ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение электронных оболочек актинидов из "Искусственные трансурановые элементы" Как указывалось в гл. 3, интенсивное исследование самых тяжелых элементов показало, что группа элементов, похожая на группу лантанидов, начинается с актиния. В этой главе будет рассмотрено строение электронных оболочек актинидных элементов и их соединений. [c.116] Излагаемый материал является довольно сложным, и, возможно, не все располагают сведениями, необходимыми для полного понимания всех вопросов. Тем не менее можно надеяться, что этот материал заинтересует читателя и будет способствовать более глубокому изучению данного вопроса. [c.116] Подобно тому, как следующие друг за другом элементы строятся добавлением протонов к ядру, также последовательно заполняются электронами орбиты (пространственное описание движения электрона). На орбитах электроны имеют минимальный запас потенциальной энергии, т. е. энергия связи у них наибольшая. [c.116] Во второй группе переходных элементов, у актинидов, представляющих собой другой пример внутреннего переходного ряда, заполняется 5/-оболочка при наличии 65-, 6 5- и 75-электронов. В этом случае в начале ряда электроны также заполнят бй-орбиту, потому что Ъf- и 6й-электроны имеют сравнимые энергии. Довольно непрочной связью этих электронов и объясняется то, чт( первые актиниды более легко окисляются до трехвалентного состояния по сравнению с лантанидами. В группе актинидов 5/-электроны являются такими же внутренними электронами, как и в случае 4/ -электронов у всех элементов семейства лантанидов, и поэтому их химические свойства не сильно изменяются по мере того, как последовательно возрастает число / электронов. В ре- ультате эти следующие друг за другом элементы имеют почти одинаковые химические свойства. [c.117] В faбл. 6 представлено строение электронных оболочек или предполагаемое строение газообразных атомов актинидов. Для сравнения подобные сведения да- ил и для лантанидов. В скобках приведены предполагаемые структуры. [c.117] Важно иметь в виду, что электронные структуры, указанные в табл. 6, являются структурами нейтральных (не ионизированных) газообразных атомов, тогда как в химии мы обычно встречаемся с электронными структурами ионов и соединений. Соотношение между электронной структурой газообразного атома элемента и ь лектронной структурой его соединения может быть гораздо сложнее. Например, в случае актинидов и лантанидов нет необходимости предсказывать преимущественную вероятность трехвалентного состояния, исходя из электронных структур газообразных атомов, так как обычно имеется только два так называемых валентных электрона (7х или 6х), которые указывают на преимущественную возможность двухвалентного состояния. [c.119] Окислительное трехвалентное состояние характерно для всей группы, кроме первых актинидных элементов. Как упоминалось ранее, больщая склонность к окислению первых членов ряда актинидов объясняется довольно непрочной связью 5/-электронов в начале ряда и близостью значений энергий нескольких электронных уровней в этой области (7 , Ы и 5/). [c.120] Электронные конфигурации ЪР или 4/ , представляющие собой наполовину заполненные /-оболочки кюрия и гадолиния, обладают особой устойчивостью. Вот почему трехвалентный кюрий и гадолиний очень устойчивы. Вследствие этого следующий элемент в каждом ряду при окислении легко теряет внешние электроны, приобретая структуру Г. В итоге тербий и особенно берклий могут легко окисляться от трехвалентного до четырехвалентного состояния. По-иному этот факт проявляется в случае европия (и в меньшей степени самария), расположенного непосредственно перед гадолинием. Оба они предпочитают иметь структуру 4/ с более устойчивым, чем обычно, двухвалентным состоянием. Подобным образом устойчивая электронная структура Р приводит к более устойчивому двухвалентному состоянию у иттербия (и в меньшей степени у тулия), расположенных непосредственно перед лютецием (трехвалентный ион которого имеет структуру 4/ ). Этот факт позволяет предсказать наличие двухвалентного состояния у элемента 102 — предпоследнего элемента из ряда актинидов. [c.120] Вернуться к основной статье