Дж. Хьюи - Неорганическая химия (Строение вещества и реационная способность) (1097100), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для примеров, приведенных выше, рассчитанные эффективные ядерные заряды равны; Зй 3,756; 3'„ы — 5,965; Зхл. зв = ! 3,987. Н Не Е1 Ве В С Х О Р Хе Ха Мй А1 31 Р 5 С! Аг К Са Яс Т1 )г Сг Мп Ре Со Х! Сп Уп Сеа Се Аз Зе Вг Кг 1,000 1,688 2,69! 1,279 3,685 1,9! 2 4,680 2 576 5,673 3,217 6,665 3,847 7,658 4,492 8,650 5,128 9,642 5,758 10,626 6,571 11,619 7,392 12,59! 8,2! 4 13.575 9,020 14,558 9,825 !5,541 !0,629 16,524 !1,430 17 508 12 230 18,490 13,006 19,473 13,776 20,457 14,574 21,441 15,377 22,426 16,181 23,4! 4 ! 5,984 24,396 17,794 25,38! 18,599 26,367 19,405 27,353 20,213 28.339 21,020 29,325 21,828 30,309 22,599 31,294 23,365 32,278 24,127 33,262 24,888 34 247 25,643 35,232 26,398 2,421 3,136 3,834 4,453 5,! 00 5,758 6,802 2,507 7,826 3,308 8,963 4,1 И 9 945 4 е«03 ! 0,96! 5,642 1!.977 6,367 12,993 7,068 14,008 7,757 ! 5,027 8,680 16,041 9,602 17,055 10,340 !8,065 11,033 19,073 11,709 20,075 12,368 21,084 13,018 22,089 !3,676 23,092 !4,322 24,095 14,961 25,097 15,594 %,098 16,219 27,09! 16,996 28,082 17,760 29,074 18,596 30,065 ! 9,403 31,056 20,218 32,047 21,033 4,066 4,285 4,886 5,482 6,!! 6 6,764 7,726 3,495 8,658 4,398 9,406 4,632 7,120 10,104 4817 8,14! 10,785 4,981 8,983 11,466 5,133 9,757 12,109 5,283 10 528 12,778 5,434 ! 1,180 13,435 5,576 11,855 14,085 5,711 12,530 14,73! 5,858 13,20! 15,369 5,965 ! 3,878 ! 6,204 7,067 ! 5,093 6,222 ! 7,014 8,044 16,251 6,780 17,850 8,944 17„378 7,449 ! 8,705 9,758 18,477 8,287 19,571 ! 0,553 19,559 9,028 20,434 ! 1,3! 6 20,62З 9,769 Формулы Клсменти н Раймонди позволяют получить более точную опенку проникновенна электронов внешних орбиталей; для элементов от Н до Кг можно также пользоваться непосредственно данными табл.
2.3. Размеры атолюв. Размеры атома — это весьма условное понятие, ведь атом нельзя рассматривать как бильярдный шар. При определении размеров атома ксепона, покоящегося в решетке твердого ксенона, получастся одпп результат, а прп измерении методом столкновений — - другой. Ион натрия сильнее сжат в кристаллической решетке, например фторида натрия )ь)аР, чем если он находится в ннзкополярном растворителе. Определение размеров атомов равносильно измерению диаметра резинового мячика штангенциркулем при различных степенях сжатия ножек штанги и нониуса. Другими словами, однозначно определенных значений атомных радиусов не сусцествует (см.
равд. 7). Тем не менее полезно обсудить обшие тенденции в изменении размеров атомов, не учитывая особенностей условий их измерения. Из рассмотрения радиальных составляюших волновых функций следует, что наиболее вероятный радиус увеличивается с ростом значения п. Противодействием этому является влияние роста эффективного ядерного заряда, который всегда стремится сжать атомные орбитали. Отсюда можно сделать два вывода. Во-первых, размеры атомов элементов одной группы увеличиваются с ростом и, но благодаря экранированию заряд 2" для этих атомов возрастает весьма медленно. Например, для элементов 1А группы имеем (расчет по Слэтеру): 1,3 для 1.1, 2,2 для Ыа, К, гсЬ и Сз.
В целом же размеры атомов элементов 1А группы возрастают при увеличении л. Это обшее свойство групп в Периодической системе; известно лишь несколько исключений, которые обсуждены ниже. Во-вторых, внутри одного периода, где главное квантовое число не меняется, а эффективный ядерный заряд монотонно возрастает (так как электроны, добавляюшиеся на валентную оболочку, экранируют друг друга крайне неэффективно), наблюдается постоянное сжатие атомов при движении по периоду слева направо. Например, значения йн для элементов второго периода: 1,3 для 11, 1,95 — Ве, 2,60 — В, 3,25 — С, 3,90 — (с), 4,55 — О, 5,20 — Р и 5,85 — )ь(е.
Обе тенденции — возрастание размеров атомов по группе сверху вниз и уменьшение по периоду слева направо приводят к скачкообразному изменению размеров атомов: постепенное сжатие атомов элементов периода при возрастании порядкового номера, а затем резкое увеличение размеров первого элемента следуюшего периода и т. д. 2.5. ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ И СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ Энергия, необходимая для отрыва наименее прочно удерживаемого электрона от изолированного атома в газовой фазе, есть первая энергия ионизацни этого атома (часто неправильно Габлииа 2лб .энергия ионизацнн ! атомов и одноатолснык катионов (в 31Дж)моль~) 12Л 25, 271 Э миеят 32,8266 37,8304 9,4449 ! 0,9895 ! 1,0227 ! 2,178 13,353 13,628 14,83! 16,091 6,2739 7,01 3 6,54 7,238 7,976 8,144 8,844 9,573 6,299 6,69 6,99 7,24 '7,67 7,28 7,71 7,97 47,2769 53,2664 13,3264 15,1640 15,238 16,610 17,995 18,378 19,785 21,269 8,4956 9,362 8,7810 9,649 10,496 10,72 11,517 12 362 8,738 9,2 9,6 9,84 10,4 9,94 10,4 9,02 6,043 6,59 5,76 6,24 6,85 6,91 7,43 7,86 4,877 5,91 12.31 7,883 855 7,57 8,14 8,76 8,97 9,900 5,2 3,9303 4,26 3,610 6,974 5,669 10,4 6,82 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1О Н !2 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 Н Не ьи Ве В С Х О Р Хе Ха мя Л1 5! Р 3 С! Аг К Са Бс Т! Ч Сг Мп Ре Со Х! Сп 2п ба Се Лэ Бе Вг Кг кь Зг у 2г НЬ Мо Тс 1сп йь Рб Аи Сб 1п Зп ЗЬ Те 1,3120 2,3723 0,5203 0,8995 0,8006 1,0864 1,4023 1,3140 1,6810 2,0807 0,4958 0.7377 0,5776 0,7865 !,ОН8 0,9996 1,25Н 1,5205 0,4189 0,5898 0,631 0,658 0,650 0,6528 0,7174 0,7594 0,758 0,7367 0,7455 0,9064 0,5788 0,7622 0,944 0,9409 1,1399 1,3507 0,4030 0,5495 0,616 0,660 0,664 0,6850 0,702 0,711 0,720 0,805 0,7310 0,8677 0,5583 0,7086 0,8316 0,8693 5,2504 7,298! 1,7571 2,4270 2,3526 2,8561 3,3882 3,3742 3,9523 4,5624 1,4507 1,8167 1,5771 1,9032 2,251 2,297 2,6658 3,0514 1,1454 1,235 1,310 1,414 1,495 1,5091 1,561 1,646 1,7530 1,9579 1,7333 1,979 1,5372 1,7978 2,045 2,10 2,3503 2,633 1,0643 1,181 1,267 1,382 1,558 1,472 1,617 1,744 1,875 2,074 1,6314 1,8206 1,4118 1,595 1,79 11,8149 14,8487 3,6598 4,6260 4,5781 5,3004 6,0504 6,122 6,912 7,7328 2,7448 3,2316 2,9! 2 3,36! 3,822 3,931 4,4Н 4,9120 2,389 2,6525 2,8280 2,987 2,2484 2,9574 3,232 3,393 3,554 3,8327 2,963 3,302 2,7355 2,9737 3,5 3,565 3,9 4,21 1,980 2,218 2,416 2,621 2,850 2,747 2,997 3,! 77 3,361 3,616 2,705 2,9431 2,44 2,698 21,0065 26,0257 6,2226 7,4751 7,4693 8,4077 9,370 9,544 10,540 11,578 4,3555 4,957 4,564 5,158 5,771 5,877 6,474 7,089 4,1746 4,5066 4,74 4,94 5,29 4,95 5,30 5,33 5,73 6,2 4,410 4,837 4,1435 4,56 5,07 5,08 5,5 5,96 3,313 3,69 4,477 Продолжение у.
