Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон - Основы неорганической химии (DJVU) (975556), страница 12
Текст из файла (страница 12)
ГЛАВА З Несколько позже Олред и рахов предложили метод расчета электроотрицательностей, который дает близкую, но не идентичную шкалу (табл. 2.3). Он имеет преимущества, поскольку может быть использован для большего числа элементов. Основа метода состоит в том, что атом притягивает электрон в его валентном слое по закону Кулона (2.9.2) где Е" — эффективный заряд ядра, который действует на электрон, е — заряд самого электрона, а г — средний радиус орбитали, который можно принять равным ковалентному радиусу атома (см. равд.
3.11). Величину ю* можно определить при помощи набора правил, которые уже давно предложены Слетером для расчета того, насколько сильно данный электрон экранирован от зарида ядра всеми другими электронами атома. С использованием этих допущений было получено уравнение (2.9.3) у = 0,359 —, + 0,744. (2.9.3) В нем числовые постоянные подобраны так, чтобы получаемые значения лежали в нужном диапазоне, Значения и качественно меняются различно в зависимости от положения элементов в периодической таблице. Наименее электроотрицателен самый большой нз щелочных металлов — атом цезия, наиболее электроотрицателсн самый небольшой из галогенов — атом фтора.
Электроотрицательности чаще всего используют для определения направления поляризации химических связей. Так, полярности связей С вЂ” Н и Ы вЂ” Н должны быть противоположны, и это следует из отчетливого различия их химических свойств С Н Я Н у 2,5 2,2 1 Д 2,2 — О,З -~-0,4 Нонтропьиые вопросы 1. В эмлссионном спектре атома водорода линии группируются в определенные наборы.
Какие уравнения описывают частоты этих линна в наборах? Чье нмя носит уравнения этого типа? 2, Какие два основных постулата позволили Бору вынести уравнения дли энергии электрона в атоме водоролау 3. Напишите уравнение, связывающее энергию и частоту излучения, и объясните его смысл. Какая постоянная в него входит) 67 СТРОЕНИЕ АТОМА 4. Что означает термия «боровский радиуса? 5.
Что такое уравнение де Бройля для длины волны, связанной с частицей массы т, движущейся со скоростью о? Какое физическое явление впервые прямо доказало, что волновой характер действительно присущ электрону? 6. Установите соотношение между боровской орбитой прм и= 1 н орбиталью с и= 1 в волновой механике для атома водорода. 7.
Определите набор квантовых чисел, которые используются для описания орбитвлей, в укажите, какие значения может принимать каждое из них. 8. Укажите квантовые числа для каждой из следующих орбиталей: 1з, 2з, 2р, 4», 4). 9. Начертите диаграмму для каждой из следующих орбиталей: !з, 2р„, 2р„, гр., 3».ь 3», 3»„„3»ач 3»„* „, 10.
Дайте определение принципу исключения в применении к строению атома. Покажите, как из него следует вывод, что в данном электронном слое может быть лишь два з, шесть р, десять» и четырнадцать )-электронов. 11. Что означает термин «проннкновение» и почему это важно для понимания относительных энергий зч р; »- и )-электронов с одним и тем же главным квантовым числом? 12. Дайте определение каждому из следующих терминов: щелочные металлы, щелочиоземельные металы, галогены, благородные газы, элементы главных груцп, элементы »-блока, элементы Т-блока, лантаиоиды, переходные элементы. 13.
Что такое первое правило Хуида? Покажите, как его можно применить для детального описания электронной конфигурации элементов ог !3 до Не. 14. Почему энтальпия первой ионизации атома кислорода ниже, чем атома азота? 15. Как магнитный момент вещества, содержащего ион с неспаренными электронами (нштример, Сп30, 5Н«0), связан с его магнитной восприимчивостью прн разных температурах, если вещество подчиняется закону Кюри? 16. Как магнитный момент р связан с числом иеспарениых электронов, если магнетизм обусловлен только электронными спинами? Рассчитайте )г для иона с тремя иеслареиными электронами.
17. Р. Малликеи показал, что электроотрицательность связана как с АНвл, так и с ЛНМ,. Какое соотношение ои вывел? 1. Энергетические уровни иона Не+ будут определяться уравнением, подобным уравнению (2.1.!), но при замене 2=1 иа 2=2. Рассчитайте частоты (в см-') для первой и последней линий в каждой из трех серий, соответствующих тем, которые обсуждались для атома водорода.
2. Энтальпия первой ноиизацни атома 1! равна 520 кДж.моль '. Рассчитайтс по этим данным эффективный заряд, который действует на 2з-электрон Сь Почему ои меньше, чем полный заряд ядра 3+? 3 В уравнении де Бройля (2.2.1) обычно используют следуя>щий набор обозначений и их размерностей: А, см; и, г; о, см е — ' и й, г см с-'=(эрг.с-').
Какова длина волны в сантиметрах н ангстремах для: а) электрона, движущегося со скоростью 10' см с-' (скорости, достигаемые в электронном микроскопе)? б) теплового нейтрона в атомном реакторе? Скорость о можно в этом случае вычислить, приняв кинетическую энергию '/зтпз равной значению )«Т при 300 К; в) бейсбольного, или крикетного мяча, пущенного хорошим игроком н летящего со скоростью 10' см с '? 4. Напишите наиболее устойчивые электронные конфигурации для атомов со следующими атомными номерами: 7, 20, 26, 32, 37, 41, 85, 96.
