ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аналитические классификации катионов и периодическая система элементов Д. И. Менделеева из "Аналитическая химия Издание 2" Аналитическая классификация катионов, сложившаяся на основе многолетних лабораторных исследований, долгое время считалась условной. Один из основоположников системы — И. А. Меншуткин считал созданную им сульфидную систему искусственной, построенной на свойствах и реакциях некоторых химических соединений, применяемых в анализе Зарубежные школы химиков также рассматривали аналитическую классификацию как чисто условную группировку, основанную на специфической растворимости солей, не связанную с классификацией общих химических свойств элементов . [c.17] На форзаце приведена перисдическая система Д. И. Менделеева. В электронной конфигурации похазан подуровень, на котором согласно правилу Хунда и правилам В. М. Клечковского размещается электрон, завершающий строение нейтрального атома, обладающего наименьщей возможной энергией. [c.18] По правилу Хунда устойчивому состоянию атома соответствует такое распределение электронов в пределах энергетического подуровня, при котором абсолютное значение с/ммарного спина атома максимально. Анализ атомных спектров элементов показывает, что орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному, а затем по второму электрону. При этом электроны с противоположными спинами спариваются, образуя электронное облако, и тогда их суммарный спин становится равным нулю. Следовательно, максимальное значение суммарного спина атома соответствует наибольшему числу неспаренных электронов, имеющих одинаковый спин. [c.18] Правило Хунда не запрещает другого распределения электронов в пределах подуровня. Оно лишь утверждает, что максимальное значение суммарного спина атома соответствует устойчивому, т. е. невозбужденному, состоянию, в котором атом обладает наименьшей возможной энергией. [c.18] Энергия электрона в многоэлектронном атоме определяется значениями не только главного, но и орбитального квантового числа. Зависимость энергии электрона от главного и орбитального квантовых чисел была исследована советским ученым В. М. Клечков-ским, который установил, что энергия электрона возрастает по мере увеличения суммы этих двух квантовых чисел, т. е. величины (п+0- Он сформулировал два правила. Первое — при увеличении заряда ядра атома последовательное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы главного и орбитального квантовых чисел (л+/) к орбиталям с большим значением этой суммы. Второе правило утверждает, что при одинаковых значениях суммы (л+0 заполнение орбиталей происходит последовательно в направлении возрастания значения квантового числа п. [c.18] Такой же повышенной энергетической устойчивостью обладают и электронные конфигурации с ровно наполовину заполненным подуровнем. Этим объясняется провал одного 45-электрона в атоме хрома на Зй-подуровень, в результате которого атом хрома приобретает устойчивую электронную структуру 15 2х 2р 3х Зр Зс/М5 с ровно наполовину заполненным З -подуровнем. Аналогичный провал бх-электрона на 4с -подуровень происходит и в атоме молибдена. Такие же провалы имеют место и в aтo ax ниобия, рутения, родия, палладия и платины. [c.19] Как известно из курса неорганической химии, химические и хиьико-аналитические свойства атомов элементов и их ионов зависят от следующих факторов от электронной конфигурации атомов и их ионов, от заряда и радиуса иона, от ионного потенциала и потенциала ионизации, от окислительно-восстановительного потенциала, от основности, амфотерности и кислотности анализируемого вещества, от способности образовывать комплексы, от поляризуемости ионов и их способности вызывать поляризацию других ионов, от pH раствора. [c.19] Элементы характеризуются четырьмя типами электронных подуровней -элементы (5 — 5 ), р-элементы (р1 — р 3) ( -элементы (с — /-элементы / — Р ). Элементы с одинаковым числом электронов на разных подуровнях обладают близкими химико-аналитическими свойствами, что и используется в анализе. Например, СиЗ , А 4с/ о, Аи5й осаждаются хлороводородной кислотой и в виде хлоридов отделяются от остальных катионов. [c.19] Одной из важнейших химико-аналитических характеристик ионов является ионный потенциал Р =2//- , где 2 — заряд иона, а Г — ионный радиус. Ионным потенциалом называется отношение числа электрических зарядов иона к ионному радиусу, что характеризует плотность заряда. [c.19] Блок нашла, что если ионный потенциал меньше 4, то гидроксид — основание, при P , равном 4 — 6, гидроксид ам4юте-)ен, если же ионный потенциал больше 6, гидроксид — кислота. 1онный потенциал находится делением заряда иона на ионный радиус. [c.19] Для вычисления lg -Г нужно знать потенциал ионизации, выражаемый в электрон-вольтах, и ионный радиус, выражаемый в нанометрах. [c.20] Потенциал ионизации характеризует способность нейтрального атома терять часть своих электронов. Он измеряется энергией, необходимой для отрыва электрона от атома или иона, и количественно характеризует прочность связи данного электрона с атомом. Особенно характерны первые потенциалы ионизации, отвечающие отщеплению первого электрона от нейтрального атома. Чем меньще потенциал ионизации, тем легче атом теряет электрон. Потенциал ионизации химических элементов находится в периодической зависимости от заряда ядра атома. [c.20] У атомов одной и той же подгруппы периодической системы с увеличением порядкового номера элемента и заряда ядра атома потенциал ионизации уменьшается, что свидетельствует об усилении металлических и ослаблении неметаллических свойств. Эта закономерность связана с возрастанием радиусов атомов и умень-щением эффективного заряда ядра вследствие увеличения числа промежуточных электронных слоев, расположенных между ядром атома и внешними электронами. Следовательно, удаление внешних электронов от ядра и уменьшение его эффективного заряда приводит к ослаблению связи внешних электронов с ядром и к уменьшению потенциала ионизации (табл. 4). [c.20] При вычислении lgберут первый потенциал ионизации щелочных металлов, второй потенциал щелочноземельных металлов и третий потенциал ионизации металлов, образующих полуторные оксиды (А1, 1п, Сг, Ре и т. д.). [c.20] По данным Ф. М. Шемякина, произведение квадрата суммы потенциалов ионизации на ионный радиус есть величина постоянная (табл. 5). [c.21] Ознакомивщись с основными химико-аналитическими характеристиками атомов и их ионов, рассмотрим состав и основные особенности катионов аналитических групп кислотно-щелочной системы анализа. [c.21] Сам же ион натрия осаждается действием антимоната калия К[5Ь(ОН)б1 с образованием белого кристаллического осадка Ыа[5Ь(0Н)в] или же в виде смешанного уранил-ацетата натрия-цинка Ыа2п(и02)з (СНзСОО)9- 6Н2О, выпадающего в виде светло-желтого осадка. [c.22] К первой аналитической группе катионов относится также катион аммония ЫН который по ионному радиусу занимает промежуточное положение между и и вступает в реакции с реагентами на ион К . [c.22] Сз и Рг она осаждается общими реагентами Ыад[Со(Ы02)б] или же ЫаНС4Н40б вторая подгруппа Ыа ) общего реагента не имеет. [c.22] Вернуться к основной статье