Курс общей химии. Мингулина, Масленникова, Коровин_1990 -446с (Учебник по химии), страница 7

Учитывая сложность определения величины сродства к электрону, американский ученый Полинг предложил термохимическую систему, согласно которой электроотрицательности атомов А и В определяют исходя из энергий связей А — В, А — А и  — В. Шкала электроотрицательиостей атомов по Полингу приведена на с. 28.

Электроотрицательность возрастает в направлении слева направо для элементов каждого периода и уменьшается в направлении сверху вниз для элементов одной и той же группы периодической системы Менделеева. Размеры атомов и ионов (радиусы атомов и ионов). Атомы и ионы не имеют строго определенных границ вследствие волновой природы электронов.

Поэтому определяют условные радиусы атомов и ионов, связанных друг с другом химической связью в кристаллах. На рис. !.8 представлена кривая, выражаюшая периодическую зависимость радиусов атомов от порядкового номера элемента Е. Радиусы атомов металлов в периодах с ростом порядкового номера элемента уменьшаются, так как при одинаковом числе электронных слоев возрастает заряд ядра, а следовательно, и притяжение им электронов.

Наибольшее уменьшение радиусов наблюдается у элементов малых периодов, у которых происхо- гвп г,вп г,еп ггп д г,ап евп - !вп д гдп $8гп ~~ гпп ' пвп пвп поп пгп пг гп гп еп пп пп гп пп вп Порнвковыо номер знеменнгн Рис. Ьз. Зависимость радиусов атомов от порядкового номера аае- меита Е 28 дит заполнение электронами внешнего энергетического уровня. В больших периодах у и'- и 1-элементов наблюдается более плавное уменьшение радиусов при увеличении заряда ядра атома.

В пределах каждой подгруппы элементов, как правило, радиусы атомов увеличиваются сверху вниз, так как возрастает число энергетических уровней. Радиусы ионов отличаются от радиусов атомов, так как они или лишились нескольких электронов, или присоединили последние. Поэтому радиусы положительно заряженных ионов меньше, а радиусы отрицательно заряженных ионов больше радиусов соответствующих атомов.

Радиусы ионов также находятся в периодической зависимости от порядкового номера элемента. Например, в пределах одной группы радиусы ионов одинакового заряда возрастают с увеличением номера элемента (заряда ядра). Значение периодического закона. Открытие Д. И, Менделеевым периодического закона имеет огромное значение для развития химии. Периодический закон обобщил большое число природных закономерностей, он явился научной основой химии. Прежде всего удалось систематизировать богатейший, но разрозненный материал, накопленный к тому времени поколениями химиков, по свойствам элементов и их соединений, уточнить многие понятия, например понятия «химический элемент» и «простое вещество». К моменту открытия периодического закона были известны 63 элемента. Менделеев предсказал существование многих не известных к тому времени элементов; скандия (экабор), галлия (экаалюминнй) и германия (экасицилий).

В отличие от своих предшественников, пытавшихся дать ту илн иную систематику элементов, Менделеев был убежден, что им открыт закон природы и, основываясь на нем, он подошел к оценке имевшихся экспериментальных данных, далеко не все из которых казались достоверными. В ряде случаев, основываясь на периодическом законе, им были изменены принятые в то время атомные массы элементов (Хп, Еа, 1, Ег, Се, ТЬ, О), которые ранее были определены на основе ошибочных прейставлений о валентности элементов и составе соединений.

Например, высшему оксиду урана приписывался состав 020з вместо 00з н т. д. В некоторых случаях Д. И, Менделеев расположил элементы в соответствии с закономерным изменением свойств, предполагая возможную неточность значений их атомных масс (Оз, 1г, Р1, Ап, Те, 1, %, Со). Этим была поставлена задача уточнения атомных масс указанных элементов, н для некоторых из них атомные массы были исправлены. Первоначально казалось, что открытие благородных газов нарушит периодичность изменения свойств элементов, однако затем были открыты остальные благородные газы, которые хорошо вписались в периодическую систему. Предсказания ученого блестяще оправдались. С тех пор периодический закон и периодическая система элементов Д.

