تغییرات شعاع در جدول تناوبی دستاورد تقدیری دوره دوم طاهره

یازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره تعداد 185 گروه به عنوان گروه های برتر در بخش های سمینارهای علمی، مسابقات و غرفه های نمایشگاهی به عنوان گروه های برتر برگزیده و معرفی شدند.
 بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
  
مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: بررسی واکنش پذیری گروه اول، دوم و هفتم با توجه به تغییرات شعاع در جدول تناوبی
نام مدرسه: طاهره
نام استاد: لیلا طالبی
دانش آموزان: مرضیه محمد صادقی، یاسمین عبادی

چکیده:
 هدف از انجام این طرح بررسی خواص گروه های اول دوم و هفتم می باشد. در انتها با استفاده از نسبت های استوکیومتری به صحت این نسبت ها پی می بریم.
همه می دانیم که در یک گروه از بالا به پایین با افزایش تعداد لایه های الکترونی (بر اساس مدل کوانتومی شرودینگر) شعاع باید افزایش یابد. اما ما می خواهیم به بررسی دقیق تر این مسأله بپردازیم.

با توجه به نکته بالا مسأله اساسی در روند تغییرات شعاع در یک گروه حل می شود. می دانید که در هر تناوب از جدول مندلیف یک لایه به لایه های الکترونی اطراف هسته افزوده می شود و این یعنی فاصله بیشتر آخرین لایه از هسته.

نکته دیگری که می توان به آن توجه کرد این است که با افزایش تعداد لایه ها اثر پوششی نیز بیشتر می شود و این خود مزید بر علت اصلی است تا شعاع اتم بیشتر شود. به عبارت دیگر الکترونگاتیوی اتم در این مسیر کاهش می یابد و اتم با قدرت کم تری الکترون ها را به طرف خود می کشد و این باعث می شود که الکترون ها در فاصله دورتری نسبت به هسته قرار گیرند.

شعاع اتمی در یک تناوب
اما در یک تناوب با این که تعداد الکترون ها بیشتر می شود اما شعاع اتمی کم تر می شود. ممکن است عجیب به نظر برسد اما دلیلی که برای کاهش شعاع در این مسیر وجود دارد خیلی ساده است.
 اصولا در علوم تعداد کمی قواعد به اشکال متفاوت خود را نشان می دهند. اینجا هم علت همان تعداد پروتون ها و لایه های الکترونی و الکترونگاتیویته اتم است.
 در یک تناوب تعداد لایه ها بیشتر نمی شود. بنابراین لایه جدیدی در فاصله دورتری تشکیل نمی شود. از طرف دیگر تعداد پروتون ها بیشتر می شود و باعث می شود که همان لایه الکترونی نیز با قدرت بیشتری به طرف هسته کشیده شود. (الکترونگاتیوی بیشتر) و این باعث می شود که شعاع اتمی کمی کمتر شود.

خلاصه

در یک ردیف جدول تناوبی از چپ به راست، افزایش الکترونگاتیوی باعث کاهش شعاع اتمی می شود.
اما در یک ستون جدول تناوبی از بالا به پایین عامل اصلی افزایش شعاع اتمی، افزایش تعداد لایه های الکترونی است.  عناصر واسطه از الگوی کلی تغییرات شعاع اتمی پیروی نمی‌کنند.

طبق مطالبی که گفته شد تغییرات شعاع در یک گروه به این دلیل است که:
۱- از بالا به پایین شعاع زیاد می شود زیرا تعداد لایه ها افزایش می یابد .
۲- از بالا به پایین تعداد اوربیتالهای پرشده بین هسته و لایه والانس زیاد شده در نتیجه اثر پوششی الکترون های درونی زیاد می شود و اثر نیروی جاذبه هسته بر لایه والانس کم می شود و در نتیجه الکترون ها تحرک بیشتری در لایه والانس دارند.

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
  
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی