1626435910-98d12f7c1a67c8f6e5fdab7067ff707a (844345), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Так например, углерод является четырехвалентным (хотя и встречаются соединения с двухвалентным углеродом). Как было отмечено выше, четырехвалентпость углерода обусловлена электронной конфигурацией возбужденного состояния, а именно тронные конфигурации, как и соответствующие элементы второго периода, за исключением изменения главного квантового числа н включения замкнутой 1.-оболочки.
Кроме того, возбужденные состояния также аналогичны, за исключением некоторого отличия, связанного с возможностью возбуждения на Зв(-оболочку. В связи с этим, для элементов третьего периода соответственно повторяются также валентности и другие химические свойства элементов второго периода.
Другой особенностью третьего периода является то, что он заканчивается заполнением Зз- и Зр-оболочек, в то время, как остается еще вакантной Зв(-оболочка. Однако оказывается, что энергетический уровень Зв(-состояния очень высокий, даже выше, чем уровень 48-состояния (для перехода электрона из Зр- оболочки в 48- оболочку требуется 11,5 вольт). Это обстоятельство и то, что основному состоянию аргона соответствует терм '5, (замкнутость всех электронных оболочек), делают аргон инертным элементом, Тот факт, что 4з-орбита лежит ниже, чем Зв(, приводит к тому, что следу>ощне два электрона в атомах калия (К) и кальция (Са), которыми начинается четвертый период, попадают на 4з-орбиту.
Прн этом Зв(-оболочка остается незанятой; ес заполнение начинается только от элемента скандия (5с) и кончается никелем (!4!). Электронные структуры и термы этих и всех других элементов приводятся в таблице б. В ряду четвертого периода 48-оболочка не остается все время замкнутой; у хрома дальнейшее заполнение Зв(-оболочки (Зв(в) происходит за счсвг 48-электрона. У следующего элемента марганца (Мп) вновь заполняется 48-оболочка.
Такая особенность заполнения Зв(-оболочки объясняется тем, что Зг(- и 48-состояния энергетически мало отличаются и между ними происходит «конкуренция». Этим же объясняется тот факт, что у элементов, начиная от скандия и кончая никелем, очень легко осуществляются возбужденные состояния, что приводит к переменной валентности. Следующий элемент после никеля, медь (Сп), в основном состоянии имеет целиком заполненную Зв(-оболочку. С этого элемента вновь начинается заполнение 48-оболочки и дальше, начиная от галия (Оа), происходит заполнение 4р-оболочки, которое полностью заканчивается у крпптона (Кг).
Криптоном завершается четвертый период (или первый большой период, состоящий из !3 элементов). Кг, подобно Не, Не и Аг, является инертным элементом. Это объясняется тем., что в основном состоянии он обладает термом '5, н большими потенциалами возбуждения и ионизацни. Заполнение оболочек элементов пятого периода (илн второго большого периода) происходит так же, как у четвертого периода (см. таблицу б). Сначала заполняется 58-оболочка (а не 40- и 41-оболочки) у рубидия (!1(>) и стронция (Зг). Далее, от иттрня (т) до свинца (Р(>) заполняется 4«(-оболочка (аналогнчно Зв(-оболочке у четвертого 188 Продолжение Таблица б К! /.
!е Электронные конфигурации атомов в основном состоянии Основной терм э.- мент К1 г. о ! р е вне. г мент Основной ! >в зз тл зз зр зк 4» вр елвааз ар ам а/! ат ао ои ! тз ! 2! 26 2)26 '2 26 2!26 2 26 ~2!26 2 26 2 2 б 2 26 2 26 !26 !О 2 б 10 26!О 2 б 10 26 !О 2 6 10 2 б 10 2610 2610 2 б 10 те!>м й!> Рб Лд С>! !п бп БЬ Те Я Хе вр /» 65 '/, зр, '/» зр о 65 зр вр */* о 45 46 47 48 (49. 268 2 6 1О 2 6 10 2 б 10 26!О 2 6 10 2 6 1О 26 !О 2 6 10 26 !О 1 .
