Строение атома и периодическая система элементов. Хови А.М. - 48 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

48
Ýòî íàãëÿäíî ïðåäñòàâëåíî ãðàôèêîì (ðèñ.37), ãäå ïðèâåäåíû âåëè-
÷èíû ýíåðãèé èîíèçàöèè ðÿäà ýëåìåíòîâ îò âîäîðîäà äî íàòðèÿ. Îáðà-
ùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå çíà÷åíèå ýíåðãèè èîíèçàöèè àòîìà âîäîðîäà: îíà
âûøå, ÷åì ó âñåõ îñòàëüíûõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ïåðâîé ãðóïïû, ó êîòî-
ðûõ åäèíñòâåííûé âàëåíòíûé ýëåêòðîí ýêðàíèðîâàí âíóòðåííèìè îáî-
ëî÷êàìè.  àòîìå âîäîðîäà òàêîå ýêðàíèðîâàíèå îòñóòñòâóåò, ÷òî è
ïðèâîäèò ê âûñîêîìó çíà÷åíèþ ýíåðãèè èîíèçàöèè.
Çíà÷èòåëüíûé ðîñò ýíåðãèè èîíèçàöèè ó ãåëèÿ âûçâàí òåì, ÷òî îáà ýëåê-
òðîíà íàõîäÿòñÿ â îäíîé êâàíòîâîé ÿ÷åéêå, ÷òî ñòàáèëèçèðóåò ýíåðãåòè÷åñ-
êîå ñîñòîÿíèå îáîèõ âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ.  ùåëî÷íûõ ìåòàëëàõ, êàê óæå
óïîìèíàëîñü, âàëåíòíûé s-ýëåêòðîí õîðîøî ýêðàíèðîâàí âíóòðåííèìè ýëåê-
òðîííûìè ñëîÿìè, îòêóäà è ðåçêîå óìåíüøåíèå ýíåðãèè èîíèçàöèè.
Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå òàêæå íåìîíîòîííîñòü âîçðàñòàíèÿ ýíåð-
ãèè èîíèçàöèè âî âòîðîì ïåðèîäå (îò Li äî Ne). Òàê, ó áîðà íàáëþäàåòñÿ
íåêîòîðîå ïàäåíèå ýíåðãèè èîíèçàöèè, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ âïåðâûå ïîÿâèâ-
øåìñÿ ð-ýëåêòðîíîì, (òàêîé ýëåêòðîí íàçûâàåòñÿ êàéíîñèììåòðè÷íûì),
êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ óæå áîëåå óäàëåííûì îò ÿäðà è õîðîøî ýêðàíèðóåòñÿ
äâóìÿ âíóòðåííèìè ñëîÿìè (1s
2
è 2s
2
). Äàëåå íàáëþäàåòñÿ åùå îäèí ñïàä
âåëè÷èíû ýíåðãèè èîíèçàöèè  ó êèñëîðîäà. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ ïåðåõîäîì
îò ñòàáèëüíîé êîíôèãóðàöèè ð
3
 ó àçîòà, ê ìåíåå ñòàáèëüíîé ð
4
 ó êèñ-
ëîðîäà. ×åòâåðòûé ð-ýëåêòðîí ïîïàäàåò óæå â çàñåëåííóþ îäíèì ýëåêò-
ðîíîì ð-ÿ÷åéêó è óìåíüøàåò ýíåðãåòè÷åñêóþ ñòàáèëüíîñòü àòîìà
(ýëåêòðîíû ñ àíòèïàðàëëåëüíûìè ñïèíàìè õàðàêòåðèçóþòñÿ âçàèìíûì
Ðèñ. 37 Çàâèñèìîñòü ýíåðãèè èîíèçàöèè îò ïîðÿäêîâîãî íîìåðà
ýëåìåíòà â ðÿäó îò H äî Na.
     Ðèñ. 37 Çàâèñèìîñòü ýíåðãèè èîíèçàöèè îò ïîðÿäêîâîãî íîìåðà
                     ýëåìåíòà â ðÿäó îò H äî Na.
   Ýòî íàãëÿäíî ïðåäñòàâëåíî ãðàôèêîì (ðèñ.37), ãäå ïðèâåäåíû âåëè-
÷èíû ýíåðãèé èîíèçàöèè ðÿäà ýëåìåíòîâ îò âîäîðîäà äî íàòðèÿ. Îáðà-
ùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå çíà÷åíèå ýíåðãèè èîíèçàöèè àòîìà âîäîðîäà: îíà
âûøå, ÷åì ó âñåõ îñòàëüíûõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ïåðâîé ãðóïïû, ó êîòî-
ðûõ åäèíñòâåííûé âàëåíòíûé ýëåêòðîí ýêðàíèðîâàí âíóòðåííèìè îáî-
ëî÷êàìè.  àòîìå âîäîðîäà òàêîå ýêðàíèðîâàíèå îòñóòñòâóåò, ÷òî è
ïðèâîäèò ê âûñîêîìó çíà÷åíèþ ýíåðãèè èîíèçàöèè.
   Çíà÷èòåëüíûé ðîñò ýíåðãèè èîíèçàöèè ó ãåëèÿ âûçâàí òåì, ÷òî îáà ýëåê-
òðîíà íàõîäÿòñÿ â îäíîé êâàíòîâîé ÿ÷åéêå, ÷òî ñòàáèëèçèðóåò ýíåðãåòè÷åñ-
êîå ñîñòîÿíèå îáîèõ âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ.  ùåëî÷íûõ ìåòàëëàõ, êàê óæå
óïîìèíàëîñü, âàëåíòíûé s-ýëåêòðîí õîðîøî ýêðàíèðîâàí âíóòðåííèìè ýëåê-
òðîííûìè ñëîÿìè, îòêóäà è ðåçêîå óìåíüøåíèå ýíåðãèè èîíèçàöèè.
   Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå òàêæå íåìîíîòîííîñòü âîçðàñòàíèÿ ýíåð-
ãèè èîíèçàöèè âî âòîðîì ïåðèîäå (îò Li äî Ne). Òàê, ó áîðà íàáëþäàåòñÿ
íåêîòîðîå ïàäåíèå ýíåðãèè èîíèçàöèè, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ âïåðâûå ïîÿâèâ-
øåìñÿ ð-ýëåêòðîíîì, (òàêîé ýëåêòðîí íàçûâàåòñÿ êàéíîñèììåòðè÷íûì),
êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ óæå áîëåå óäàëåííûì îò ÿäðà è õîðîøî ýêðàíèðóåòñÿ
äâóìÿ âíóòðåííèìè ñëîÿìè (1s2 è 2s2). Äàëåå íàáëþäàåòñÿ åùå îäèí ñïàä
âåëè÷èíû ýíåðãèè èîíèçàöèè – ó êèñëîðîäà. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ ïåðåõîäîì
îò ñòàáèëüíîé êîíôèãóðàöèè ð3 – ó àçîòà, ê ìåíåå ñòàáèëüíîé ð4 – ó êèñ-
ëîðîäà. ×åòâåðòûé ð-ýëåêòðîí ïîïàäàåò óæå â çàñåëåííóþ îäíèì ýëåêò-
ðîíîì ð-ÿ÷åéêó è óìåíüøàåò ýíåðãåòè÷åñêóþ ñòàáèëüíîñòü àòîìà
(ýëåêòðîíû ñ àíòèïàðàëëåëüíûìè ñïèíàìè õàðàêòåðèçóþòñÿ âçàèìíûì

48