Щелочные металлы от атомов к ионам

Энергия, необходимая для отрыва одного электрона от атома, называется первым потенциалом ионизации. Если атом имеет несколько электронов, то он соответственно характеризуется несколькими потенциалами ионизации — вторым потенциалом, т. е. энергией, необходимой для отрыва второго электрона от однозарядного иона, третьим — энергией, необходимой для отрыва электрона от двухзарядного иона, и т.д. Каждый последующий потенциал всегда больше предыдущего, так как по мере увеличения положительного заряда атомного остова он все более прочно удерживает остающиеся электроны в результате усиления кулоновского притяжения. Например, для алюминия первые три потенциала ионизации равны соответственно 6,0 18,8 и 28,4 эВ. Зависимость первых потенциалов ионизации от положения элемента в периодической системе приведена на рис. 13. Видно, что наблюдается отчетливая периодичность в изменении потенциалов ионизации, причем максимумы соответствуют инертным газам, имеющим заполненные электронные оболочки, а минимум — щелочным металлам, имеющим единственный электрон вне конфигурации инертного газа. [c.48]

В соответствии со строением электронной оболочки атом водорода, отдавая один электрон, проявляет степень окисления +1 (образуются ионы Н+). Это позволяет говорить о сходстве водорода с щелочными металлами. Поэтому водород может быть отнесен и к главной подгруппе I группы, которую составляют щелочные металлы. [c.107]

I и в Vn группах (в главных подгруппах). Это обусловлено тем, что он имеет черты сходства и со щелочными металлами и с галогенами. Как и атомы щелочных металлов, атом водорода может отдавать 1 электрон (окисляться) и превращаться в положительно заряженный ион С другой стороны, как и атомы галогенов, атом водорода может присоединять 1 электрон (восстанавливаться), завершая при этом свою электронную оболочку (Is ) и превращаясь в отрицательно заряженный гидрид-ион Н . [c.333]

На основе величины электроотрицательности можно предсказать, какие связи будут ионными, а какие — ковалентными. Два элемента, сильно различающиеся по электроотрицательности, например галоген и щелочной металл, образуют ионную связь, так как электрон почти полностью смещен к атому с более высокой электроотрицательностью. [c.443]

VII группах (в главных подгруппах). Это обусловлено тем, что он имеет черты сходства и со щелочными металлами, и с галогенами. Как и атомы щелочных металлов, атом водорода может отдавать 1 электрон (окисляться) и превращаться в положительно заряженный ион Н" . С другой стороны, [c.360]

Металл может выполнять роль галоидного атома не только нри адсорбции ионов щелочных металлов, как было показано в предыдущем разделе, но и в некоторых других случаях, когда он ведет себя подобно атому хлора в НС1, образуя ковалентную связь. В качестве примера может служить адсорбция атомов водорода на поверхности платины. Образующиеся при этом диполи ориентированы своими положительными концами в сторону от металла и могут рассматриваться как резонансные гибриды [c.47]

Гидрид-ионы могут присутствовать в солеобразных соединениях (например, гидриды щелочных металлов). Если центральный атом металла не обладает [c.460]

Для осуществления этого процесса необходима значительно большая энергия, чем для образования других однозарядных положительных ионов, папример ионов щелочных металлов. Те соединения, в которых атом водорода имеет хотя бы небольшой положительный заряд (при электролизе водород выделяется на катоде), ведут себя в определенных растворителях как протонные кислоты. При этом образуются сольватированные ионы водорода. Состояние протона в воде подробно рассмотрено в разд. 33.4. [c.466]

С другой стороны, число валентных электронов во внешних оболочках атомов металлов не превышает номера группы и равно, например, для щелочных металлов единице, а для щелочноземельных — двум. Поскольку же оно всегда меньше числа ближайших атомов, с которыми соединен каждый атом (или ион) в кристаллической решетке металла, следует считать, что валентные электроны в этом случае не приурочены к отдельным связям, а делокализованы, т. е. равномерно распределены между всеми связями. Такая связь называется металли- [c.108]

Положительно заряженные ионы образуют атомы всех элементов, за исключением инертных элементов и фтора. Если на внешнем уровне атома имеется один электрон и атом относится к 5-элементам, то он отдает, как правило, только один электрон и переходит в состояние однозарядного положительного иона. Так, щелочные металлы образуют только однозарядные ионы и+, Na+, К" ", НЬ , Сз+, Рг" . Если на внешнем уровне атома имеется два электрона и атом относится к 5-элементам, то, как правило, он отдает сразу два электрона и образует двухзарядный положительный ион. Так, атомы II группы периодической системы элементов (четный ряд) образуют ионы Ве +, Ме +, Са " , 5г +, Ba +, [c.113]

