Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 74 стр.

электронов может вызвать перемену взаимного расположения            слою, являются незначительными, поэтому отделение соеди-
этих уровней. «Провал» электрона в атоме хрома приводит к           нений этих элементов друг от друга представляет очень сложную
конфигурации d 5 , а у меди – к полному укомплектованию d-          технологическую задачу.
                                                                         У лантаноидов наблюдается уменьшение радиусов ионов с
оболочки, т.е. к конфигурации d 10 . Аналогичная неравномер-
ность в застройке d- и f-оболочек наблюдается и в следующих         ростом порядкового номера элементов ( rCe 3+ = 1,07 A , а
периодах.                                                           rLu 3+ = 0,85 A ). Поскольку в ионах лантаноидов число электрон-
      3. Во вторых побочных подгруппах – подгруппе лантанои-
                                                                    ных слоев одинаково, а увеличение заряда ядра усиливает притя-
дов 58(Ce)-71(Lu) и подгруппе актиноидов 90(Th)-103(Lr) проис-
                                                                    жение электронов к ядру, то вследствие этого уменьшается ради-
ходит заполнение ( n − 2 ) f-оболочек – соответственно 4f- и 5f –   ус ионов. Эта закономерность называется лантаноидным сжати-
оболочек, поэтому эти элементы называют f–элементами.               ем.
      Указанные особенности электронного строения определяют              5. По многим свойствам похожи друг на друга и актинои-
основные закономерности изменения свойств элементов в перио-        ды, в атомах которых застраивается f-оболочка, принадлежащая
дической системе.                                                   также к третьему снаружи слою. Различия в свойствах у актинои-
      Для того чтобы ясно представить эти закономерности,           дов более значительны, чем у лантаноидов, так как застраиваю-
нужно иметь в виду, что изменение энергии внешних электронов,       щаяся в их атомах 5f-оболочка находится дальше от ядра, чем 4f-
обуславливающих химические свойства элемента, при переходе          оболочка лантаноидов, т.е. является более внешней, чем у ланта-
от данного слоя к следующему с ростом n уменьшается.                ноидов.
      1. Элементы первого периода – водород и гелий, в атомах
которых заполняется первый электронный слой, по многим свой-                6.4. Энергетические характеристики атомов –
ствам являются уникальными; некоторые их свойства не встре-                   энергия ионизации и сродство к электрону
чаются ни у одного другого элемента (свойства иона H + , свойст-
ва жидкого гелия и т.д.).                                                  Поведение атомов в химических процессах в значительной
      2. Элементы второго периода, в атомах которых заполняет-      мере зависит от того, насколько прочно их электроны удержива-
ся второй электронный слой, сильно отличаются от всех других        ются на своих орбиталях. Тем самым очень важной характери-
элементов. Это объясняется тем, что энергия электронов во вто-      стикой атомов является энергия ионизации.
ром слое значительно ниже энергии электронов в последующих                 Энергия ионизации – это энергия, которую необходимо за-
слоях, и тем, что во втором слое не может находиться более 8        тратить для отрыва электрона от атома, находящегося в нор-
электронов.                                                         мальном состоянии. Энергия ионизации обычно выражается в
      3. Элементы вставных декад, в атомах которых запол-           электрон-вольтах (эВ) или в кДж/моль; ее часто называют потен-
няются внутренние d-оболочки, значительно меньше отличаются         циалом ионизации, имея в виду разность потенциалов (выражен-
друг от друга (по данному периоду), чем элементы главных под-       ную в вольтах), под действием которой электрон приобретает
групп, у которых застраиваются внешние электронные слои.            энергию, равную энергии ионизации.
      4. Различия в свойствах лантаноидов, в атомах которых за-            Для многоэлектронных атомов существует несколько энер-
страивается f-оболочка, принадлежащая к третьему снаружи            гий ионизаций I1 , I 2 ... , соответствующих отрыву первого, второ-
                                                                    го и т.д. электронов, при этом всегда

                                                                                                   145
                              144