~ Элемент ~ СьС 4,820 3,543 3,761 3,900 3,97 4,00 4,11 4,24 3,84 4,00 4,10 4,11 4,12 4,22 4,36 3,21 5,552 5,790 5,953 6,046 б,! 01 6,249 6,413 5,990 6,169 6,282 6,313 6,328 6,445 6,596 4,083 4.37 6,64 5,40 8,62 0,97906 1,17 1,11 1 дб 1,93 2,18 1,128 1,9)б лл перевода даннык тзблнпы а тначення энергии наннзанян в электропвольтвн )зв) необколнмо умполтзть гэбтп'гвые зяачення пз га884. Г) Лапалненне редактороы 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 13 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 Ю! 102 1 Хе Са Ва 1.а Се Рг хд Рпт ба) Еп 1)д ТЬ !>у Но Ег Тго УЬ 1.п Н1 Та % Ке Оа 1т Р1 Ав Ня Т) РЬ В) Ро А1 Йп Рг Ка Лс ТЬ Ра 17 мр Рп Ага Сгп ИЬ С1 Еа Рта Мд 8)о 1,0084 1,1704 0,3757 0,5029 0,5381 0,528 0,523 0,530 0,536 0,543 0,547 0,592 0,564 0,572 0,581 О 539 0,5967 0,6034 0,5235 0,654 0,761 0,770 0,760 0,84 0,88 0,87 0,8901 1,0070 0,5893 0,7155 0.7033 0,812 0,898 1,0370 О,заб 0,5094 0,49 0,59 0,57 0,59 0,60 0,585 ОД78 0,581 0,601 0,608 0,619 0,627 0,635 0.642 1,8459 2,046 2,23 0,96526 1,067 1,047 1,018 1,034 1,052 1,068 1,085 1,17 1,112 1,126 1,139 1,151 1,163 1,175 1,34 1,44 1;ббб 1 716 1 616 16 1 бб 1,7911 1,98 1,8097 1,9110 1,4504 1,610 1,878 1,948 2 1б 3,2 3,10 3 340 3,460 1,8503 1,949 2,086 2,13 2,15 2,26 2,40 1,99 2,11 2,20 2,л) 2,19 2,284 2,415 2,022 2,25 2,48 2,94б 3,30 2,878 2,0815 2,466 2,63б 2 бб )ИС и !880 1810 Рнс.
2.13. Внергня орбнталн Е элементов от напорола ло натрия. Сплогпнымн линиями показана олпоэлектроннзн арбнтальпая энергии, пунктнром †энер- гня наннэапнн )е учетом электрон-электронного атталкнэаннн) называемая первым потенциалом ионизация). Оиа равна разносги между энергией уровня, на котором находится электрон, и энергией уровня с л = оо.
Последующему отрыву второго, третьего, четвертого и т. д, электрона соответствует вторая, третья, четвертая и т. д. энергия ионизации. Энергия иопизации всегда имеет положительный знак (табл. 2.4). Последовательные энергии ионизации атома связаны друг с другом поли- номом, что будет рассмотрено ниже. Для б-элементов и р-элементов — нсметаллов существует простая связь между энергией ионизации и расположением этих элементов в Периодической системе.
Внутри одной группы при возрастании 2 энергия ионизация уменьшается в связи с увеличением размеров атомов. Для переходных элементов и р-элементов — металлов наблюдаются аномалии, обсуждаемые в разд. 1б и 17. Внутри одного периода энергия ионизации возрастает с увеличением 2. Это следствие тенденции возрастания Я' при движении слева направо по периоду.
Однако возрастание энергии ионизации не монотонно. Разрыв наблюдается при переходе от соответствуюшего элемента ПЛ группы к элементу 1ПЛ группы вследствие изменения типа орбитали (от пз к пр), Второй разрыв монотонности, например при переходе от азота к кислороду, объясняется наличием обменной энергии, стабилизирующей систему с максимальным числом неспарепных электронов на подуровне (в данном примере 2р).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
