérleti eredményekkel.,
az egyik legdrámaibb különbség a legkönnyebb főcsoportelemek és nehezebb rokonaik között az a tendencia, hogy a második periódusú elemek több kötést tartalmazó fajokat alkotnak. Például N éppen a P felett van a 15. csoportban: az N2 n≡n kötést tartalmaz, de a tetraéderes P4–ben minden foszfor atom három P-P kötést képez. Ez a viselkedési különbség azt a tényt tükrözi, hogy a periódusos rendszer ugyanazon csoportján belül a π kötés és a szigma (σ) kötés relatív energiái különböznek egymástól. A C = C kötés például körülbelül 80% – kal erősebb, mint a C–C kötés., Ezzel szemben egy Si = Si kötés, kevesebb p-orbitális átfedéssel a kötött atomok valence-pályái között a nagyobb atomméret miatt, csak körülbelül 40% – kal erősebb, mint egy Si-Si kötés. Következésképpen a többszörös és egyetlen C-C kötést tartalmazó vegyületek gyakoriak a szén esetében, de a csak sigma Si–Si kötéseket tartalmazó vegyületek energetikailag kedvezőbbek a szilícium és a többi harmadik periódusú elem számára.,
egy Másik fontos tendencia, hogy a megjegyzés a fő csoport kémia a kémiai hasonlóság a legkönnyebb eleme egy csoportot, majd az elem azonnal, lent, jobbra, a következő csoport, a jelenséget a átlós hatás (Ábra \(\PageIndex{2}\)) vannak, például jelentős hasonlóságok között a kémia Li Mg-t, de az Al -, illetve B-Si. Mind a BeCl2, mind az AlCl3 jelentős kovalens karakterrel rendelkezik, így kissé oldódnak a nem poláris szerves oldószerekben., Ezzel szemben, bár az Mg és Be ugyanabba a csoportba tartozik, az MgCl2 az alacsonyabb Elektronegativitás és a nagyobb méretű magnézium miatt tipikus Ionos halogenidként viselkedik.
