ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Периодическая таблица из "Химическая связь" Периодическая таблица представляет собой одно из выдаю-щихся систематизирующих достижений в физике. Среди прИ мерно ста элементов есть группы, имеющие очень близкие хи-мические и физические свойства галогены Р, С1, Вг, I и щелоч-ные металлы Ы, На, К, КЬ, Сз служат типичными примерами таких групп. В середине XIX в. было предпринято много попыток выявить тот признак элементов, на основании которого можно было бы естественным образом распределить их по группам с одинаковыми свойствами. Эта задача была решена Д. И. Менделеевым, указавшим в 1869 г., что физические и химические свойства элементов и их соединений периодически зависят от их атомных весов. [c.50] На основе этой классификации Менделеев смог постулировать существование некоторых неизвестных в то время элементов, например Се, и предсказать их свойства, что подтвердилось впоследствии с замечательной точностью. За исключением замены атомного веса атомным номером (зарядом ядра) в качестве принципа построения и включения новых элементов, современная периодическая таблица по существу та же, что и предложенная Менделеевым. Современная ее форма приведена в виде табл. 4.1. В ней элементы расположены в порядке увеличения атомных номеров слева направо и сверху вниз. [c.50] Первое удовлетворительное объяснение периодической таблицы на основе электронной теории атома было дано Бором в 1921 г. Он ввел концепцию, которая теперь известна как принцип заполнения . [c.50] Этот принцип утверждает, что электронная структура определенного элемента формируется из электронной структуры предыдущего элемента путем добавления электрона на наинизшую по энергии еще незаполненную орбиталь (или орбиту в теории Бора). Чтобы получить периодичность. Бору понадобилось постулировать, что существует максимальное число электронов. [c.50] В случае атома водорода или два электрона с противоположными спинами в случае атома гелия, но следующий электрон должен занять уже 25-орбиталь (1л), которая может принять второй электрон (Ве). Далее, поскольку 25-орбитали уже заполнены полностью, начинается заполнение 2р-орбиталей, и получается электронная структура следующих шести элементов (В, С, О, М, Р, Ке). В табл. 4.2 приведены в качестве примера значения квантовых чисел для десяти электронов атома Ые. [c.53] Таким образом, после заполнения 35- и Зр-подоболочек в атоме Аг следующий электрон занимает 45-, а не З -орбиталь, что соответствует основному состоянию атома калия. Спектроскопически можно показать, что для этого элемента его Зё-орбиталь находится по энергии на 2,7 эВ, выще чем 45-орби-таль. После заполнения 45-орбитали у атома кальция происходит заполнение Зб -оболочки первого ряда переходных металлов (5с — 2п). Затем происходит заполнение 4р-оболочки. Поскольку расщепление Зс1- и 45-уровней в переходных металлах очень небольшое, имеются случаи, когда основному состоянию атома соответствует неполностью заполненная 45-орбиталь. Так, Сг имеет в основном состоянии конфигурацию а не 45 Зй( . [c.54] Картина заполнения 45-, 3(1- и 4р-электронов повторяется для случая 55-, Ы- и 5р-подоболочек, и создаются электронные конфигурации переходных металлов второго ряда. Затем после заполнения электронами б5-орбитали начинается заполнение 4/-орбиталей, и образуется последовательность атомов редкоземельных элементов. Аналогичным образом в конце периодической таблицы при заполнении 5/-орбиталей происходит образование актиноидов. Элементы, следующие за ураном (порядковый номер 92), были получены бомбардировкой атомов тяжелых элементов нейтронами они являются в основном ко-роткоживущими. [c.54] Вернуться к основной статье