ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Периодичность физических свойств из "Курс неорганической химии" Атомные объемы. Атомным объемом называется произведение атомного веса на удельный объем, или частное от деления атомного веса на плотность. [c.34] Ввиду того что атомный вес является величиной безразмерной, атомный объем имеет размерность см -г . [c.34] Это выражение называется атомным объемом потому, что оно дает относительную (приблизительную) меру пространства, занимаемого атомами. [c.35] Так как удельный объем вещества является объемом, занимаемым 1 г этого вещества, то атомный объем, как следует из его определения, будет тем объемом, который занимает 1 г-атом данного вещества. Далее, так как в 1 г-атоме любого вещества содержится одно и то же число атомов, то если бы атомы всех веществ имели одинаковое расположение и заполняли одинаковые части занимаемого веществом пространства, атомные объемы различных веществ должны были бы находиться в том же соотношении, как и пространства, реально занимаемые самими атомами этих веществ. Так как это в действительности в строгом смысле не имеет места, то атомные объемы выражают это соотнощение лишь приблиаительно. [c.35] Атомные объемы являются периодической функцией порядкового ножра. [c.35] Справедливость этого закона, установленного впервые в 1870 г. Лотаром Мейером (причем им была установлена зависимость между атомным объемом и атомным весом), видна из рассмотрения кривой рис. 2. По оси абсцисс отложены порядковые числа. [c.35] Порядковый номер Рис. 2. Кривая атомных объемов. [c.35] Сжимаемость, по-видимому, зависит от атомного объема. Поэтому и ее величину можно представить в виде периодической функции от. порядковых чисел. [c.35] Кажущиеся атомные и ионные радиусы. Объемы, занимаемые атомами элементарных веществ в кристаллическом состоянии, в настоящее время удается определить значительно точнее, чем это допускает расчет по упомянутой функции атомных объемов . Это можно сделать измерениями (о которых подробнее будет сказано ниже) со значительной точностью расстояний между центрами атомов в кристаллах. Если теперь представить себе, что вокруг центров атомов описаны шаровые поверхности так, чтобы они соприкасались друг с другом, то, согласно Брэггу и Гольдшмидту, радиусы этих шаров следует назвать кажущимися атомными радиусами. Это имеет силу для того случая, когда кристаллы, как, например, кристаллы элементарных веществ, построены из незаряженных атомов. Для веществ, построенных из электрически заряженных атомов (ионов), аналогичным образом получим кажущиеся ионные радиусы. В последнем случае, определяя расстояние между центрами атомов, сначала получим только сумму кажущихся ионных радиусов. Если, однако, удается каким-либо путем найти величину одного из этих ионных радиусов, то другой определяется простым вычитанием известной величины из всего расстояния между центрами ионов. Полученную величину можно вновь использовать для определения радиуса какого-нибудь другого элемента, образующего с данным ионом-известного радиуса кристаллическое соединение и т. д. В 1926 г. Гольдшмидт доказал, что для некоторых ионов получается в общем лишь с очень небольшими колебаниями одна и та же величина радиуса при определениях ее в кристаллах самых разнообразных соединений. При этом, однако, сравнимы только соединения, кристаллизующиеся в определенных структурных типах, которые Гольдшмидт назвал коммензуралъными (соизмеримыми) типами. (Подробнее об этом см. т. II.) Для коммензу ральных типов, однако, для величины кажущегося радиуса определенного иона независимо от вида соединения всегда получается приблизительно одно и то же значение. Так, величины, получаемые для кажущихся радиусов ионов щелочноземельных металлов, почти (существенно) не зависят от того, вычислены ли они из данных измерений кристаллов фторидов, хлоридов или окислов. [c.36] На рис. 3 показано изменение величины гольдшмидтовских кажущихся атомных и ионных радиусов в зависимости от порядкового номера. [c.36] Как ввдно из рисунка, кривая атомных радиусов аналогична кривой атомных объемов, однако она точнее передает соотношения, так как в ней отсутствуют неправильности, вызываемые различиями в структуре. Подобную же кривую образуют и ионные радиусы. Из рисунка также видно, что радиусы положительных ионов меньше, а отрицательных — больше, чем радиусы нейтральных атомов. [c.38] В случае элементов главных подгрупп периодической системы, как показывает рис. 3, происходит параллельное изменение атомных и ионных радиусов. Радиусы положительных ионов этих элементов в общем на 0,7—0,9 А меньше, а отрицательных— на столько же больше, чем радиусы нейтральных атомов. [c.38] Потенциалы ионизации. Периодичность потенциалов ионизации также находится в тесной связи с периодичностью свойств. [c.38] Периодичность потенциалов ионизации. [c.38] На рис. 4 приведена зависимость потенциалов ионизации первого электрона от порядкового номера важнейших элементов, т. е. величины напряжения, необходимого для перевода свободных атомов соответствующих элементов в однозарядные положительные свободные ионы. Периодичность проявляется здесь очень явно. Щелочные металлы, как правило, занимают наиболее низкие места на кривой, а инертные газы размещаются на ее вершинах. Почти все элементы-аналоги соединены, как и на рис. 2, пунктирными линиями (см. также стр. 138). [c.39] Другие физические свойства. Многие другие физические свойства элементов можно представить как периодические функции порядковых номеров, например точки плавления и кипения элементов, структура кристаллов и магнитная восприимчивость. [c.39] Все элементы, обладающие способностью в виде ионов или в виде гете-рополярных соединений проявлять парамагнитные свойства, находятся в побочных подгруппах периодической системы или среди лантанидов или трансурановых элементов. [c.39] Также и в способности элементов к образованию окрашенных ионов наблюдается периодический характер все элементы, способные образовывать окрашенные элементарные электролитические ионы, находятся в побочных подгруппах периодической системы или среди лантанидов или трансуранов. [c.39] Вернуться к основной статье