ВУЗ:
Составители:
Расчеты показывают, что с ростом атомного номера оболочки запол-
няются в следующем порядке: 1s, 1s
2
(соответственно H и He — пер-
вый период таблицы Менделеева); [He]2s, [He]2s
2
2p – [He]2s
2
2p
6
≡ [Ne]
(второй период таблицы Менделеева — от Li до Ne; квадратные скоб-
ки означают конфигурацию соответствующего атома); [Ne]3s, [Ne]3s
2
,
[Ne]3s
2
3p – [Ne]3s
2
3p
6
≡ [Ar] (третий период — от Na до Ar). Отчетли-
во видна периодичность в порядке заполнения внешних подоболочек.
Поскольку химические свойства элементов обусловлены исключитель-
но конфигурацией внешних (валентных) электронов, эти свойства тоже
будут периодически повторяться с ростом атомного номера, а значит,
и полного числа электронов. Таким образом, квантовая механика да-
ет теоретическое объяснение периодического закона, установленного
Д.И. Менделеевым из анализа эмпирических фактов.
Атомы с одинаковыми конфигурациями внешних подоболочек об-
разуют группу периодической системы (столбец таблицы). Элементы
из одной группы обладают схожими химическими свойствами. Пере-
числим особенности некоторых групп.
Первая группа — это щелочные металлы (Li, Na, K, . . .). Их атомы
имеют один s-электрон сверх атомного остова, состоящего только из
заполненных оболочек. Во всем периоде (строке таблицы) такой атом
имеет максимальный радиус и минимальный первый потенциал иони-
зации. В химических реакциях валентный электрон атома щелочно-
го металла легко отдается другим атомам. Поэтому элементы первой
группы обладают наиболее выраженными восстановительными («ме-
таллическими») свойствами. К первой группе формально можно отне-
сти и водород.
Вторая группа — это щелочноземельные элементы (Be, Mg, Ca,
. . . ). Они имеют замкнутую внешнюю подоболочку ns
2
сверх замкну-
того остова. По сравнению со щелочными элементами их потенциалы
ионизации выше, что приводит к несколько меньшей реакционной спо-
собности.
С ростом номера группы внутри периода уменьшается радиус атома
и увеличивается потенциал ионизации. Заметим также, что нейтраль-
ный атом может связываться с электроном, образуя отрицательный
ион. Энергия такой связи называется сродством к электрону. С увели-
чением номера группы возрастает также и сродство к электрону.
Элементы седьмой группы, или галогены (F, Cl, Br, I, . . . ), по сво-
им свойствам противоположны щелочным элементам. Конфигурация
валентных электронов ns
2
np
5
. До замкнутой оболочки им не хватает
лишь одного электрона. Поэтому среди атомов данного периода срод-
ство к электрону у галогена будет максимальным, а свойства — окисли-
тельными («неметаллическими»). Напомним, что галогены — сильные
50
Расчеты показывают, что с ростом атомного номера оболочки запол- няются в следующем порядке: 1s, 1s2 (соответственно H и He — пер- вый период таблицы Менделеева); [He]2s, [He]2s2 2p – [He]2s2 2p6 ≡ [Ne] (второй период таблицы Менделеева — от Li до Ne; квадратные скоб- ки означают конфигурацию соответствующего атома); [Ne]3s, [Ne]3s2 , [Ne]3s2 3p – [Ne]3s2 3p6 ≡ [Ar] (третий период — от Na до Ar). Отчетли- во видна периодичность в порядке заполнения внешних подоболочек. Поскольку химические свойства элементов обусловлены исключитель- но конфигурацией внешних (валентных) электронов, эти свойства тоже будут периодически повторяться с ростом атомного номера, а значит, и полного числа электронов. Таким образом, квантовая механика да- ет теоретическое объяснение периодического закона, установленного Д.И. Менделеевым из анализа эмпирических фактов. Атомы с одинаковыми конфигурациями внешних подоболочек об- разуют группу периодической системы (столбец таблицы). Элементы из одной группы обладают схожими химическими свойствами. Пере- числим особенности некоторых групп. Первая группа — это щелочные металлы (Li, Na, K, . . .). Их атомы имеют один s-электрон сверх атомного остова, состоящего только из заполненных оболочек. Во всем периоде (строке таблицы) такой атом имеет максимальный радиус и минимальный первый потенциал иони- зации. В химических реакциях валентный электрон атома щелочно- го металла легко отдается другим атомам. Поэтому элементы первой группы обладают наиболее выраженными восстановительными («ме- таллическими») свойствами. К первой группе формально можно отне- сти и водород. Вторая группа — это щелочноземельные элементы (Be, Mg, Ca, . . . ). Они имеют замкнутую внешнюю подоболочку ns2 сверх замкну- того остова. По сравнению со щелочными элементами их потенциалы ионизации выше, что приводит к несколько меньшей реакционной спо- собности. С ростом номера группы внутри периода уменьшается радиус атома и увеличивается потенциал ионизации. Заметим также, что нейтраль- ный атом может связываться с электроном, образуя отрицательный ион. Энергия такой связи называется сродством к электрону. С увели- чением номера группы возрастает также и сродство к электрону. Элементы седьмой группы, или галогены (F, Cl, Br, I, . . . ), по сво- им свойствам противоположны щелочным элементам. Конфигурация валентных электронов ns2 np5 . До замкнутой оболочки им не хватает лишь одного электрона. Поэтому среди атомов данного периода срод- ство к электрону у галогена будет максимальным, а свойства — окисли- тельными («неметаллическими»). Напомним, что галогены — сильные 50
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- …
- следующая ›
- последняя »