ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Периодичность свойств химических элементов из "Неорганическая химия 1975" Все свойства элементов, определяемые электронной оболочкой атома, закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. При этом, поскольку в ряду элементов-аналогов электронные структуры сходны, но не тождествен ны, при переходе от одного элемента к другому в группах и подгруппах наблюдается не простое повторение свойств, а их более или менее отчетливо выраженное закономерное изменение. [c.29] Химическая природа элемента обусловливается способностью его атома терять и приобретать электроны. Эта способность может быть количественно оценена энергией ионизации атома и его сродством к электрону. [c.29] Энергия ионизации выражается в кдж г-ат или эв атом. Значения энергии ионизации в эв1атом численно равны потенциалам ионизации в в. [c.29] В табл. 5 приведены значения энергий ионизации для некоторых атомов. [c.29] Из таблицы следует, что энергия ионизации атома сильно зависит от его электронной конфигурации. В частности, законченные слои обнаруживают повышенную устойчивость. Наименьшими значениями энергии ионизации 1 обладают я-элементы первой группы (Ы, На, К). Значение же энергий ионизации 1ц у них резко возрастает, что отвечает удалению электрона из завершенного слоя (пз пр и 2х у Ь1). Аналогично для 5-элементов И группы (Ве, Mg, Са) удалению электрона из завершенного слоя пз пр и у Ве) отвечает резкое повышение энергии ионизации /3. [c.29] Возрастание энергии ионизации при переходе от -элементов I группы к р-элементам VIII группы обусловливается возрастанием эффективного заряда ядра. [c.30] Наряду с резко выраженными максимумами и минимумами кривой энергии ионизации наблюдаются слабо выраженные, что можНо объяснить с помощью двух взаимосвязанных представлений об экранировании заряда ядра и о проникновении электронов к ядру. [c.30] Эффект экранирования заряда ядра обусловлен наличием в атоме между данным электроном и ядром других электронов, которые экранируют, ослабляют воздействие на этот электрон положительного заряда ядра и тем самым ослабляют связь его с ядром. Понятно, что экранирование возрастает с увеличением числа внутренних электронных слоев. [c.30] Концентрация электронной плотности у ядра (степень проникновения электронов) при одном и том же главном квантовом числе наибольшая для -электрона, меньше—для р-электрона, еще меньше— для -электрона и т. д. Например, при /г=3 степень проникновения убывает в последова- тельности 3 3р 3 (см. рис. 9). [c.31] Влияние на прочность связи электронов с ядром оказывает также взаимное отталкивание электронов одного и того же слоя и, в особенности, одной и той же орбитали. [c.32] З -подслоя и стабилизацией электронной пары, проникшей под экран 3 -конфигурации. Значения третьих энергий ионизации (см. табл. 5) также показывают, что наиболее устойчивы конфигурации у Мп и у 2п. [c.32] Уменьшение энергии ионизации в подгруппах 5- и р- элементов объясняется усиливающимся (по мере увеличения числа электронных слоев) экранированием заряда ядра электронами, предшествующими внешним электронам. [c.33] Повышение же энергии ионизации в подгруппах -элементов можно объяснить эффектом проникновения электронов к ядру. Так, если у -элементов 4-го периода 45-электроны попадают под экран 3 Элeктpo-нов, то у элементов 6-го периода бв-электроны попадают уже под двойной экран 5 - и 4/-электронов. Отсюда при переходе от 4-го к 6-му периоду прочность связи внешних з-электронов с ядром повышается, а поэтому и энергия ионизации -элементов возрастает. [c.33] Сродство к электрону может быть выражено в кдж1г-атом или эе/атом. Сродство к электрону численно равно, но противоположно по знаку энергии ионизации отрицательно заряженного иона Э . [c.33] ОТ электронной конфигурации атома, и в характере его изменения с увеличением порядкового номера элемента наблюдается отчетливо выраженная периодичность. Периодическая зависимость сродства к электрону атома от его порядкового номера показана на рис. 14. Сравнение с кривой энергии ионизации показывает, что максимумы и минимумы сродства к электрону смещены по сравнению с энергией ионизации на один элемент влево. [c.33] Как следует из данных табл. 6 и рие. 14, наибольшим сродством к электрону обладают р-элементы VII группы. Наименьшее и даже отрицательное сродство к электрону имеют атомы с конфигурацией 8 (Ве, М , 2п) и 8 р (Ые, Аг, Кг) или с наполовину заполненным р-пвдслоем (Ы, Р, Аз). Это служит дополнительным доказательством повышенной устойчивости указанных электронных конфигураций. [c.34] Выделением энергии сопровождается присоединение одного электрона к атомам кислорода, серы, углерода и некоторым другим. Таким образом, для указанных элементов силы притяжения к ядру дополнительного электрона оказываются большими, чем силы отталкивания между дополнительным электроном и электронной оболочкой атома. [c.34] Присоединение последующих электронов, т. е. двух, трех и более электронов к атому, согласно квантовомеханическим расчетам, невозможно. Поэтому одноатомные (простые) многозарядные анионы (О -, 5 -, Ы -) в свободном состоянии существовать не могут. [c.34] Имеется около 20 шкал электроотрицательности, в основу расчета значений которых положены разные свойства веществ. Значения элек-троотрицательностеи разных шкал отличаются, но относительное расположение элементов в ряду электроотрицательностей примерно одинаково. [c.34] Вернуться к основной статье