Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 7
Текст из файла (страница 7)
( ешнего слоя (4дподслой). Шестой период содержит 32 элемента (см. табл. 3) и тоже начинается двумя в-элементами (Св и Ва). Далее, у лантана начинает заполняться дюрбиталь предвнешнего слоя (5д-педелей): вгЬа 1ег2вг2реЗИЗ реЗдго4вг4ре4 дго5вг5ре5сйбвг 34 У следующих за лантаном 14 элементов (Се — Ьи) энергетически более выгодно 4|состояние по сравнению с 5д-состоянием (см. рис. 10). Поэтому у этих элементов происходит заполнение 4уюрбиталей (третий снаружи слой): ввСе 1вг2зг2рвЗвгЗреЗУо4вг4ре4д|о41г5вг5ребвг и Би о о > 4рв5дгбвг У последующих элементов ггНг — воН8 продолжают заполняться 5дорбитали.
Как и пятый, шестой период завершается шестью р-элементами (е1Т1 — вейн). Таким образом, в 6-м периоде, кроме двух в-элементов, десяти д-элементов и шести р-элементов, располагаются еще четырнадцать г-элементов. В седьмом периоде имеются два в-элемента (Гг, На), за ними следуют д-элемент Ас и четырнадцать у-элементов (ТЬ вЂ” 1,г), далее снова дэлементы (Ки, 1|в, элементы 106 — 110). В противоположность предыдущим 7-й период не завершен. Изложенное показывает, что по мере роста заряда ядра происходит закономерная периодическая повторяемость сходных электронных структур элементов, а следовательно, и повторяемость их свойств, зависяших от строения электронной оболочки атомов, Это отражает следующая формулировка п е р и о д и ч е с к о г о з а к о н а; свойства простых веществ, а также свойства и форлгы соединений злелгентов находятся в периодической заоисилеости от заряда лора атолеоо злелеентоо.
г 2. СТРУКТУРА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЪ| ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Существует много вариантов изображения периодической системы элементов Д.И. Менделеева (более 400). Наиболее распространены клеточные варианты, а из них — восьми-, восемнадцати- и тридцатидвухклеточные, соответствующие емкости слоев из 8, 18 и 32 электронов. Один из вариантов восьмиклеточной таблицы (так называемый короткий вариант) помещен на первом форзаце книги, а тридцатидвухклеточная таблица (длинный вариант) — на втором форзаце книги. Восемнадцатиклеточный вариант приведен в табл.
4. Химические элементы по структуре невозбужденных атомов подраз, деляются на естественные совокупности, что отражено в периодичес. 'кой системе в виде горизонтальных и вертикальных рядов — периодов ' и групп. Т а б л и ц а 4. Периодггческая таблица олемонтов Д-Н- Менделеева (лолудлииный вариант) Ц 1* ИА ШЗ !ЧЗ ЧВ чзз ЧИВ ШИВ !З ИВ иО чи чш г На 1 Н В О б С 5 В з Ь! Вс 17 С! !в Аг 16 Б 15 Р !3 А! и и !Ча МВ 35 Вг 36 Кг зз Ав 3! Са 32 Сс Зо Еи И 28 Са 29! 26 Ре 25 Ма 23 24 Ч Сг и $4 22 Т! 19 20 К Са 54 Хе 52 53 ! 5! ВЬ 65 46 КЬ Рв 49 !а 48 Сб 43 41 42 1ЧЬ Ма Зг ЗВ Ю КЬ Вг Та Тс Хг 85 А! 84 Ра 83 В! в! Т! Вг РЬ 77 78 !г Р! 75 Ке 76 Оя 72 Нв 57 73 74 Та Вв 55 56 б Ся Ва П1 !09 ПО !08 89 ' ! ! ! Вг ВВ Рг Ка 105 106 798 !04 Ка ! ! ! ! ! 1 ! 1, 1 ! 1 1 ! ! !- Периоды и семейства элементов.
Как мы видели, период представляет собой последовательный ряд элементов, в атомах которых происходит заполнение одинакового числа электронных слоев. При этом номер периода совпадает со значением главного квантового числа внешнего энергетического уровня. Различие в последовательности заполнения электронных слоев (внешних и более близких к ядру) объясняет причину различной длины периодов. У атомов я- и р-элементов заполняется внешний слой, у д-элементов — предвнешний, у 7'-элементов — третий снаружи.
Поэтому отличия в свойствах наиболее отчетливо проявляются у соседних я (р)-элементов. У !(- и в особенности у 7'-элементов одного и торо же периода отличия в свойствах проявляются менее отчетливо, 36 !5- и 7'-Элементы данного периода объединяются в сежейстоа. В 4-6-м периодах в семейства по 10 элементов объединяются г(-элементы. Это семейства 3!г'-(Яс — Хп), 4д- (У вЂ” Сгз) и 5д- (Ьа, Н1 — Ня) элементов. В 6-и и 7-м периодах в семейства по 14 элементов объединяются 1-элементы. Это семейства 4г-элементов (Се — Ьи), называемых яантаноидаяго, и 59'-элементов (ТЬ вЂ” Ьг), называемых актнноидамн, В восьмиклеточных и восемнадцатиклеточных вариантах периодической системы семейства лантаноидов и актиноидов обычно выносят за пределы таблицы (см., например, табл.