Атом водорода состоит из одного протона (ядро) и одного электрона. Это простейший атом, не имеющий аналогов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Он способен терять электрон с образованием положительно заряженного катиона Н и в этом отношении сходен со щелочными металлами, которые также проявляют степень окисления + 1. Однако катион Н" " представляет собой голый протон, в то время как ядра катионов щелочных элементов окружены электронными оболочками. Ион водорода имеет очень небольшой радиус — 0,53-10 см, поэтому в ходе химических реакций он легко проникает в электронные облака других атомов, причем связь может быть ковалентной. [c.98]

В любом соединении каждому атому может быть приписана степень окисления. Так, для фтора во всех его соединениях степень окисления равна —1, для кислорода —2 (только в ОРг степень окисления кислорода +2, а в пероксидах она равна —1). Для водорода наиболее характерна степень окисления -(-1, но встречается и —1 (в гидридах металлов). Степень окисления молекул простых веществ, а также атомов элементов равна нулю, а одноатомных ионов —их заряду. Во всех соединениях щелочные металлы имеют степень окисления -Ь1, а щелочноземельные -Ь2. [c.145]

Чтобы вычислить Ig ki= g p-ri щелочных металлов, нужно брать первый потенциал ионизации, щелочноземельных металлов — второй потенциал ионизации, металлов, образующих полуторные окислы,— третий потенциал ионизации и т. д. (табл. 8). У элементов с переменной валентностью берем соответственно разные потенциалы ионизации. Например, у титана получаем две константы одну для Ti (IV), другую для Ti (П1), у железа одну для Fe (HI), другую — для Fe (II). Для галогенов, аналогов кислорода, азота, образующих отрицательно заряженные ионы, нужно брать вместо потенциала ионизации сродство электрона к атому. [c.25]

В отношении электростатической теории это было сделано В. Косселем и М. Борном. В основу было положено представление о стремлении атомов при реакциях принимать электронную структуру ближайшего благородного газа. Атом натрия может выполнить это, отдав один электрон. Возникающий таким образом ион Ма+ имеет все электронные оболочки неона. Атом фтора для того, чтобы превратиться в ион с электронной структурой неона, должен, наоборот, получить электрон, образуя ион Р . Таким образом, при встрече атомов натрия и фтора электрон должен перейти от натрия к фтору, после чего возникшие ионы Ыа+ и притягиваются друг к другу благодаря кулоновскому притяжению. С энергетической точки зрения такой переход электрона объясняется тем, что у атомов щелочных металлов потенциал ионизации мал, а у галогенов имеется сродство к электрону. Эти обстоятельства и выражают указанные тенденции атомов получать электронную оболочку ближайшего благородного газа. Для атомов натрия и хлора сомнений в том, в какие ионы превращаются атомы, нет. Однако в общем случае решение этого вопроса может быть не столь простым. Так, неясно априори, какой из атомов передает свой электрон другому для пары атомов — литий или водород. Решение этого вопроса в общем виде принадлежит Л. Полингу. Его рассуждения сводятся к следующему. [c.322]

Из приведенных данных видно, что по величине энергии ионизации водород стоит шачительно ближе к фтору, чем к литию, и никакие металлические свойства свободному атому водорода, следовательно, не присущи. Точно так же положительно заряженный ион водорода не имеет ничего общего со свойствами ионов щелочных металлов, поскольку является элементарной частицей — протоном. Вместе с тем в электрохимическом ряду напряжений водород ведет себя как металл. Это объясняется тем, что электрохимический ряд напряжений служит характеристикой атомов металлов в водных растворах (см. гл. V, 11). При ионизации атома водорода в присутствии воды образуется ион гидроксония Н3О+, что сопровождается выделением энергии. Вследствие этого энергия ионизации атома водорода в водном растворе резко снижается и становится близкой к величине энергии ионизации атомов металлов. Заметим, что по некоторым физическим свойствам ион Н3О+ в растворе ведет себя подобно катионам щелочных металлов. Однако эти особенности не относятся к атому или иону водорода и не дают оснований рассматривать его как металл. Сходство строения внешней электронной оболочки атома водорода с внешними электронными оболочками атомов щелочных металлов носит, следовательно, такой же формальный характер, как и однотипность строения внешних электронных оболочек атома гелия и атомов элементов II группы. [c.160]

