ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Периодический закон и система химических элементов Д. И. Менделеева из "Общая химия ( издание 3 )" Открытие периодического закона и ныне является одним из краеугольных камней всей современной химии. Д. И. Менделеев своим открытием констатировал факт периодических изменений свойств элементов, однако причина этого ему была пеизЕестиа. Эгу причину он искал, найти ее он как бы завещал своим последователям и потомкам. В настоящее время можтю сказать, что современная квантовая механика в основном дает ответ на поставленный вопрос. [c.52] Важно отметить, что Д. И. Менделеев не знал о заряде ядра и тем не менее, расположив элементы по их химическим свойствам, не сделал при этом ни одной ошибки и с позиций соВ еменной атолпюй физики. [c.53] Одной из важнейших предпосылок построения рациональной системы химических элементов является правильное реп1е-нме вопроса о закономерностях последовательной застройки энергетических уровней и подуровней электронами — по мере увеличения их числа с ростом величины 2 элемента. [c.54] На основе рисунка 4-1 составлен рисунок 4-2. Он иллюстрирует механизм возникновения периодов в системе Д. И. Менделеева — последовательность застройки электронами энергетических уровней и подуровней в оболочках атомов элементов, образующих данный период. [c.54] Коэффициенты при буквенных обозначениях подуровней указывают на главные квантовые числа соответствующих уровней, прочеркнутые графы — на отсутствие соответствующих подуровней на данном уровне. Очередные номера позиций ( шагов ) на рисунке 4-2 те же, что и на рисунке 4-1. Они приведены в верхней части каждой клетки, символизирующей энергетический подуровень. Подуровни, постепенно формирующие данный период, соединены стрелками. Кроме того, они и маркированы одинаково. Электронная емкость подуровней указана в верхней части таблицы в квадратных скобках при их буквенных обозначениях (т. е. при 5, р, й и /). [c.54] Мы видим, что число электронов на данном энергетическом уровне подчиняется формуле 2п только для первых четырех уровней . Причина в оболочках атомов ныне известных элементов фактически застраиваются не все теоретически возможные подуровни. Например, уровень с п = 5 включает пять подуровней 5, р, с1, I и g (отвечающие им побочные квантовые числа / = О, 1, 2, 3 и 4). [c.55] В формуле п — номер периода (т. е. п = п р). [c.56] Формула (4-1) отвечает двукратной повторности чисел элементов по периодам, что характерно для всей системы Менделеева в целом. Пользуясь формулой, это легко проверить путем подсчета чисел элементов для двух смежных периодов одного четного и другого — нечетного. Соответствующие данные для всех периодов приведены в таблице 4-1. [c.56] Замечания к та б л и и, е. 1. В таблицу 4-1 (также и в рис. [c.56] Теперь мы можем сделать следующие важные выводы, которые необходимо одновременно проследить по рисунку 4-2 и таблице 4-1. [c.57] Имеются н другие различия, закономерно развивающиеся по периодам и группам элементов в системе Менделеева. [c.57] Вертикальные черточки показывают, что здесь имеются в виду только числовые величины. [c.57] В этой формуле коэффициенты (главные квантовые числа) для данных энергетических подуровней минимальны, а верхние индексы (электроноемкости подуровней) максимальны. Например, конфигурации 4 d и 5р реально возможны, а конфигурации 5р и 3/1 нереальны. [c.58] В формуле п — номер данного квантового энергетического уровня (т. е. п = п = onst этого уровня). [c.58] В таблицах Менделеева обычно дается структура электронных оболочек атомов элементов суммарно по квантовым энергетическим уровням (т. е. по электронным слоям). Тогда, пользуясь формулой (4-3), легко представить полную электронную структуру оболочки атома по уровням и подуровням в целом. [c.58] Пример. Структура оболочки атома железа (Fe, Z = 26) по электронным слоям, начиная от уровня К = 1), следующая 2 8 14 2. Представить электронную формулу элемента. [c.58] Искомая формула Is-2s-2p 3s-3p 3ti 4s-. [c.58] В этой формуле п — номер рассматриваемого периода п = п р), через которьп выражены квантовые числа соответствующих подуровней. [c.59] Вернуться к основной статье