Сколько неспаренных электронов будет содержать каждый из них? Какие магнит- ГЛАВА т иые моменты (в магнетоаах Бора) будет иметь каждый на иих? Какой устойчивый нон с максимальным зарядом каждый на этих атомов мог бы образовать в нормальных химических условиях? 5. Проверьте положение Мааликена о том, что значение х пропорционально — АНвл+АН~»»„ншюльэуя данные для атомов галогеиов. Какой смысл яме. ет отклонение аначеиий $( от наилучшей прямой? Значения АНял нриведеиы в равд.
1.2. Энтальпни 'первой нонизвции (и цДж моль) рваны: 1661 (Р), 1251 (С!), 1!40 (Вг), 1008 (1). 6. Как указано в подписи к рис. 2.1, существуют еше две серии линий в спектре испускания водорода, которые сдвинуты еше дальше в ИК-область спектра. Рассчитайте положение первой линии и предела для каждой из инх. Г цба г Футмввер)цтвв и мвученмю Содержание н цель. В данной главе дан обзор основных фактов н принципов строения атома.
а также введеняе в периодическую таблицу, что необходимо для последующего обсуждения природы овяэн и обшей неорганической химин. Дополнительная литература 1. Аг(огпзол 67., $$ота!и Еергезеп1аИоп о1 ОгЬ!1а1з, 3. Сйет. Еб., 42, 141 (1965).
2. Вег?» )?,' Я., Абч!зогч Соиле!! оп Со!!ейе СЬепбэ!гу Еезоигсе Рарег оп «А(от!с ОгЬг1а!з»ь 'Х СЬып. Еб., 43, 283 (1966): 3, Соаеп I., Виз|агг( Т., А1от!с ОГЬИа1з: $.!тйацопз апд Чаг!аИопэ, 3. СЬев. Еб., 43, 187 (!966). 4. Епсус!ореб!а ВгИаптса, 1968, чо1. 17, р, 616.
Ьаз а йоод ассоип1 о1 дече!ортеп1 о1 (йе рег!об !ачг апд 1аЫе. 5. ОгеепшоогГ У. У., Рг!пс!р!ез о$ А(огпгс ОгЬИа!з, Мопоцгарй 1ог ТеасЬегз 8епез, Ь(о. 8. ТЬе Еоуа! 1пз(йи1е о$ Сйегп!з!гу, $.опбоп, 1966. 6. ОиВ!зт!л Р., ТЬе 81огу о( ()иапйцп МесЬзп!сз, СЬаг!еэ Зсйг!Ьпег'а 8опз, Ь(ам Уогй, 1968. 7. Нозйз(газззг $?.
М. ВеЬач!ог о1 Е!ес1гопз 1п А1огпз, Веп)ат!п, Меп!о Рагй, Са1Е 1964, 8. !ойпзоо В. С„йзйем $?. $?., 8Ьарез о1 А1отз, 3. СЬет. Еб., 42. 145 (1965). 9. Кагр!из М. М., Роыег $?. У., Апнпз апд Мо!еси!еэ: Ап 1п1гобисйоп $ог 81ибепгз о$ РЬуз!са! СЬып!з!гу, Веп!ат!п, Меп!о Раг1«, Са!!1., 1970. 10. Еайомзй! А А, Тйе 81гис!иге о$ А1отз, Ноий)йоп-М1$П!п, Воз1оп, 1964. 11. Олгрг1о Е.
А,, РогГег С. В, Соп1оиг 8иг[асез 1ог А1опис апд Мо1еси!аг ОгЬИа1з, 3. СЬып. Еб., 40, 256 (1963). 12, Рзг(тнпег-Ноутап В., Тйе Ога((са! $?ергеаеп!аИоп о! Нубгойеп-(ййе Риис. Иопз, Л. СЛет. Ед., 46, 428 (1969). 13. Рова?$ $?. Е., ТЬе Р!че Еци(ча!еп1 б-Огййа!з, 3. СЬегп. Еб., 45, 1 (1968).
14. Рг!сз йг. С., Сй!зз!сй 8. 8., $?ооепзг(а1е Т., едз., «??аче Месйап!сз, ТЬе Рпз1 50 Теагз, Вй((егмог(йз, 1973. 15. Рг!!сйогг( Н. О., 8Мппег Н. А., Е!есыопейабчИу Зса1ез, СЬет. Иеч., 55, 745 (1955). Химическая связь 3.1. Введение В данной книге будут рассмотрены три главных типа связей: 1. Ковалентные связи между парами атомов (двухцентровые связи). 2. Делокализованные (многоцентровые) ковалентные связи. 3. Ионные связи.
Два первых типа обсуждаются в данной главе, а ионная связь— в гл. 4. Кроме того, некоторые особые типы связей рассмотрены в других главах. Это металлическая связь (равд. 8.6), водородная связь (разд. 9.3), а также теория поля лигандов (гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