2 2 2 : 23 24 >5 о 3' 4, '5,/ 51 б зр, /» 8, '65, '/ !10! 7Р./ Н Не !.! Ве В С Ы О Р Ые '56 2 2 2 зр 2 зрв 2 '5о 2 1 2 2 ! !22 123 2 4 2 5 2 б 2 5 !26 2>26 2',2Б 2!26 55 65,, 56 * 75о о7 'В, /» Сз Ва 1.а ;26 !О 26 ;26 !О 26 12610 !261 2 6 1О 2 б 10 2 6 10 2 26 2 2 б 2 2 б 212 б 2>26 2 26 2 26 2 26 2 26 2,'26 2!26 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 58 606 59 'К„ '60 ' в/., 6! »Е, 62 ' 'К, 63 »Н» 64 ' 'В 2!26 2;26 15 зр 2 6 2 б 2 6 2 6 2 6 2 6 2 б 2 6 2 6 2 б 2 б з/> 5о 15 ба 1 з//м/ 66 ' 'Кы 67 вК 68 'Его 69 »К 71! В/, 26 2 6 2 б 2 6 2 б 2 6 75 'В зр 2'26 2~26 2 26 2 26 2!26 26!О!4 262 2 6 !О !4 2 б 3 2 6 !О !4! 2 6 4 26!ОИ 265 2 6 10 14 2 Б б зр 72 73 74 75 76 77 78 79 80 8! 82 83 84 2 б 10 26 !О 26!О 26!О 2 б 10 вр /» в5 вр '/, 65 зр '/* 65 5о 6В зр 6В 26 !0141267 2 Б 10 14 2 б 8 ;2610!4 2610 26 !014 2610 26!О И!26!О >26!014 2610 >26!ОН 26!О 2 6 !О 14 2 б !О 2 6 !О 14 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 2 б 10 2 6 10 2 6 10 2 6 1О 2 б 1О 2 б 1О 2 6 1О 2 б 1О 2 б 10 26 !О зрв 2126 2 26 >5ю 2>26 ЗВ !37 65, , 38, 39! 6В 40! !41' вВ 42 '/» 43 'В, 44 ,26 2 б ' 26 ! 262 264 265 266 26? 2 б 10 26!О 26!О 26 !О 2 б 10 2 6 10 2 6 10 2 6 1О 2 26 '5о ! 2 ~ 2 6 2>26 зрз'2 26 3/> ЙЬ Бг У ?г ХЬ Мо Тс 1!и 85 вр,/ 8Б !5 2!26 2 2 б 2 2 б 2'2Б 2 6 10 !4> 2 6 10 2 6 1О !4' 2 б 10 ,2 Б 1О !4! 2 б 10 Рг 187 65 / Ра '88., " 5, Ас !89! 'В»/ 2 26 ,'26 !О 2 26 !26 !О 2 26 !26 !О 26 1! 2 б 2 2Г>! 2 вр 185 184 Ха Л!8 А1 5! Р Ь С1 Аг К Са бс Т> Ч Сг Мп Ре Со Ь>1 Си Еп Оа Ое Аз Бе Вг Кг ! !11 65/ '12 1З зР, 14 ' 1о 65, ! 16 .'17.
зр / !8; 19 65,/ 2! 'В,/ ; 22, '23 'Р, 24 ' 2о в5, ;26' 27, »Р, 28 , 29> '5, 311 2Р / ' 32 ,33! '5, З4! ' 35! зр,/ '21 2 2 2 3 ,24 ,25 2 б '26 2 6 261 ,262 12 6 3 265 !265 266 267 268 ! 2 б 10 >26!0 2 б 10 )26!О > 2 6 10 ! 2 б 10 26!О ,2610 !в: 1 2 2 2 2 1 2 ' 2 2 2 ! > 2 2 ! 2 2 2 3 2 4 2 5 26 Се Рг Ыд Рго Бп> Ен Ос! ТЬ Ву Но Ег Тп УЬ 1.п Н! Та И 14е Оз 1г Р1 Ли Нб Т! РЬ В! Ро Л1 Яп 2 26 2 26 2 2 6 2 2 б 2 2 б 2 2 б 2 2 6 2 26 2 26 2 2 б 2 2 б 2 2 Б 2 2 б 2 2 Б 2 ! 2 Г> 2 б 1О 26!О 2 б !О 2 6 1О 2 б 10 2 6 10 26!О 2 6 10 26!О 2 б 1О 2 б !О 26!О 2610 2 6 1О 2610! ~26! >26!02 26! 26 !03 26 ! !26104 2Б ! >26105 26! ,126 !06 261 !26107 261 26108 261 2 б 10 9 ! 2 б ! '261010 26! !261011 261 ! 26 !012,.261 261013!2 Б ! 261014,26 ! 2 2 2 2 2 2 2 ! 2 2 ! 2 2 2 3 2 4 2 5 2 б Продолжение 1.