КАЛИЙ (от араб, аль-кали - поташ лат. Kalium) К, хим. элемент I гр. периодич. системы относится к щелочным металлам, ат. и. 19 ат. м. 39,0983. Состоит из двух стабильных изотопов К (93,259%) и К (6,729%), а также радиоактивного изотопа К 1,32-10 лет). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 1,97-10 м . Конфигурация внеш. электронной оболочки 4i степень окисления + 1 энергия ионизации К - соотв. 4,34070 эВ и 31,8196 эВ сродство к электрону 0,47 эВ злектроотрицательность по Полингу 0,8 атомный радиус 0,2313 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) К 0,151 нм (4), 0,152 нм (6), 0,160 нм (7), 0,165 нм (8), 0,178 нм (12). [c.284]

Координационные числа в ряду ионов Zn +, Сс12+, Hg + возрастают вследствие увеличения размеров катионов комплексообразователен В случае ионов кадмия и ртути возможна координация в экваториальной плоскости пяти и даже шести донорных атомов Если учесть аксиальные лиганды, то координационное число оказывается равным 7 (пентагональная бипирамида) пли 8 (гексагональная бипирамида). Сродство к донорному атому серы особенно высоко у ионов ртчти (И) Ионы типа 1 (я + 1) 5 по отношению возможности образования ковалентных донорно-акцепторных связей занимают промежуточное положение между ионами подгрупп 1 1 и 1 2 Они не имеют вакантных 5-орбиталей и перенос электронной плотности с донорных атомов возможен только на вакантные /о-орбитали, расположенные по энергии довольно высоко Поэтому ионы Т1+ могут быть использованы при замещении в макроциклах ионов щелочных металлов, а ионы РЬ- в некоторых отношениях напоминают ионы щелочноземельных металлов Вследствие больших размеров этих ионов их координационные числа могут быть достаточно высокими [c.18]

В ВзОз каждый атом бора окружен тремя атомами О по равностороннему треугольнику, а каждый атом О связывает два атома В. При добавлении до 30 мол. % окисла щелочного металла избыточные ионы 0- повышают координационное число бора до 4. [c.276]

ЭПР-спектроскопия может быть использована для исследования ионных пар, если один из ионов является парамагнитным, а другой содержит атом, ядро которого имеет спин, отличный от нуля. Эти признаки не обусловливают специфические свойства у данной ионной пары, и закономерности ее поведения в различных средах, отражающиеся в спектре ЭПР, можно вполне корректно распространить на ионные пары иной природы. Наиболее подробно изучены спектры ЭПР ионных пар, состоящих из иона щелочного металла и ион-радикала ароматического углеводорода. Такие системы весьма распространены как инициаторы ионной полимеризации. Например, анион-радикал нафталина (нафталинид-анион), имеющий неспаренный электрон, дает весьма насыщенный спектр ЭПР, состоящий из 25 линий сверхтонкой структуры. Наличие этого спектра обусловлено взаимодействием неспаренного электрона с четырьмя а-протонами и четырьмя р-протонами нафталинового ядра. При ассоциации нафталинид-аниона с катионом натрия происходит резкое изменение спектра каждая из 25 линий сверхтонкой структуры расщепляется еще на 4 линии, так как неспаренный электрон теперь может взаимодействовать с натрием, ядро которого имеет спин [51]. Значение новой константы сверхтонкого взаимодействия может служить мерой вероятности [c.387]

Кристаллические решетки металлов имеют высокие координационные числа атомов (ионов), которые определяются числом ближайших соседей, окружающих данный атом (см. 9.1). Большинство металлов кристаллизуются в структурах плотнейших упаковок — гексагональной (Mg, Ве, d, Zn и др.) или гранецентрированной кубической (Си, Ag, Au, Al, Ni и др.). Такие структуры характерны для кристаллов, образованных сферическими частицами одинакового размера (рис. 5.11), координационное число для них равно 12, степень заполнения пространства составляет74%. Щелочные металлы, а также V, Сг, W и другие имеют кубическую объемно центрированную решетку, координационное число равно 8. Атомам металлов свойственны небольшие энергии ионизации, наименьшие для атомов щелочных металлов, и положительные степени окисления (см. 4.5). [c.121]

Используя понятие электроотрицательности, можно предсказать, какие связи будут ионными, а какие ковалентными. Элементы с сильно различающимися электроотрицательностями, например галогены и щелочные металлы, образуют ионные связи, так как в этом случае элек-трон почти полностью переходит к атому, обладающему более высокой электроотрицательностью. В элементах с приблизительно равными электроотрицательностями следует ожидать образования ковал,ентпых связей. Если электроотрицательности двух элементов существенно различны, то связь полярная (т. е. обладает ярко выраженным ионным характером), например в хлористом водороде, который лучше всего описывается с помощью комбинации ковалентной Н С1 и ионной [c.524]

