химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

зать, что для этого элемента его 3d-орбиталь находится по энергии на 2,7 эВ, выше чем 45-орби-таль. После заполнения 45-орбитали у атома кальция происходит заполнение З^-оболочки первого ряда переходных металлов (Sc — Zn). Затем происходит заполнение 4р-оболочки. Поскольку расщепление 3d- и 4s-ypoBHefi в переходных металлах очень небольшое, имеются случаи, когда основному состоянию атома соответствует неполностью заполненная 45-орбиталь. Так, Сг имеет в основном состоянии конфигурацию 4s3d5, а не 4s23dA. Основному состоянию Си соответствует конфигурация 4s3Картина заполнения 4s-, 3d- и 4р-электронов повторяется для случая 5s-, 4d- и 5р-подоболочек, и создаются электронные конфигурации переходных металлов второго ряда. Затем после заполнения электронами бя-орбитали начинается заполнение 4/-орбиталей, и образуется последовательность атомов редкоземельных элементов. Аналогичным образом в конце периодической таблицы при заполнении 5/-орбиталей происходит образование актиноидов. Элементы, следующие за ураном (порядковый номер 92), были получены бомбардировкой атомов тяжелых элементов нейтронами; они являются в основном ко-роткоживущими.

4.2. Потенциалы ионизации, сродство к электрону и электроотрицательности

В данной книге не будут обсуждаться все периодические свойства элементов, систематизированные в периодической таб лице. Однако некоторые из этих свойств имеют особенно близкое отношение к теории химической связи и, как будет видно окажутся полезными в последующих главах. В этом разделе будут рассмотрены потенциал ионизации, сродство к электрону и электроотрицательиость. Первые лва свойства — строго определенные экспериментальные параметры, в то время как электроотрицательность— лишь удобная концепция, и любое значе

ние, которое может быть ей приписано, зависит от метода расчета или эксперимента, выбранного для ее определения.

Потенциал ионизации—это энергия, необходимая для удаления электрона из атома, находящегося в наинизшем по энергии состоянии, причем электрон и ион в конечном состоянии имеют нулевую кинетическую энергию. Другими словами, это минимальная энергия, необходимая для отрыва электрона. На рис. 4.1 показано изменение потенциала ионизации с изменением атомного номера в периодической таблице. Главные пики приходятся на атомы благородных газов, в то время как впадины соответствуют щелочным металлам. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче элемент образует ионные соединения, в которых он положительно заряжен.

Причина быстрого увеличения потенциала ионизации при переходе от элементов группы I к группе 0 (благородные газы) заключается в том, что при каждом добавлении единицы ядерного заряда, связывающего внешние электроны в атоме, этот заряд лишь частично экранируется добавляемым электроном. Концепция эффективного заряда ядра в первые годы развития квантовой химии была общепринята при расчетах приближенных атомных волновых функций, и Слейтер дал правило вычисления величин эффективных зарядов. В табл. 4.3 приведены эффективные заряды ядра для 2s- и 2р-электронов атомов

элементов от Li до Ne, установленные на основе правила Слейтера. Чем больше эти заряды, тем больше потенциал ионизации.

Потенциалы ионизации атомов переходных элементов изменяются с изменением атомного номера гораздо медленее, чем потенциалы ионизации элементов главных подгрупп. Это обусловлено сильным экранированием потенциала ядра, действующего на один из ^-электронов, другими d-электронами.

На рис. 4.1 видны небольшие изменения первого потенциала ионизации в пределах одного периода. Обычно эти флуктуации легко объясняются особенностями заполнения орбиталей электронами. Так, потенциал ионизации бора ниже потенциала ионизации бериллия, потому что бериллий имеет заполненную 2s-орбиталь, в то время как наиболее легко ионизирующийся электрон в атоме бора находится на 2р-орбитали.

Подобно тому как можно оторвать электрон от атома, можно удалить '^еще один электрон от образовавшегося положительного иона (кроме, конечно, иона Н+).

Отрыв каждого последующего электрона требует все большей энергии, так как электрон в процессе п-й ионизации должен покинуть ион с суммарным зарядом п— 1. В качестве иллюстрации в табл. 4.4 приведены значения первых трех потенциалов ионизации элементов первого переходного ряда. Эти элементы в соединения обычно входят в виде многозарядных ионов (например, Fe3+), что могло бы показаться удивительным, так как энергии, необходимые для образования таких ионов, очень велики. Однако значения, приведенные в табл. 4.4, относятся к энергии образования изолированных ионов в газовой фазе, в растворе они в значительной мере компенсируются

страница 22
< 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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
ванна оптом
курсы 1с бухгалтерия 8.2 бухучет с самого начала в бутово
ремонт встроенных холодильников электролюкс
люмен концерт в москве 2017

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)