ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Элементы из "Основы общей химии Том 3" Так как в ряду аналогичных элементов электронные структуры сходны, но не тождественны, при переходе по каждому такому ряду от одного элемента к другому наблюдается не простое повторение свойств, а их более или менее отчетливо выраженное закономерное изменение в том или ином направлении. Последнее определяется главным образом увеличением радиусов аналогичных элементов по мере возрастания в них числа электронных слоев. [c.253] Как показывают приведенные данные, из общего числа составляющих земную кору (все три оболочки — воздушную, водную и верхнюю часть твердой) атомов 99,4 /о приходится на долю только 15 элементов, а содержание всех остальных вместе взятых составляет лишь 0,6%. Интересно отметить, что наиболее распространенные элементы обладают сравнительно малыми положительными зарядами ядер. [c.253] Хотя для большинства элементов при обычных условиях характерно существование в виде какого-либо одного простого вещества, многие из них характеризуются наличием аллотропии (И 4). Последняя, вообще говоря, может быть обусловлена как различием в кристаллической структуре (например, графит и алмаз), так и различной атомностью молекул (например, кислород и озон). В обоих случаях соответствующие простые вещества более или менее сильно отличаются друг от друга по свойствам. При дальнейшем изложении во внимание принимаются, главным образом, наиболее обычные формы элементов. [c.253] Газообразны при обычных условиях только Н, Ы, О, Р, С1 и инертные газы, т. е. элементы, расположенные в верхней и правой части периодической системы. Жидки при обычных условиях Вг и Нд. Вследствие легко наступающего переохлаждения б жидком состоянии нередко сохраняется также С (т. пл. +28°С) и Оа(- -30°С). Остальные элементы при обычных условиях тверды. [c.253] В свободном состоянии подавляющее большинство элементов имеет металлический вид с оттенками от серебристо-белого до темно-серого, причем это относится не только к типичным металлам, но и к ряду металлоидов С (графит), З , Аз, 5е, Те. Лишь немногие элементы при сохранении общего металлического вида имеют иные оттенки. Так, Си окрашена в красный цвет, Аи — в желтый. В характеризуется красноватым оттенком, РЬ — синеватым, I — темно-фиолетовым. Из элементов. [c.253] По своему общему химическому ха р а к т е р у большинство элементов является металлами. Все они располагаются в левой и нижней частях системы., причем пограничными представителями можно считать Ве, А1, Ое, 8Ь и Ро. Правую верхнюю часть системы заполняют элементы металлоидного характера, причем их пограничными представителями являются В, 51, Аз и Те.Таким образом п р и б л и з и т е л ь-н у ю границу между металлами и металлоидами можно провести по линии, проходящей между обоими приведенными рядами элементов. [c.254] При переходе слева направо или снизу вверх в малых периодах (кроме первого) наблюдается отчетливое ослабление металлического или усиление металлоидного характера элементов. Сложнее обстоит дело в больших периодах, где для рядов аналогов 1—3 (см. стр. 4) и 14—17 сохраняется, в общем, та же закономерность, тогда как переход по рядам 4—13 слева направо не сопровождается четким последовательным изменением свойств, а переход снизу вверх обычно ведет не к ослаблению, а к усилению металлического характера элементов. Из сопоставления друг с другом рядов, входящих в одну и ту же группу (1 и И, 2 и 12 и т. д.), вытекает, что элементы левого ряда всегда имеют более отчетливо выраженные металлические свойства, чем правого. Особняком в ряду своих аналогов стоит водород, металлоидный характер которого (из-за малого заряда ядра) выражен слабее, чем у иода. В общем, следовательно, наиболее активными металлами являются элементы левого нижнего угла (Рг, Сз, Ка), наиболее активными металлоидами — элементы верхнего правого угла (Р, О, С1) периодической системы. [c.254] Хотя валентность химических элементов, вообще говоря, зависит от природы обоих взаимодействующих атомов (а также и от внешних условий), однако у многих элементов она остается практически постоянной. Для других (например, Мп, Ru) наблюдается, наоборот, проявление очень большого ее разнообразия. У подобных элементов с переменной валентностью максимальная наблюдается обычно в кислородных и фтористых соединениях, минимальная — в соединениях с некоторыми нейтральными молекулами—(СО и др.) и в комплексных цианидах. [c.255] Из элементов малых периодов (1—3) переменная валентность характерна только для N, Р, S и С1. Гораздо распространеннее она срёди членов больших периодов (4 — 7), причем в началах этих периодов тенденция к образованию соединений низших валентностей при переходе по рядам (4—10) снизу вверх усиливается, а в их концах (ряды аналогов 13—16) ослабевает. [c.255] Переход нейтрального атома в ион сопровождается изменением всех основных поляризационных характеристик элемента—его з аряда, радиуса и типа внешней электронной оболочки. Совокупность перечисленных признаков в общих чертах определяет х и-мнческий характер