! и ( и> ( о ! > ) О Осннннна ! тсгн >з > з Нр аз а» аа яз Ор З» 41 бз бр ба ц~ бз бр б» >з ! Эзс. г жнт няа 2~26 аК >'. 2 2 6 аЕа' 2 ' 2 6 ,'2 26 тдо! 2 2 6 2 2 6 о 1>ь '> 2 6 2'26 .2 2Б Бо~ 2~26 ! 2 6 10 > 2 6 1О 2 6 10 2 6 10 , 2 6 1О 2 6 10 2 6 10 ,2610 2 6 10 2 6 10 '2610 2 6 10 ' 2 Б 10 1 2 6 10 1'261 !2 21 261 ',2 3 261 >2 4 2Б1 '2 !2 6 10 14 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 12 6 10 14 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 2 6 1О 14;'2 6 10 2 6 10 14,'2 6 10 '2 6 1О 14 2 6 10 2 6 10 14'2 6 1О 2 Б 10 14 2 6 1О !2 6 10 !4 2 6 10 ,2 6 1О РГ2 6 1О 2 6 1О 14!2 6 10 !2 6 1О 14)2 6 10 ,2 6 10 14,2 6 10 Т!» 'О Ра ш >т> мр 1>н » и> ! >Б С>п '>Б ЦХ 07 С> !>н 11:з '.»> Рп> 1пп >Ц 1П! Ыо !02, Ес' 103, а1 .Хт »Н,-, 'ч >1...
зр,, нрл Н> 7 26 7, 261 и! 261 10' 26 11~ 26 12 26 13' 26 14~ 26 141261 !2 периода). После полного заполнения 4б(-оболочки у атома палладия (Рб) начинается заполнение самых глубоких 5з- и 5р-оболочек у атома серебра (Ая), которое и полностью заканчивается у ксенона (Хе). Таким образом, пятый период, состоящий из 18 элементов, завершает химически инертный элемент ксенон с замкнутымп электронными оболочками (с термом >Зо) и с большим потенциалом возбуждения. Шестой период (32 элемента) начинается заполнением бз-оболочки у цезия (Сз) и бария (Ва).
При этом остается еще незанятой 47"-оболочка. У следующего элемента, лантана ((.а), в Ъс(-оболочке появляется один электрон. Однако дальше происходит заполнение 41-оболочки при наличии только одного 5>(-электрона. Заполнение 41-оболочки начинается у элементов редких земель илн так называемых «лантанидов», от церна (Се) н завершается 14-м элементом, .чютецнем (1.ц). Лантаниды обладают совершенно одинаковой внешней электронной структурой 5ззбраЫббе; они отличаются только числом 41'-электронов. Этим и ооъясняется химическое сходство всех редкоземельных элементов. После заполнения 41-обо>>очки происходит дальнейшее заполненяе 5>(-оболочки (для элементов от гафпия (Н1) до золота (Ац) й У золота заполнение 5с(-оболочки завершается за счет одного бз-электрона; а дальше, у ртути замыкается также бь-оболочка.
Начиная от таллия (Т1) происходит заполнение бр-оболочки, которое завершается у последнего элемента шестого периода, радона (1(п). Седьмой период начинается с элемента франция (Гг) и заканчивается искусственно полученным трансурановым 'элементом Лоуренспем (1.ч), с порядковым числом 103, В седьмом периоде, аналогично группе лантапидов шестого периода, появляется новая груп- 186 па так называемая «группа актинидов». Эта группа начинается с тория (Т)>), у которого происходит заполнение е>це незанятой 57"-оболочки. Ход заполнения 51-оболочки совершенно аналогичен таковому 4)-оболочки у лаптанидов.