4). Группы и иодгру!шы. Элементы периодической системы подразделяются на в о с е м ь г р у п п. Положение в группах я- и р-элементов определяется общим числом электронов внешнего слоя. Например, фосфор (З823рз), Имеющий на внешнем слое пять электронов, относится к У группе, аргон (382Зря) — к УШ, кальций (482) — ко П группе и т.д. Положение в группах д-элементов обусловливается общим числом язлектронов внешнего и 4(-электронов предвнешнего слоев.
По этому признаку первые шесть элементов каждого семейства д-элементов располагаются в одной из соответствующих групп: скандий (Зд1482) в Ш, марганец (4д6442) в ЪП, железо (3!16462) в Ъ'Ш и т.д. Цинк, (3470482), у которого предвнешний слой завершен и внешними являются 4яг-электроны, относится ко П группе, По наличию на внешнем слое лишь одного электрона медь (З!г!048!), а также серебро (4И!0581) и золото (5!(!068!) относят к 1 группе. Кобальт (Зд748~) и никель (348482), родий (448561) и палладий (447~), иридий (547482) и платину (548641) вместе с Ре, Пи и Оя обычно помещают в УП1 группу. В соответствии с особенностями электронных структур семейства 47- (лантаноиды) и 57- (актиноиды) элементов помещают в П1 группу. Элементы групп подразделяются на п о д г р у п п ы.
я- и р-Элементы составляют так называемую !яловую подгруппу, или подгруппу А; д-элементы — нобочную, или подгруппу В. Кроме того, часто в особую подгруппу так называемых типических элементов выделяют элементы малых периодов. В последнем случае, согласно Б.В. Некрасову, элементы группы подразделяются на три подгруппы: типические элементы и две подгруппы, составленные из элементов больших периодов. Например, !Ъ группа периодической системы состоит из следующих подгрупп: Типические элементы: С !Ф2Ф2рг 61 1Ф2Ф2РЯЗягЗрг Элементы подгруппы германия Элементы подгруппы титана Элемент Се ...
ЗУЗроЗдго4ээ4рз Бп . 404ро4дгобРбрз РЬ 505робдгобУбрз Т1 ... ЗИЗроЗдэ4эз 2г ... 4И4ро4дгбИ Н1 ... 535роб дэбИ Т а б л и ц а о. Энергия ионизации Ег, (МДж/мопь) атомов и одноатомиых катионов некоторых элементов Лантаноиды и актиноиды иногда объединяют во вторые побочные подгруппы. В каждой из них по два элемента — один лантаноид и один актиноид.
Г Л А В А 4. ПЕРИОДИЧНОСТЬ СВОЙСТВ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 8' 1. ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ Все свойства элементов, определяемые электронной оболочкой атома, закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. Напомним, что в ряду элементов-аналогов электронные структуры сходны, но не тождественны. Поэтому при переходе от одного элемента к другому в группах и подгруппах наблюдается не простое повторение свойств, а их более или менее отчетливо выраженное закономерное изменение. Химическая природа элемента обусловливается способностью его атома терять и приобретать электроны, Эта способность может быть количественно оценена энсрпгсй иониэаиии атома и его сродстпоолг к элсктпрону. Энергией иониэаггигг атолга Е„наэыоастсл количество энсргигб необходимое длл отрыоа электрона от нсвоэбуждснного атожа.
Энергия ионизации атома выражается в килоджоулях на моль (кДж/моль); допускается внесистемная единица электрон-вольт на моль (эВ/моль). Для многоэлектронных атомов энергии ионизации Ег, Ег, Еэ, ..., Е„ соответствуют отрыву первого, второго и т.д, электронов. При этом всегда Ег < Ез < Еэ, так как увеличение числа оторванных электронов приводит к возрастанию положительного заряда образующегося иона.. Энергии ионизации атомов некоторых элементов приведены в табл.
5. Из таблицы следует, что энергия ионизации атома зависит от его электронной конфигурации. В частности, завершенные электронные слои обнаруживают повышенную устойчивость. Наименьшими значениями энергии ионизации Ег обладают л — элементы первой группы (Ьг, На, К). Значение же энергий ионизации Ет у них резко возрастает, что отвечает удалению электрона из завершенного слоя (пИпро и 2ээ у Ь!). 38 Аналогично для э-элементов П группы (Ве, Мх, Са) удалению электрона из завершенного слоя (вэопр" и 2эз у Ве) отвечает резкое повышоние энергии ионизации Еэ. Кривая зависимости энергии отрыва первого электрона от атомного номера элемента (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
