יחידה 3 – הטבלה המחזורית ומגמות

סידור הטבלה המחזורית

• שורות (מחזורים): מספר המחזור = $n$ (שכבת הוולנס)
• עמודות (קבוצות): מספר אלקטרוני הוולנס (בערך)

רדיוס אטומי

מגמות

• בשורה (שמאל → ימין): יורד – יותר פרוטונים מושכים את אותה שכבה חזק יותר
• בעמודה (למעלה → למטה): עולה – מתווספות שכבות אלקטרונים

אינטואיציה: כשנעים ימינה בשורה, מוסיפים פרוטונים ואלקטרונים באותה שכבה. הפרוטונים הנוספים מושכים את כל השכבה פנימה → האטום מתכווץ.

רדיוס יוני

• קטיון ($+$): קטן מהאטום הסתמי (הסרת אלקטרון → פחות דחייה → כיווץ)
• אניון ($-$): גדול מהאטום הסתמי (הוספת אלקטרון → יותר דחייה → התנפחות)

סדרה איזואלקטרונית (אותו מספר אלקטרונים):

$O^{2-} > F^- > Ne > Na^+ > Mg^{2+} > Al^{3+}$

כולם 10 אלקטרונים. ככל שיש יותר פרוטונים → משיכה חזקה יותר → רדיוס קטן יותר.

אנרגיית יינון

$X(g) \to X^+(g) + e^-$

אנרגיית יינון ראשונה ($IE_1$) = האנרגיה הנדרשת להסרת האלקטרון הראשון.

מגמות

• בשורה: עולה (שמאל → ימין) – יותר משיכה מהגרעין
• בעמודה: יורדת (למעלה → למטה) – האלקטרון רחוק יותר

חריגים חשובים!

חריג 1: $IE_1(B) < IE_1(Be)$

• $Be$: $2s^2$ – תת-שכבה מלאה (יציבה)
• $B$: $2s^2 2p^1$ – האלקטרון ב-$2p$ קל יותר להסרה (אנרגיה גבוהה יותר, פחות חודר)

חריג 2: $IE_1(O) < IE_1(N)$

• $N$: $2p^3$ – חצי מילוי (כל אורביטל עם אלקטרון אחד – יציב!)
• $O$: $2p^4$ – אלקטרון מזווג (דחייה) → קל יותר להסיר

קפיצות באנרגיית יינון

$IE_1 \ll IE_2 \ll \ldots$

קפיצה גדולה = עברנו לשכבה פנימית!

דוגמה: $Na$ ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$):

• $IE_1$ = $496\,\text{kJ/mol}$ (מסירים מ-$3s$)
• $IE_2$ = $4562\,\text{kJ/mol}$ (מסירים מ-$2p$ – שכבה פנימית → קפיצה!)

טיפ למבחן: מיקום הקפיצה מגלה את מספר אלקטרוני הוולנס → מזהה את הקבוצה!

אלקטרושליליות

מידת הנטייה של אטום במולקולה למשוך אליו את האלקטרונים המשותפים בקשר.

מגמות

• בשורה: עולה (שמאל → ימין)
• בעמודה: יורדת (למעלה → למטה)
• הכי גבוה: פלואור ($F$ = 4.0 בסולם פאולינג)

זכרו: אלקטרושליליות רלוונטית רק בקשר (לא לאטום בודד).

זיקה אלקטרונית (Electron Affinity)

$X(g) + e^- \to X^-(g)$

האנרגיה המשתחררת (בדרך כלל) כשאטום מקבל אלקטרון.

חריגים

• גזים אצילים: זיקה חיובית (לא "רוצים" אלקטרון) – שכבה מלאה
• $N$ vs $O$: זיקה של חנקן חיובית (חצי מילוי $2p^3$ → יציב → לא "רוצה" עוד)

סיכום מגמות

כלל אצבע אחד: הכל חזק/קטן ימינה-למעלה (כי הגרעין "מושך" חזק יותר) – חוץ מרדיוס שעולה שמאלה-למטה.

טעויות נפוצות