Chemistry Chapter 4 Form 4（Part I）

Form 4 Chemistry: Chapter 4 (Group 18 & 1)
写给缺课的挚友——关于这一课的，嗯……概念等等的解释。

我不知道这样解释是否清楚，毕竟有些东西还是面对面说比较容易让人理解。不管怎样，我要试试看！如果哪个部分太乱的话，请告诉我，我会尝试别的方法。如果我不小心跳过蛮重要的部分也请告诉我！

这些概念主要是学校和补习老师教我的，作为尊重，我并没有引用补习老师给的资料。无论如何，我把我觉得重要的资料和要注意的东西都放在这里。虽然我都尽量参考课本，不过还是担心自己会犯错，所以看了解释最好还是读读课本/老师的笔记啦！ xD
如果你们发现什么错误，请让我知道，我会尽快改正。谢谢！^^

P/S 毕竟我们学习和考试都是用英语，我主要都会用英语来写专有名词，所以看起来可能比较乱，请见谅 >_< （考试时千万别这么写喔！）每个单元下面都有较正式的英文解释。

——
好了，现在……请我们第一个主角登场！

 
Elements from the same group have same chemical properties. But, the physical properties change gradually down the group. xD

1. Atomic Radius (+) （这是肯定的 xD）
因为越下面，number of shells occupied by electrons 越多，所以占据的空间越大。（每一个都是这样 =D）

2. Melting / Boiling Points (+)
Very low melting & boiling point because they're single atoms held together by weak Van der Waal's Forces of attraction. Only a small amount of heat energy required to overcome this forces of attraction.

这个Van der Waal 是从atom的外面算起。（这个……我也不清楚要怎样解释才不会太乱，不过跟 Group 1 有点不同。xD）

所以当他们的Atomic size 变大，这个Van der Waal's force也会变强，所以需要更多的热能才能让它融化/沸腾。虽然增加后的 Melting/Boiling point 还是非常低的说。

总之总之~ Non-metal 的 M/B.P 本来就很低，不过会越来越高~ 越来越高~~~ =P

3. Density (+)
Very low densities. =D
Increase down the group。虽然它们的 Relative Atomic Mass 和 Volume 都会增加，但是 Relative Atomic Mass 的增加大于体积的增加，所以 Density 会越来越高。（其实不只是它们，我们接下来的 Group 1 和 17 的Density都会增加）

P/S 如果这些东西出在考试中的Essay题目，可以画表格，（老师说）那样能更好地表达。不过上次考试我忘了。xD

Chemical Properties___
> NOT reactive (inert)
通常呢，进行chemical reaction是为了要得到stable duplet/octet electron arrangement（最稳定的），比如说Chlorine的electron arrangement是 2.8.7，最外层可以有8个valence electron，不过它只有7个，所以他要拿多一个electron才能得到2.8.8的排列。反之我们可爱的Sodium的排列是2.8.1，它最外面只有一个electron（不稳定），所以它会把那一个Electron给人，剩下2.8的排列，变成只有两个shell被electron所占据。

不过呢，我们的noble gases本来就已经有2个或8个valence electron了，由于他们最外层的被electron占据的shell（Outermost Occupied Shell）已经完全被electron们占领了，不能收留更多的electron，也不会 donate/receive electrons，所以他们才会这么稳定。

> Electron Arrangement（不知道是否重要，不过知道也好吧 =P）
它们的Electron Arrangement的规律是这样的，每往下一行就有多一个shell occupied by electron。我们都知道最里面的Shell只能有2个electrons，第二个最多8个，最外面的最多8个（在这里的情况下，最外面的一定有8个）。一个相同的数字不能重复三次。
所以呐，Argon（2.8.8）下面的Krypton的electron arrangement就是
[_._._.8]
[2.8._.8] < 第一个和第二个是2和8
Krypton [2.8.18.8]
^ 因为同样的数字（8）不能连续出现三次，所以第三个是18。再往下两行，因为有6个Shell，18又不能重复3次，所以第四个会变成32，排列会是2.8.18.32.18.8（上山，下山）。

> Exists as single atoms > Monoatomic（交男朋友？我才不要呢！）
它们不会跟别人form bond，也不会donate / gain / share electron，所以也不能跟别的atom在一起。因此它们都是single atoms。xD


