Неорганическая химия. Часть 1. Теоретические основы химии. Николаева Р.Б. - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

38
Указанный порядок заполнения атомных орбиталей определяет периодиче-
ское
изменение свойств химических элементов и их соединений, а значит, строе-
ние
периодической таблицы Менделеева.
Отметим, что в подгруппах IБ и VIБ этой таблицы (т.е. в побочных подгруппах,
в которые входят d-элементы) происходит «
провал» одного из двух электронов с
ns -орбитали на (n-1)d-подуровень
1
(за счет стремления атомов к симметричным
2
,
а потому и устойчивым, электронным конфигурациям:
10
d и
5
d , соответственно). Как
следствие, например для меди, серебра и золота получены соединения в ст.ок. (+1).
3.4. ИЗМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АТОМОВ В ПЕРИОДАХ
И ПОДГРУППАХ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЫ.
Основными характеристиками атома элемента (кроме заряда его ядра и атом-
ного радиуса) являются потенциал ионизации (I), энергия сродства к электрону (F) и
электроотрицательность (Э.О.), которая может быть рассчитана по формуле Мал-
ликена:
2
FI
.О.Э
+
=
.
3
Потенциал ионизации – это энергия, которая необходима для отрыва наи-
более слабо связанного электрона от нейтрального атома
4
. А энергия, выделяю-
щаяся
в процессе присоединения е к нейтральному атому, называется энергией
сродства к электрону. Если же присоединение е к атому идет с затратой энер-
гии, то величина F в формулу Малликена ставится со знаком минус.
Значение атомного радиуса элементов в периодах слева направо уменьшается
за счет роста заряда ядра, а в подгруппах сверху вниз в основном растет вследствие
увеличения числа электронных уровней.
Значения I, F и Э.О. в периодах, как правило, повышаются (из-за уменьшения
радиуса и роста заряда ядра), а в группах (главных подгруппах) снижаются (как ре-
зультат увеличения радиуса и все большего
экранирования ядра невалентными
электронными уровнями - ЭЯНЭУ).
Отметим, что вследствие
особой устойчивости электронной конфигурации
3
p
(имеющей почти
шаровую симметрию) значения потенциала ионизации элементов
VA-группы
выше, чем у элементов VIA-группы, а величина F - ниже. Как результат
1
«Провалы» наблюдаются и у некоторых других d-элементов, а в случае атома палладия имеет место
даже «двойной провал», т.е. переход двух электронов с 5s-орбитали на 4d-подуровень [8].
2
Стремление атомов к симметричной конфигурации объясняется тем, что сферическое поле поло-
жительно заряженного ядра создает условия для симметричного (шарового) распределения элек-
тронной плотности в атоме. Поэтому-то s-орбитали имеют сферическую форму и, как следствие,
они (через проявление межэлектронного отталкивания) «диктуют» («помогая» ядру) аналогичное
распределение электронной плотности на других подуровнях.
Отметим,
что именно отклонение от шаровой симметрии в случае p-, d- (и т.д.) орбиталей делает их
более высокими по энергии, по сравнению с s-орбиталью данного уровня. Однако совокупность всех
орбиталей каждого подуровня близка к шаровой симметрии; и стремление к ней обеспечивает
«провалы» электронов, а также является еще одной причиной для выполнения правила
Гунда.
3
Полинг при создании шкалы относительных значений Э.О. элементов электроотрицательность ли-
тия принял равной единице, Э.О. фтора – четырем, таким образом, Э.О. каждого элемента 2-го пе-
риода отличается от Э.О. соседних элементов на 0,5.
4
Это определение первого потенциала ионизации атома; второй потенциал – это энергия, необходи-
мая для отрыва наиболее слабо связанного электрона от атома, имеющего заряд (+1); и т.д.

Страницы