химический каталог




Общая химия

Автор Н.Л.Глинка

ическим законом.

Продолжим рассмотрение электронного строения атомов. Мы остановились на атоме аргона, у которого целиком заполнены 3s- и Зр-подуровни, но остаются незанятыми все орбитали З^-под-уровня. Однако у следующих за аргоном элементов — калия [(Z = 19) и кальция (Z = 20) — заполнение третьего электронного слоя временно прекращается и начинает формироваться 3-подуровень четвертого слоя: электронное строение атома ка« лия выражается формулой ls22s22pe3s23p64s*, атома кальция — ls22s22p63s23p64s2 и следующими схемами:

4$

JL

НЩ1Н

3d

Са

4s 11

и

Причина такой последовательности заполнения электронных энергетических подуровней заключается в следующем. Как указывалось в § 31, энергия электрона в многоэлектронном атоме определяется значениями не только главного, но и орбитального квантового числа. Там же была указана последовательность расположения энергетических подуровней, отвечающая возрастанию энергии электрона. Эта же последовательность представлена на рис. 22.

Как показывает рис. 22, подуровень 45 характеризуется более низкой энергией, чем подуровень 3d, что связано с более сильным экранированием ^-электронов в сравнении с s-электронами. В соответствии с этим размещение внешних электронов в атомах калия и кальция на 45-подуровне соответствует наиболее устойчивому состоянию этих атомов.

Последовательность заполнения атомных электронных орбита-лей в зависимости от значений главного и орбитального квантовых чисел была исследована советским ученым В. М. Клечков-ским, который установил, что энергия электрона возрастает по мере увеличения суммы этих двух квантовых чисел, т. е. величины (п + /). В соответствии с этим, им было сформулировано следующее положение (первое правило Клечковского): при увеличении заряда ядра атома последовательное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы главного и орбитального квантовых чисел (п -f- /) к орби-талям с большим значением этой суммы.

Электронное строение атомов калия и кальция соответствует этому правилу. Действительно, для З^-орбиталей (п = 3, 1 — 2) сумма (п + /) равна 5, а для 45-орбитали (п — 4, / — 0)—равна 4. Следовательно, 45-подуровень должен заполняться раньше, чем подуровень 3d, что в действительности и происходит.

Итак, у атома кальция завершается построение 45-подуровня, Однако при переходе к следующему элементу — скандию (Z == ==21)—возникает вопрос: какой из подуровней с одинаковой суммой (п + l)—3d (п = 3, / = 2), 4р (п =-4, /= 1) или 5s (п = 5, / з= 0) — должен заполняться? Оказывается, при одинаковых величинах суммы (п -f- /) энергия электрона тем выше, чем больше значение главного квантового числа п. Поэтому в подобных случаях порядок заполнения электронами энергетических подуровней

7*—.

нгггт „

Рис, 22. Последовательность заполнения электронных энергетических подуровней в атоме.

4рхт

П.,

^.ггп,

?/у ТТЛ.

ДЦ, I ,I.I..,I...L. if) | II I I I lL

1s П

при переходе к каждому последующему ^-элементу новый электрон появляется не во внешнем (д = 4), а во втором снаружи (п — 3) электронном слое. В связи с этим важно отметить, что химические свойства элементов в первую очередь определяются структурой внешнего электронного слоя их атомов и лишь в меньшей степени зависят от строения предшествующих (внутренних) электронных слоев. У атомов всех переходных элементов внешний электронный слой образован двумя ^-электронами *; поэтому химические свойства ^-элементов с увеличением атомного номера изменяются не так резко, как свойства s- и р-элементоз. Все 4-эле-менты принадлежат к металлам, тогда как заполнение внешнего р-подуровня приводит к переходу от металла к типичному неметаллу и, наконец, к благородному газу.

После заполнения Зс^-подуровня (п = 3, / == 2) электроны, в соответствии со вторым правилом Клечковского, занимают подуровень 4р(п —4, /= 1), возобновляя тем самым построение Af-слоя. Этот процесс начинается у атома галлия (Z — 31) и заканчивается у атома криптона (Z = 36), электронное строение которого выражается формулой ls22s22p63s23dl04s4pQ. Как и атомы предшествующих благородных газов — неона и аргона, — атом криптона характеризуется структурой внешнего электронного слоя ns2npG, где п — главное квантовое число (неон — 2s22p6, аргон — 3s23pe, криптон — 4$24р6).

Начиная с рубидия, заполняется 5$-подуровень; это тоже соответствует второму правилу Клечковского. У атома рубидия (Z = = 37) появляется характерная для щелочных металлов структура с одним s-электроном во внешнем электронном слое. Тем самым начинается построение нового — пятого — периода системы элементов. При этом, как и при построении четвертого периода» остается незаполненным ^-подуровень предвнешнего электронного слоя. Напомним, что в четвертом электронном слое имеется уже и /-подуровень, заполнения которого в пятом периоде тоже не происходит.

У атома стронция (Z = 38) подуровень 5s занят двумя электронами, после чего происходит заполнение 4й-подуровия, так что следующие десять элементов — от иттрия

страница 50
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

Скачать книгу "Общая химия" (9.39Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы бухгалтера в балашихе
Стол Milli ОС-2
мвидео стойки под телевизор
концерт цветов в цдх

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(07.12.2016)