Tendances périodiques

vignette|313x313px|Les tendances périodiques des propriétés des éléments. Les tendances périodiques sont des patterns d'évolution de certaines propriétés des éléments à travers le tableau périodique. Ils ont été découverts par le chimiste russe Dmitri Mendeleïev en 1863. Les tendances principales sont le rayon atomique, l'énergie d'ionisation, l'affinité électronique, l'électronégativité, la valence et le caractère métallique. Ces tendances donnent une évaluation qualitative des propriétés des éléments. Elles existent en raison de similarités électroniques au sein des groupes et des périodes respectifs des éléments. C'est une ilustration de la nature périodique des éléments. Le rayon atomique est une mesure de la taille d'un atome : c'est la distance entre le noyau atomique et l'orbite électronique la plus externe dans un atome. En général, le rayon atomique diminue lorsqu'on se déplace de gauche à droite dans une période. Il augmente lorsqu'on descend d'un groupe. Dans une période, les électrons de valence se trouvent dans la même couche la plus externe (de nombre quantique principal égal à n). Or en se déplaçant de gauche à droite dans une période, la charge nucléaire effective perçue par les électrons externes est plus grande (voir Règle de Slater), ce qui augmente la force exercée par le noyau sur ces électrons. L'augmentation des forces d'attraction va rapprocher les électrons du noyau et réduire le rayon atomique des éléments. Lorsqu'on descend dans le groupe, le rayon atomique augmente en raison de l'ajout de nouvelles couches électroniques. L'énergie d'ionisation est la quantité minimale d'énergie qu'un atome ou un ion gazeux doit absorber pour arracher un électron (de valence), et le sortir de l'influence de la force d'attraction du noyau. On parle de première énergie d'ionisation pour désigner l'énergie nécessaire à arracher le premier électron d'un atome neutre. De même, l'énergie nécessaire pour arracher le nième électron de l'atome neutre est appelée la nième énergie d'ionisation.