ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
86
d-ЭЛЕМЕНТЫ
Переходные элементы и их соединения имеют огром-
ное практическое значение. Их химические свойства
сложны и интересны.
Л. Поллинг
Общая характеристика
К d-металлам относят элементы побочных подгрупп (подгрупп Б или вставных
декад), у которых электронная конфигурация валентных подуровней атомов имеет вид:
01012
npd)1n(ns
−
− .
По диаграмме, представленной на
рис. 3, видно, что энергия s-электронов
выше, чем d-подуровня
1
. Поэтому окисление
d-металлов происходит вначале за счет s-
подуровня и, как следствие, многие d-
элементы проявляют ст.ок. (+2).
Иногда за счет стремления атомов к
устойчивой конфигурации
5
d и особенно
10
d происходит «провал» одного s-
электрона на d-подуровень
2
. Например, в
подгруппах меди и хрома, а также для элементов, прилегающих к данным подгруппам.
Причем, если в третьей декаде лишь у Pt, то во второй – у ниобия, рутения и даже родия,
а у палладия имеет место
двойной провал (до конфигурации:
0100
p5d4s5).
Это объясняется
особой устойчивостью электронных конфигураций:
5
d4 и
10
d4
(что видно и по данным табл. 13). Указанная устойчивость обеспечивается
высокой
электронной плотностью кайносимметричного
3
3d-подуровня. Именно эта повышенная
плотность, имеющая, подчеркнем, практически
шаровую симметрию, особенно
«настойчиво диктует»
такую же симметрию и 4d-подуровню (а при конфигурациях
5
d и
10
d подобная симметрия реализуется наиболее полно).
Таблица 13. Энергетические характеристики подгруппы меди
I
1
I
2
I
3
Э
эВ
)sdsd(E
29110
→∆
кДж/моль
)M/M(E
00 +
)M/M(E
0n0 +
n
Cu 7,7 20,3 58,9 263 0,52 0,34 2
Ag 7,6 22,0 52,0 468 0,80 2,80 2
Au 9,2 20,1 43,5 180 1,68 1,50 3
Как следствие повышенной устойчивости
10
d4, для Ag стабильна ст.ок. (+1), в
отличие от Cu и Au, которые (как и Cr) хотя и образуют соединения в
этой ст.ок. в
1
Напомним: заполнение ns-подуровня прежде, чем (n-1)d-орбиталей, (по правилу Клечковского) объясня-
ется высокой шаровой симметрией s-орбиталей [3].
2
Когда заполнены все d-орбитали по одному электрону, или все - по два электрона, то симметрия d-
подуровня близка к шаровой, что и обеспечивает повышенную устойчивость этих электронных конфигура-
ций.
3
Кайносимметричными (что значит, имеющими новую симметрию) называются подуровни, которые запол-
няются электронами впервые: 1s-, 2p-, 3d- и 4f-орбитали, - и поэтому электроны на таких подуровнях осо-
бенно прочно связаны с ядром. Как следствие, радиусы соответствующих орбиталей особенно малы, и по-
тому эти орбитали имеют (сравнительно с аналогичными орбиталями более высокого уровня) очень высо-
кую
электронную плотность.
Рис.3. Энергетическая диаграмма валентного
слоя атома Ti
4p
4s
3d
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- …
- следующая ›
- последняя »