因为刚才的解释都是很Broken的英语掺华语，考试时千万别这么写，下面是来自课本/学校笔记的解释。
[ Low M/B. Point ] Noble gases are made up of single atoms held together by weak Van der Waal's forces of attraction. Only a small amount of heat energy required to overcome the forces of attraction during melting/boiling.
[ Increase of M/B. P down the group ] When the atomic size of noble gases increases, the Van der Waal's forces of attraction among the atoms become stronger. More heat energy is required to overcome the stronger forces of attraction during melting/boiling.
[ Unreactive ] The electron arrangement (duplet/octet) are very stable because the outermost occupied shells are full with electrons. These elements do not receive, donate or share electrons, so they are stable. [ donate、receive 和 share 三个都需要写 ]

用处请看课本65页，挺重要的，不过由于没有什么东西能解释，所以不Post了。 >_<

——
当当当当~下一个主角：

1. Melting / Boiling Points (-)
Decrease down the group.
由于它们是金属，连接两个atom的Force被称为：Metallic Bonding。这个要从Atom的Nucleus 算起，所以Atomic radius 越大，两个nucleus之间的距离越远，所以Metallic Bond会越弱。因此， less heat is required to overcome the forces of attraction between particles. xD

Metal 的 Melting/Boiling point 会越来越低越来越低 xD

2. Density (+)
解释同上，Atomic mass 的增加大过 Volume 的增加。

Less dense than water: Li, Na, K
Denser than water: Rb, Cs, Fr

3. Atomic radius (+)
同上，因为 Number of shells 增加。xD
4. Hardness (-)

Chemical Properties___
> Similar among all elements in group 1
因为每一个 Element 都有一个 Valence electron，而 Chemical reaction 就是关系到 Valence Electron 的终身大事！

> Reactivity (+)
Reactivity measured by: The ease of its atom to lose its single valence electron to achieve a stable octet arrangement.
看它多容易把最外面那个（可怜的）牺牲品……噢不，我是说 Electron 丢出去。丢出去后，它就只剩下已经被 Electrons 填满的 Shells 了。
< Forever Alone
这个例子中，我们的受害者……Element 名叫 Sodium。Sodium 的 Electron Arrangement 是 2.8.1，最外面有一个 Valence Electron。我们的目标是要让最外面的 Occupied Shell 有八个 Electron，因此丢掉一个会比收集另外 7 个来得容易。所以 Sodium 就把最外面那个 Electron donate 了，剩下2个 Occupied shell，也就是 2.8 的排列（和 Neon 一样）。于是这个 Sodium 变成了 Sodium ion（Na+ atom）。

< Neutral Atom 之所以会有相同数量的 proton & electron，是因为 +'ve charged 的 proton 和 -'ve charged 的 electron 数量一样，所以中和起来，就没有 Charge 了。现在这个 Atom 失去了一个Electron以后，Proton 的数量比 Electron 多，所以会多出一个 +'ve charge。


好了，回到正题~
Reactivity increases down Group 1.


这是因为有一股力量吸引着 Nucleus 和他的 Valence Electron。当 Atomic Radius 变大，Nucleus 跟那个 Valence Electron 的距离也会变大。因为距离太远，所以他们之间的 Forces of attraction 也会变弱，Nucleus 也更难管好它的 Valence Electron，所以那个 Valence Electron 更容易被丢出去。


正解：
[ The decrease in M/B. P ] The atomic size increases down the group, and the metalic bond between the atoms become weaker. So, less heat is required to overcome the forces of attraction.
[ The increase in reactivity ] The atomic size increases down the group. Therefore, when going down group 1, the single valence electron in the outermost occupied shell becomes further away from the nucleus. Hence, the attraction between the nucleus & the valence electron become weaker. Therefore it's easier for the atom to donate the single valence electron to form a positive ion.

P/S Group 1 elements must be kept in Paraffin Oil because they're very very reactive!
P/S II Valence Electron 的 Valence 这个字很重要！

> Reactions
Group 1 可以跟三个人 React：Water, Oxygen & Halogen(Chlorine)
 


Continue >