ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Периодическая система элементов и структура электронной оболочки атомов из "Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева" Периодическое изменение свойств элементов зависит от периодического повторения подобных структур электронной оболочки атомов. [c.73] Действительно, именно в такой последовательности заполняются уровни и подуровни в атомах элементов от 1 до 18 включительно, составляющих три первых (коротких) периода в системе (табл. 21). [c.73] Аналогичное построение имеет 5-й период, содержащий также 18 элементов от 37 (рубидия) до 54-го (ксенона). У атомов элементов этого периода первые четыре уровня построены одинаково ( 8 25 2р 3з 3(1 °3р 4зЧр ). Однако у атомов первых двух элементов этого периода — рубидия и стронция — происходит заполнение не 4 -подуровня, а 55-подуровня, затем, начиная с иттрия, пополняется пропущенный ранее 4 -под-уровень и только с индия начинает заполняться Ьр-подуровень (табл. 23). У шести элементов данного периода наблюдается аномальное заполнение подуровней в их атомах, а именно ЫЬ, Мо, Ки, КЬ, Ag имеют на внешнем уровне по одному электрону, а у атома Рс1 на 55-подуровне электроны отсутствуют. У атома этого элемента число электронных уровней равно четырем, хотя он находится в 5-м периоде (единственное исключение в системе ). У атомов элементов этого периода не заполняются электронами 4/-, 5с1- и 5/-П0Д-уровни. [c.75] В 6-м периоде в атомах 55 и 56-го элементов застраивается б5-подуровень одним и двумя электронами соответственно. У следующего 57-го элемента (лантана) один электрон помещается на 5 -подуровне (на рис. 7 эта орбиталь отмечена диагональной чертой), а с 58 до 71-го элемента постепенно заполняется пропущенный 4/-подуровень (р), причем 5й-электрон сохраняется только в атомах 0(1(2 = 64) и Lu(Z = 7l). Затем у атомов с 72-го по 80-й элемент достраивается М-подуровень с аномальным заполнением у Р1 и Аи, а с 81-го по 86-й — бр-под-уровень. Следовательно, в результате заполнения четырнадцатью электронами 4/-подуровня в шестом периоде число элементов увеличивается до 32 (табл. 24). [c.75] Схема последовательности заполнения электронных уровней и подуровней позволяет составить принципиальную конструкцию таблицы периодической системы как классификации атомов по структуре их электронных оболочек (табл. 25). [c.77] Так как максимальная емкость периодов соответствует 32 элементам, то естественной формой таблицы периодической системы должна быть 32-клеточная (табл. 26), включающая 105 элементов. [c.77] В таблице, как и в графике на плоскости, следует различать два направления горизонтальное (периоды) и вертикальное (группы). [c.77] В системе четко выделяются четыре типа элементов р-, й- и /-элементы, характеризующиеся не только сходством свойств элементов, принадлежащих одной группе (сходство по вертикали), но и рядом специфических свойств, общих для всех элементов данного типа (сходство по горизонтали). В каждом периоде первые два элемента относятся к х-типу (их всего 14, в том числе Н и Не). Во втором — шестом периодах последние шесть элементов принадлежат к /7-типу (их 30). В четвертом — седьмом периодах располагаются -элементы (их 33) в шестом — седьмом периодах заняли надлежащее место 28 /-элементов (см. табл. 26). [c.79] Об особенностях структуры электронных оболочек атомов лантаноидов и актиноидов будет сказано ниже. [c.82] Таким образом, становится ясным, что идеальная последовательность заполнения электронами оболочки атома по возрастающему значению главного квантового числа п в действительности распространяется лишь на элементы первых трех периодов от водорода (Z = 1) до аргона (Z = 18). Эта последовательность полностью отвечает принципу Паули и получила название идеальной схемы заполнения. [c.82] Начиная с 19-го элемента — калия, несмотря на то что в его атоме З -подуровень остается вакантным, последний электро занимает 45-подуровень. Этот же подуровень заполняется вторым электроном в атоме кальция (Z = 20). Только с атома 21-го элемента — скандия — начинает заполняться вакантный Зс -под-уровень (табл. 27). [c.82] Реальная схема заполнения электронных оболочек атомов, начиная с калия, подвергает сомнению доминирующую роль главного квантового числа п. [c.82] Советский ученый В. М. Клечковский предложил распределять электроны в атоме по сумме главного (п) и орбитального (I) квантовых чисел, т. е. по (и- -/), названной им группой или состоянием. [c.82] Вычисленные по этим формулам и фактические значения 2 вполне удовлетворительно согласуются (табл. 28). [c.84] Кроме того, как было показано выще, известны отступления от закономерного заполнения электронами подуровней, вследствие провала электронов (см. подчеркнутые символы в табл. 26). [c.84] Правило В. М. Клечковского — правило последовательного-заполнения электронами + /)-групп — является серьезным, теоретическим обоснованием периодической системы Д. И. Менделеева. [c.85] Среди других элементов периодической системы аналогами борз будут те, которые имеют конфигурационный индекс, равный 7. К таковым относятся алюминий, галлий, индий и таллий, которые вместе с бором составляют П1А-группу элементов. [c.85] Установление, сложной структуры электронной оболочки атомов позволило выявить новые, ранее неизвестные характеристики и свойства например, энергию ионизации, сродство к электрону, радиус атома и др. [c.86] Вернуться к основной статье