иона. [c.255] Значение заряда для химических свойств чрезвычайно велико, особенно потому, что с его изменением меняются и остальные основные характеристики элемента (радиус, структура внешней электронной оболочки). Одинаковость заряда часто влечет за собой наличие большого сходства между членами различных групп периодической системы. Например, шестивалентный уран по многим свойствам похож на шестивалентный хром. С другой стороны, для одного и того же элемента в разных валентных состояниях обычно характерны резко различные свойства. Например, двухвалентный Мп гораздо более похож на двухвалентное Fe, чем на семивалентный Мп. [c.255] Последовательное уменьшение радиуса сказывается на поляризационных свойствах ионов аналогично повышению заряда. Один из этих факторов может быть поэтому в большей или меньшей степени компенсирован другим. Подобной компенсацией и обусловлено часто наблюдающееся в периодической системе сходство свойств ионов, стоящих наискось друг от друга. Например, Ga + (0,62 А) во многих отношениях похож на Sn + (0,74 А), Са + (1,06 А)—на La + (1,22 А) и т. д. [c.255] В частности, при переходе от элементов 11—17 рядов аналогов 4 пе-)иода (Си — Вг) к соответствующим элементам 3 периода (Na — l). lo предыдущему (XIII 3) иоиы с 18-электронной внешней оболочкой характеризуются значительно большими поляризующим действием и собственной деформируемостью, чем 8-электронные. Благодаря этому при своей характеристичной валентности элементы правых подгрупп четвертого периода не только. резко приближаются по многим свойствам к соответствующим элементам третьего, но нередко переходят за них и оказываются тогда более похожими на элементы 2 периода (Li-rF), чем их ближайшие аналоги (в случае особенно легко деформируемых ионов Э+ семейства меди заскок их по ряду свойств заходит даже за 2 период). Подобным же образом подтягиваются вверх и 18-электронные ионы 5 и 6 периодов. Учет этого обстоятельства весьма важен для понимания имеющих место в периодической системе закономерностей. [c.256] То или иное сходство свойств между ионами, характеризующимися различными структурами внешней электронной оболочки, сильно зависит от природы третьего иона, взаимодействующего с каждым из данных. Если, например, сопоставить 8-электронные Na (0,98A), Rb+(1,49A) и Sr +(1,27А) с 18- и (18-Ь2)-электронными Agf(l,13A), Т1+(1,49А) н РЬ -(1,32А), то оказывается, что те и другие соответственно сходны друг с другом по отнощению к трудно деформируемым анионам (р NOs, SO ), но существенно различаются по отношению к легко деформируемым (С1 , Вг , I , S -), причем различие проявляется тем резче, чем деформируемость анионов больше. Это обстоятельство следует всегда иметь в виду при сопоставлении, элементов разных подгрупп одной и той же группы периодической системы. [c.256] Так как усиление поляризационного взаимодействия между ионами ведет к уменьшению полярности связи, подобное изменение характер ах и мической связи должно нередко наблюдаться при сопоставлении соединений тех или иных рядов элементов по периодической системе. Очевидно, что степень выраженности этого изменения будет зависеть от поляризационных свойств как катиона, так и аниона Наиболее проста зависимость от природы аниона чем больше его деформируемость, тем благоприятнее условия для возникновения менее полярной связи. Со стороны катиона дело обстоит сложнее, так как здесь приходится проводить различие между трудно деформируемыми ионами типа инертного газа- и значительно легче деформируемыми ионами с 18-электронными (и незаконченными) внешними оболочками. У первых тенденция к образованию менее полярных связей быстро возрастает по мере увеличения заряда и уменьшения радиуса. У вторых тенденция эта должна быть вообще значительно большей, а зависимость ее от заряда и радиуса (в общем та же) выраженной много слабее. Поэтому можно ожидать, что область существования соединений, построенных по типу сравнительно малополярной связи для катионов с 18-электронными (и незаконченными) внешними оболочками, будет значительно более широкой. [c.256] Для твердой земной коры (литосферы) такая оценка весьма затруднена чрезвычайным многообразием горных пород и неравномерностью их распределейия. Важным фактором является также трудность непосредственного проникновения в твердую земную кору из-за господствующего там теплового режима в самом верхнем слое с углублением на канадые 100 л температура повышается в среднем на 3 град, а дальнейшее ее изменение предположительно показано на рис. ХУ-2. [c.257] Распространенность элементов а земной коре. [c.257] В земной коре является хотя и сложной, но все же определенно периодической функцией положительного заряда ядра. [c.257] По сравнению со средним составом земной коры в человеческом организме увеличено содержание только С, Ы, Н, Р, 5, О, С1 (кроме того, I и Вг). Интересно, что почти все эти элементы обладают сравнительно малыми положительными зарядами ядер и имеют металлоидный характер. [c.258] Изменение скорости распространения продольных сейсмических волн в земном шаре с глубиной. [c.258] Вернуться к основной статье