химический каталог




Общая и неорганическая химия. Часть 1

Автор Ю.М.Коренев, В.П.Овчаренко

ае, когда предыдущий уровень заполнен полностью. Максимальное число электронов на энергетическом уровне определяется формулой 2п2 и, следовательно, максимальные числа электронов в периодах должны быть следующими:

_ ____ 5 _ .!...................50 ____

Реально же в Периодической системе наблюдается другая картина:

Таблица 12

Реальное число электронов в периодах

№ периода (и) Максимальное число электронов

1 2

_______ _ - - -_.

2 __ __.__ - - - - - 3 8

4 18

5 18

6 32

7 32

Как видно из этой таблицы, периоды располагаются парами, исключение составляет только первый период, содержащий всего два элемента, у которых заполняется первый энергетический уровень, состоящий из одного подуровня, и нет внутренних электронов, которые могли бы повлиять на строение внешнего уровня, В остальных же случаях наблюдается следующая картина; строение третьего периода подобно строению второго (и оба содержат по 8 элементов), строение пятого периода подобно строению четвертого (и в обоих по 18 элементов),-седьмого подобно строению шестого (по 32 элемента).

Значительно лучшее совпадение с действительностью дает распределение электронов по (т + ?) группам, предложенное В. М. Клечковским: «В атоме каждый электрон занимает тот подуровень, на котором его энергия будет минимальной».

Выше указывалось, что энергия электрона определяется не только значением главного квантового числа, но и значением орбитального, поэтому для того, чтобы определить, какой подуровень будет заполняться электронами в первую очередь, необходимо учитывать значения обоих квантовых чисел.

Для практического применения правило Клечковского можно сформулировать так:

а) «Заполнение подуровней электронами происходит в

последовательности увеличения суммы соответствующих им значений

главного и орбитального квантовых чисел»,

б) «В случае одинаковых значений этой суммы для нескольких

подуровней, заполняется сначала тот подуровень, для которого главное

квантовое число имеет наименьшее значение».

Рассмотрим конкретное применение этого правила:

п + ? 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 9 6 7 8 9 10 1 1

Для первых двух значений сумм (п + ?), равных соответственно 1 и 2, нет альтернативных вариантов, и заполнение подуровней происходит в следующей последовательности: Is и затем 2s. Начиная со значения суммы, равной 3, возникают два варианта: заполнять 2р-подуровень или 3s-подуровень. В соответствии с правилом Клечковского, выбираем тот подуровень, для которого п имеет меньшее значение, т. е. 2р-подуровень. Затем заполняется Зз-подуровень. Далее значение п + ? = 4. Таких значений опять два: для 3/?-подуровня и для 4у-подуровня (случай, аналогичный предыдущему). Сначала будет заполняться Зр-, а затем ^-подуровень. 3d-подуровень остается свободным, так как сумма п + ? для него больше, чем для 4s.

Применяя правило Клечковского, получим следующую последовательность заполнения энергетических подуровней:

Is 2s 2р 3s Зр 4s 3d 4р 5s 4d 5р 4f 5d 6p.

Но такое заполнение происходит до определенного момента. Если рассмотреть изменение энергии подуровней с увеличением заряда ядра атома (см. рис. 8), то можно увидеть, что энергия всех подуровней снижается. Но скорость понижения энергии у разных подуровней не одинакова. Поэтому, если до кальция Зй?-подуровень был по энергии выше 4s, то начиная со скандия и последующих элементов, его энергия резко снижается, о чем говорит, например, электронное строение иона Fe2+ (ls22s22p63s23p63cf). Из приведенного электронного строения иона видно, что два валентных электрона железа ушли с менее энергетически выгодного 4з,-подуровня. Аналогичная инверсия энергий наблюдается у 5s-и 4f-, а также у 6s- и З/подуровней.

LV I I I I I I I I I I |,Y

20 40 60 80

Заряд ядра (Z)

Рис. 6. Схема изменения энергии подуровней с ростом заряда ядра,

В дальнейшем было установлено, что полностью и наполовину заполненные подуровни обладают повышенной устойчивостью. Так, для d-подуровня устойчивыми электронными конфигурациями являются d10 и d\ а для /подуровня- соответственно f14 и f. Этим объясняются аномалии в строении внешних энергетических уровней некоторых элементов, например, у хрома валентные электроны должны были располагаться За1 As2, а реально- 3d54sl, у меди должно быть 3d94s2, а на самом деле 3dl04s . Аналогичные переходы электронов с ^-подуровня на J-подуровень наблюдаются у молибдена, серебра, золота, а также и у /элементов.

Есть также и некоторые другие аномалии в строении внешних энергетических уровней, в основном у актиноидов, которые здесь рассматриваться не будут.

После прочтения главы 2 Вы должны знать, что,..

Состояние электрона в атоме определяется набором значений четырех квантовых чисел, каждое из которых отражает определенную физическую величину. Для первых трех квантовых чисел можно ввести и геометрическую интерпретацию:

главное квантовое число п определяет размеры орбиталей, орбитальн

страница 13
< 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

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия. Часть 1" (307Kb)


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

 

 

Реклама
фз- 69 о такси по г москве
анализ на спермограмму цена
кусачки для ногтей на ногах
курсы массажистов юао

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
(09.12.2016)