Но даже в типичных ионных соединениях, например, в гало-генидах щелочных металлов, не происходит полного разделения отрицательного и положительного зарядов, т. е. полного перехода электрона от одного атома к другому. Например, в кристалле ЫаС эффективный отрицательный заряд атома хлора составляет лншь 0,94 заряда электрона таким же по абсолютной величине положительным зарядом обладает и атом натрия. [c.151]

Соединения металлов с водородом, называемые гидридами, являются преимущественно ионными, В гидридах щелочных металлов, например КН или NaH, происходит перенос отрицательного заряда к атому водорода. Гидриды щелочных металлов обладают кристаллической структурой типа Na l (см. гл. 1). В соединениях ВеН , MgHj и AIH3 обнаруживается своеобразный тип связей с мостиковыми атомами водорода. В кристаллах этих соединений каждый атом Н равноудален от двух соседних атомов металла и образует между ними водородный мостик. Во всех случаях, когда на атомах Н имеется избыточный отрицательный заряд, он используется для образования второй связи с еще одним атомом, если у последнего имеются неиспользованные возможности образования связей. Отрицательно заряженные атомы Н имеются и в NaH, но в данном случае [c.318]

Хр Волновая функция, приближенно описывающая два связе-вых электрона молекулы 1МаР фыар — Хр (1)хр (2), указывает, что оба они движутся в поле ядра фтора. В результате вокруг ядра фтора сосредотачивается избыточный электрический заряд, практически равный единице в то же время в силу электронейтральности молекулы ядро натрия оказывается центром равного по величине положительного заряда. Приближенно это положение может быть описано электростатической теорией ирнной связи как перенос электрона от атома натрия к атому фтора с образованием ионов N3+ и Р", удерживаемых в молекуле электростатическими силами притяжения. В этом смысле предельное состояние связи при очень высокой полярности может быть названо ионной связью. Такого рода связь возникает в молекулах галогенидов щелочных металлов. [c.90]

Для щелочноземельных металлов II группы потеря двух внешних электронов соответствует более устойчивой конфигурации соседнего инертного газа. Как видно из табл. 6, первый потенциал ионизации этих элементов выше, чем для щелочных металлов, а второй потенциал ионизации еще больше. В общем случае образование двухвалентных положительных ионов, следовательно, происходит [ с большим трудом, чем одновалентных положительных ионов. При потере двух электронов атом магния становится катионом М 2+, атом кальция — катионом Са2+ и т. д. Например, имеем [c.50]

Атом водорода имеет электронную конфигурацию is, т. в. он имеет один-единственный валентный электрон, как и все щелочные металлы, и так же, как щелочные металлы, он способен превращаться в положитель- но заряженный ион Н+, отдавая свой электронг [c.282]

Водород выделяется из щелочных растворов на металлах с большим перенапряжением, например на ртути, при рН<10 вследствие непосредственного разряда ионов водорода, при рН>10 — в результате химического взаимодействия промежуточно образующихся амальгам щелочных металлов с водой. В щелочном растворе разряд молекул воды не наблюдается. Напротив, на галлие-вом электроде при рН>10 выделение водорода протекает только за счет разряда молекул воды. Электрон переходит на молекулу воды, при этом образуется адсорбированный атом водорода и гидроксил [c.328]

На внешнем слое атомы элементов подгруппы меди, так же как и атомы щелочных металлов, содержат по одному электрону. В этом их сходство. Так, все элементы подгруппы меди, как правило, положительно одновалентны и не образуют отрицательно валентных ионов, как и щелочные металлы. Все они способны образовать окислы типа Э2О. Но по структуре второго снаружи электронного слоя атомы элементов подгруппы меди отличаются от атомов щелочных металлов. В то время- как у последних указанный слой содержит 8 электронов (см, таблицу в 2), атомы меди,-серебра и золота на предпоследнем слое содержат 18 электронов, причем этот слой еще не вполне стабилизирован и способен к отдаче электронов. Так, соединения двухвалентной меди более характерны и чаще образуются, чем соединения одновалентной меди. Так как атом меди на внешнем слое содержит один электрон, то положительно двухвалентный ион Си " может образоваться только путем отдачи одного электрона из второго снаружи слоя. Аналогично золото образует положительно одно-и трехвалентные ионы (ионы Аи и Аи" ). Соединения трехвалентного золота также более характерны и чаще образуются, чем соединения одновалентного золота. Атом золота на внешнем слое тоже содержит один электрон. Следовательно, положительно трехвалентный ион Аи" "" может образоваться путем добавочного выделения двух электронов из ближайшего внутреннего 18-элек-тронного слоя. [c.405]