И. Менделеева служат научной базой прогнозирования в химии. С момента опубликования периодической системы элементов в ней появилось более 40 новых элементов. На основе периодического закона были получены искусственным путем трансурановые элементы, в том числе № 101, названный менделевием. Периодический закон позволил предсказать свойства не открытых еще элементов, например 117, !18, !19 и 120. Периодический закон сыграл решающую роль в выяснении сложной структуры атома.

С помощью периодической системы элементов удается определять физико-химические константы химических соединений на основе сопоставления известных величин. Периодический закон — фундамент химии, в первую очередь неорганической; он помогает решению задач синтеза веществ с заданными свойствами; разработке новых материалов, в частности полупроводниковых; подбору специфических катализаторов для различных химических процессов и т, д. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1.

Напишите полные электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 17 и 25. Назовите формирующие электроны этих атомов. 2. Напишите электронные формулы атомов кремния н титана. К какой группе элементов (по формирующим электронам) относится каждый из этих элементов? 3. Напишите полные электронные формулы атомов железа и фосфора.

Назовите формирующие электроны этих атомов. 4. Напишите электронные формулы крома и селена. Являются ли онн аналогами? 3. Какое максимальное число электронов может находиться на з-, р-, й- и рэиергетических подуровнях атомов? 6. Укажите полное число электронов в атоме, характеризуемом следующими квантовыми числами: а) и = 3, 1= 2; б) и = 4, 1= 3; в) л = 5, 1= 4. 7. Назовите возможные значения всех квантовых чисел для каждого из четырех электронов бериллия. й. Укажите, какой из атомов в каждой приведенной ниже паре имеет ббль. шие размеры, энергию ионизации и электроотрицательность: а) 5, С1; б) В, А1; в) У, 5 г; г) Оа, Сге. 9, Сколько неспаренных электронов имеет атом каждого из следующих элементов: 51, Мя, ге, 71? 16.

Напишите электронные формулы атомов фосфора и ванадия. К какой группе элементов (по формирующим электронам) относится каждый из этих элементов? 11. Напишите электронные формулы атомов хлора и марганца и ионов С( и Мпгт. 12. Напишите электронные формулы атомов серы, ионов 5' и 5тт. 13. Напишите электронные формулы атомов железа, ионов Гете и Гехт.

14, Какова электронная формула атома кислорода? Сколько электронных пар и неспаренных элентронов у атома кислорода и какие атомные орбитали они занимают? 13. Напишите полные электронные формулы атомов алюминия и скандия и ионов А(эт, 5сгт и 5сзт 16. Напишите элентронные формулы атомов индия, лантана и церия. Являются ли они аналогами? 17. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16, 19, 21. Являются ли они аналогами? 36 18. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми ночерами 4, 48, 80. Являются ли они аналогами? 19. Назовите элементы, соответствуюшие следуюшим характеристикам: «) шелочиой металл с валеитным электроном иа орбитали бз; б) иеметаллы с палеитиыми электронами на орбитали зр.

20. Составьте электронные формулы атомов азота и серы. Сколько неспарсиных электронов имеет каждый из этих атомов? 21. Напишите электронные формулы атомов марганца и мышьяка. Какое правило используют лля определения числа неспаренных электронов у каждого пг этих атомов? 22. Составьте электронные формулы атомов скандии и галлия. Являютси ли ни аналогами? 23. Найдите в периодической системе элементы, электронная формула ното. рых )п — 1)г?'пз'. Напишите их химические символы и полную электронную форчулу атома одного из этих элементов 24. Найдите в периодической системе элементы, электронная формула которых пр'.

Напишите их химические символы и полную электронную формулу атома одного из этих элементов. 23. Найдите в периодической системе элемент, в атоме которого завершает. ся заполнение электронами третьего квантового уровня. Напишите полную электронную формулу атома этого элемента. 28, Напишите электронную формулу атоме кобальта н иона Сух+, 22. Напишите электронную формулу атома хрома и иона Сг' . 28. Найдите в периодической системе элемент, в атоме которого завершается заполнение электронами второго энергетического уровня. Напишите электронную формулу атома этого элемента.