Гипофосфаты Ьп2(Р20е)з образуются при смешении растворов нитратов РЗЭ и гипофос( )ата щелочного металла. Растворимость гипофосфатов возрастает при уменьшении ионного радиуса РЗЭ. [c.62]

Гипотеза Григоровича. По мнению В. К. Григоровича, расположение атомов в твердых и жидких простых веществах определяется, в основном, их электронным строением [8]. В металлической решетке, где внешние электроны положительных ионов сильно возбуждены вследствие возмущающего действия соседних атомов, сравнительно небольшой прирост температуры может быть достаточным для наступления перекрытия и обменного взаимодействия внешних р оболочек ионов, не перекрывающихся при низких температурах ([8], стр. 202). Так, например, объемноцентрированная кубическая структура натрия, область существования которой простирается от 30 К до температуры плавления, по Григоровичу, может быть объяснена с помощью следующих соображений. Из экспериментальных данных (об оптических свойствах, эффекте Холла и т. д.) известно, что натрий в твердом и жидком состоянии имеет один электрон проводимости на атом. Это означает, что его валентный электрон с Зз уровня переходит в электронный газ. Атомы натрия в конденсированном состоянии имеют внешнюю 25 2р оболочку. Взаимодействие ионов с электронным газом приводит к сближению и перекрыванию р-орбиталей внешних р оболочек ионов, в результате чего возникают обменные / вухэлектронные о-связи, направленные по трем осям прямоугольных координат. Образование шести связей каждым атомом со своими соседями приводит к простой кубической ячейке со свободным объемом в центре, который может быть заполнен таким же ионом. Так, из двух простых кубических под-решеток, энергетически невыгодных, а потому редко реализующихся в металлах, образуется ОЦК структура, одна из трех типичных металлических структур. Гипотеза Григоровича иллюстрируется рис. 43. Точно так же обосновывается возникновение ОЦК структур и у других щелочных металлов. Для лития, ионы которого имеют 15 оболочку, возникновение ОЦК структуры связывается с предположением о переходе 8 электронов на р уровни. [c.175]

Р-центры. Принято считать, что избыточные атомы щелочного металла располагаются в кристалле галогенида щелочного металла в нормальных, естественных для щелочного иона положениях в решетке. Следовательно, для обеспечения этого процесса в решетке должно создаваться соответствующее число вакантных узлов, занятых до их освобождения отрицательными ионами (их называют анионными вакансиями). Отрицательные ионные вакансии в решетке, которая, если не считать наличия этих вакансий, является идеально периодической, ведут себя электростатически, подобно положительным зарядам, так что электрон, движущийся вокруг отрицатб льной ионной вакансии, можно качественно уподобить водородному атому. Вот такое образование, состоящее из электрона и удерживающей его отрицательной ионной вакансии, и называют [c.423]

Самопроизвольная передача электрона от металлического атома к атому неметалла в действительности вряд ли осуществляется. Дело в том, что потенциал ионизации первого порядка даже для наиболее активных щелочных металлов больше, чем сродство к электрону типичных электроотрицательных элементов. С этой точки зрения оказывается энергетически невыгодным образование ионной молекулы Na l из элементов, так как первый ионизационный потенциал натрия равен 5,14 В, а сродство к электрону атома хлора — 3,7 эВ (ионизационный потенциал, выраженный в вольтах, численно равен энергии ионизации в электрон-вольтах). Из квантовой механики также следусзт, что полное разделение зарядов с возникновением идеальной ионной связи Ai B никогда не может осуществиться, так как из-за волновых свойств электрона вероятность его нахождения вблизи ядра атома А может быть мала, но отлична от нуля. [c.64]

В 1913 г. методом дифракции рентгенов ских лучей была определена структура кристаллов Na l и было установлено, что в этих кристаллах нет отдельных молекул Na—С1 (рис. 6.19). Вместо этого каждый атом натрия находится на одинаковом расстоянии от шести соседних атомов хлора и подобным же образом каждый атом хлора окружен шестью атомами натрия. Сразу же было признано, что кристалл можно описать как агрегат катионов натрия и анио)нов хлора и что каждый ион связан с каждым из своих шести соседей электростатической или ионной связью, характеризующейся числом (кратностью или силой) связи, равным 1/б- Гидриды щелочных металлов (от LiH до sH) и большинство галогенидов щелочных металлов кристаллизуются в структуре Na l. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология