Ниобий электронное строение

Тантал и ниобий, подобно ванадию, относятся к V группе периодической системы. Однако, в отличие от ванадия, ниобий и особенно тантал значительно труднее восстанавливаются до низших степеней валентности. Поэтому практически приходится иметь дело с их пятивалентными соединениями, как наиболее устойчивыми, что следует из строения электронных оболочек атомов ниобий — 2, 8, 18, 12, 1 тантал—2, 8, 18, 32, 11, 2. [c.133]

Благодаря тому, что атомы и ионы аналогичных элементов побочных подгрупп пятого и шестого периодов имеют не только сходное электронное строение, но и практически совпадающие размеры,— а их химических свойствах наблюдается гораздо более близкое сходство, чем в случае элементов четвертого и пятого периодов. Так, цирконий по своим свойствам значительно ближе к гафнию, чем к титану, ниобий сходен с танталом в большей степени, чем с ванадием и т. д. [c.642]

Атомы ванадия, ниобия и тантала имеют характерное для переходных элементов строение их валентные электроны расположены в двух внешних слоях, в периферийном слое— два электрона (у ниобия — один). С предпоследнего слоя в определенных условиях эти элементы отдают еще до трех электронов (ниобий — до четырех). Валентность ванадия, ниобия и тантала в соединениях бывает II, III, IV и V. Валентность V в обычных условиях наиболее стабильна. Электронные формулы элементов подгруппы ванадия [c.3]

Каково строение электронных оболочек атомов ванадия, ниобия и тантала Охарактеризуйте их валентности и степени окисления в соединениях. [c.166]

Атомы ванадия, ниобия и тантала имеют характерное для переходных элементов строение валентные электроны их атомов расположены в двух внешних слоях в периферийном слое — два электрона. С предпоследнего слоя, содержащего 11 электронов, в определенных условиях атомы могут отдавать еще до трех электронов. Положительная валентность ванадия, ниобия и тантала в соединениях бывает 2, 3, 4 и 5. Наиболее стабильна в обычных условиях валентность 5. Электронные конфигурации атомов элементов подгруппы ванадия представлены в табл. 52. [c.231]

Строение электронных оболочек атомов ванадия, ниобия и тантала может быть выражено следующими формулами [c.264]

В V периоде элемент IV группы — цирконий — непосредственно следует за элементом П1 группы —. иттрием, а в VI пер1Иоде между элементом III группы — лантаном — и элементом IV группы — гафнием — вклиии-вается длииный ряд лантанидов. У лантанидов происходит достройка электродами третьего снаружи электронного слоя. С возрастанием за1ряда атомного ядра у них электронные оболочки все более стягиваются к ядру, и радиус атома уменьшается (табл. 13). Из-за этого, и у элементов, следующих за лантанидами, атомные радиусы оказываются относительно малым и близкими к атомным радиусам соответствующих элементов V периода. Сходство строения атомов здесь дополняется близостью. их радиусов. Поэтому и по химическим свойствам элементы цирконий и гаф,ний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам и т. д. оказываются попарно чрезвычайно сходными. [c.152]

Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним Q периодической системе (подгрупп железа, титан,1 и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере /величения различий в электронно.м строении взаимодействую- [c.541]

Рассмотрим возможные причины сходства элементов. Сходство элемента с его соседями сверху и снизу есть внутригрупповое сходство элементов-аналогов оно обусловлено прежде всего близким строением самых внешних электронных оболочек. Наибольшее сходство и изоморфизм проявляют тяжелые аналоги с близким строением внешних электронных оболочек, например калий и рубидий, серебро и золото, кальций и стронций, цинк и кадмий, скандий и иттрий, иттрий и гадолиний-лютеций, цирконий и гафний, ниобий и тантал, железо и никель, кобальт и никель и т. д. Значительные же различия свойств элементов-аналогов в высших валентных состояниях, когда все электроны уходят с внешней оболочки, большей частью обусловлено несходством строения внешних оболочек ионов (литий и натрий, бериллий и магний, бор и алюминий, углерод и кремний и т. д.). [c.158]

Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе (подгрупп железа, титана и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов возможность образования твердых растворов уменьшается [c.438]

Заполнение 4/ -оболочки оказывает весьма существенное влияние на строение электронных оболочек, атомные радиусы и физико-химические свойства металлов, следующих за лантаноидами (гафний, тантал, рений, вольфрам и т. д.), т. е. лантаноидное сжатие проявляется и за лантаноидами. Действительно, оно приводит, например, к тому, что металлический и ионный радиусы, возрастающие от титана к цирконию, от ванадия к ниобию и от хрома к молибдену, почти не изменяются при переходе к гафнию, танталу, вольфраму. Точно так же почти не увеличиваются металлические радиусы и ионные радиусы, отвечающие высшим валентным состояниям, при переходе от элементов ряда технеций—палладий к их аналогам рению—платине соответственно. Именно лантаноидное сжатие, происходящее в результате заполнения 4/ -оболочки, приводит к сближению свойств 5d- и 4с -переходных металлов, резко отличающихся по свойствам от более легких Зй-переходных металлов. Оно проявляется и на теплотах образования ионных соединений этих металлов и других химических характеристиках (см. главу II). Лантаноидное сжатие, а также заполнение 5й -оболочки, заканчивающееся у платины—золота, приводит к дополнительному сжатию внешних оболочек у последующих элементов ряда золото—радон, что отражается на возрастании ионизационных потенциалов последующих элементов. Вследствие этого потенциалы ионизации франция, радия, актиния оказываются соответственно выше потенциалов ионизации цезия, бария и лантана (см. рис. 6). В результате этого первые более тяжелые элементы оказываются менее электроположительными, чем последние. Сжатие внешних оболочек вследствие заполнения внутренних Af - и 5й -оболочек приводит к повышению энергии связи внешних электронов актиноидов по сравнению с их аналогами — лантаноидами. На это указывают данные, правда, пока довольно ограниченные по их потенциалам ионизации и имеющиеся уже более подробные сведения об их атомных радиусах (см. главу III). [c.51]

Сходное электронное строение, близость атомных и ионных радиусов, обусловленная лантаноидным сжатием, приводит к большому химическому сходству ниобия и тантала (рис. 3.79), а частности к существованию многочисленных изоморфных соединений. [c.499]

Металлохимия элементов V В-г р у п п ы. Ванадий, ниобий и тантал в любых комбинациях образуют друг с другом непрерывные твердые растворы, что отмечается также в системах, образованных этими металлами с изоструктурными (ОЦК) полиморфными модификациями других переходных металлов, не сильно отличающихся по электронному строению. Так, ванадий образует непрерывные твердые растворы с Титаном, металлами подгруппы хрома, 6-марганцем, а-железом ниобий образует непрерывные растворы в твердом состоянии с / -модификациями всех металлов подгруппы титана, молибденом, вольфрамом и -) ураном тантал ведет себя в этом отношении аналогично ниобию. В тех случаях, когда сочетание металлохимических факторов не благоприятствует полной взаимной растворимости, при взаимодействии с (i-металлами образуются ограниченные твердые растворы с широкими областями гомогенности. [c.431]

Подгруппа ванадия (V, N5, Та). Ванадий, ниобий и тантал имеют только одну устойчивую кристаллическую фазу с ОЦК структурой. Свойства жидких ванадия, ниобия и тантала мало изучены. Приведенные в табл. 17 данные показывают, что эти жидкости по своему строению и свойствам, видимо, во многом подобны простым жидкостям подгруппы титана. При плавлении концентрация электронов проводимости почти не меняется, потому что электропроводность остается почти такой же, как в твердой фазе. Концентрация обобществленных электронов Б жидкой фазе должна быть несколько выше, чем у металлов подгруппы титана, так как атомы имеют пять валентных электронов. Соответственно сказанному ранее, температуры плавления и кипения, а также энтропии испарения металлов подгруппы ванадия больше чем у металлов подгруппы титана. Энтропии плавления имеют величины, обычно наблюдаемые при плавлении кристаллов с ОЦК структурой. [c.192]

Сходство элементов в диагональном направлении обусловлено близостью внешних оболочек ионов и близостью атомных радиусов в соответственных состояниях (натрий—кальций, магний-скандий, алюминий—титан, титан—ниобий, ванадий—молибден, молибден-рений, родий—платина и др.). Несходство же таких соседей в диагональном направлении, как, например, Mg и В, Al и С, Si и N, Zr и V, Nb и Сг, Мо и Мп, обусловлено сильным различием электронного строения и размеров оболочек ионов в высших валентных состояниях. [c.159]

Необходимо отметить весьма важные свойства металлов переходных групп, с которыми, несомненно, связаны и их высокая способность к пассивированию и их растворение. Известно, что поведение этих металлов в водных растворах является весьма сложным и зависит от множества факторов. Оно определяется возможностью протекания различных процессов на их поверхности комплексообразования, гидролиза, а также полимеризации, что обусловливается особенностью строения их электронных оболочек. Многие металлы, в том числе титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, ванадий, [c.74]

Высокие Гк, одинаковая кристаллическая структура нитридов циркония и ниобия свидетельствуют о возможном подобии их электронного строения, однако различный характер изменения Гк в областях гомогенности этих соединений указывает на их определенные различия. [c.160]

У атома ниобия наблюдается проскок электрона, один электрон с внешнего энергетического уровня пере-кодит на /-подуровень предиоследнего уровня, ио, как видно из приведенных электронных формул, у всех атомов элементов этой подгруппы общее число валентных электронов равно пяти. В соответствии с электронным строением атомов ванадий, ниобий и тантал могут проявлять в соединениях степени окисления от +1 до +5. [c.264]

Системы V—51, МЬ — 51 и Та — 51 имеют много общего, особенно две последние. Как и в системах с переходными металлами IV группы, это обусловлено подобием строения внешних электронных оболочек, что особенно имеет место у ниобия и тантала, за исключением только наличия во внешней оболочке у ниобия одного электрона (0 55), а у тантала двух (Рбз). Предыдущие же уровни частично (ванадий) или совсем (ниобий и тантал) не заполнены. Радиусы атомов ванадия, ниобия и тантала (соответственно 1,35 [c.143]

Особенности строения трех внешних электронных оболочек могут быть отражены путем сдвигов элементов в периодической системе Менделеева, которая в этом случае приобретает вид, представленный в табл. 11 (короткая форма) и табл. 10 (развернутая форма). В этих таблицах смещения элементов-аналогов из вертикальных столбцов характеризуют, с одной стороны, различия их строения и свойств (бор и алюминий, углерод и кремний и т. д.), а с другой, они символизируют сближение свойств элементов разных подгрупп одной и той же группы, например алюминия и скандия, кремния и титана и т. д. Эти же смещения указывают на сближение свойств элементов соседних групп в одном диагональном направлении (например, лития с магнием, бериллия с алюминием, бора с кремнием и т. д.) и на отдаление свойств элементов в другом диагональном направлении (например, магния с бором, алюминия с углеродом, кремния с азотом, ниобия с хромом, молибдена с марганцем и т. д.). [c.159]

Близость ионных радиусов пятивалентных ниобия и тантала и однотипность строения электронных оболочек являются причиной большого сходства их химических соединений. Образуя в целом очень сходные по составу и свойствам ряды соединений и обладая одинаковыми валентностями, эти два элемента имеют в то же время некоторые довольно заметные различия. [c.247]

Этим объясняется широкое развитие И. среди переходных металлов по группам, горизонтальным и диагональным рядам пераодаческой системы элементов. В связи с этим при легировании сталей и чугунов главнейшими металлами являются титан, ванадий, хром, марганец, никель, молибден и вольфрам. В первом приближении период решетки твердых растворов аддитивно связан с периодами решеток компонентов. При несовершенном И. с понижением т-ры может происходить распад твердых растворов с образованием двух- или многофазных систем. Подобное яв-.тоние используют для старения металлов, т. е. получения после закалка дисперсноупрочненных сплавов (см. Дасперсноупрочненные материалы), характеризующихся повышенной твердостью, изменением магн. и электр. св-в. В твердых растворах второго рода атомы компонентов отличаются электронным строением и геометрическими характеристиками. В междоузлия металла внедряются атомы неметалла, не изменяя структуры исходного металла (сплава), что предполагает низкую концентрацию внедренных атомов. Твердые растворы внедрения образуют водород, углерод и азот. Содержание углерода в твердом растворе альфа-железа (см. Железо) — 0,025 ат.%, в гамма-железе — 2,03, в твердом растворе ниобия — 0,02 ат.%. Увеличение концентрации усиливает хим. взаимодействие атомов металла и неметалла, изменяет электронную и кристаллическую структуру, вызывает образование внедрения фазы,. Расчет радиусов междоузлий для гексагональных плотноупакованных, гранецентрированных кубических и объемноцентрированных кубических структур позволил сделать вывод о возможности внедрения атомов при гх/гщ < 0,59, где — радиус атома неметалла — радиус ато- [c.487]

По строению электронных уровней атомы этих элементов существенно отличаются от атомов элементов VA-группы. Ванадий, ниобий И тантал являются типичными d-элементами, в атомах которых достра- [c.89]

Сходное электронное строение, близость атомных и ионных радиусов, обусловленная лантаноидным Сй<атием, приводит к большому сходству ниобия и тантала (рис. 3.104), в частно- [c.517]

Из этих примеров видно, что основным во всяком ионообменном процессе является подыскание подходящих условий разделег ния ионов. Сорбируемость ионов определяется положением соответствующих им элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Кроме расположения элементов по группам, для хроматографического разделения существенным является и принадлежность элементов к различным семействам по горизонтальному направлению (А. Е. Фep мaн) Таковы семейство железа, включающее элементы от титана до меди, семейство молибдена, включающее элементы от циркония до палладия, и семейство вольфрама, включающее элементы от тантала до платины и золота. Сходство химических свойств в горизонтальном направлении зависит от сходства в строении их электронных оболочек (заполнение электронами более глубоких слоев). Элементы, принадлежащие к различным семействам, например железо и молибден, ванадий и молибден, молибден и рений, ниобий и вольфрам и другие, можно разделять хроматографически, решая тем самым наиболее трудные задачи количественного анализа. [c.119]

Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе (подгрупп железа, титана и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов возможность образования твердых растворов уменьшается, а интерметаллических соединений, например типа СозУ, ГезУ, К1зУ, А12У и др., возрастает. [c.590]

Будут продолжены исследования простых окислов переходных элементов, в первую очередь пятиокиси ниобия. Этот окисел представляется перспективным, так как ядро ниобия также обладает ядерным спином 9/2 при 100% естественного содержания. Кроме того, согласно литературным данным, КЬзОд кристаллизуется в большом числе различных структурных модификаций, поэтому является удобным объектом для исследования электронного строения различных структурных типов одного и того же вещества. Уже получены совместна с лабораторией гетерогенных равновесий три структурные модификации КЬ Од (Я-, В- и Р-формы) и начаты их исследования. [c.105]

Сравнивая некоторые свойства боридов тугоплавких металлов, связанные с электронным строением этих металлов, можно заметить, что электрическое сопротивление боридов титана, ванадия и хрома ниже, чем соответствующих металлов, а бориды ниобия, тантала, молибдена и ванадия имеют более высокое электрическое сопротивление, прлчем относительное повышение сопротивления увеличивается по мере заполнения недостроенного -уровня переходного металла. [c.107]

Кристаллические структуры актиноидов (см. табл. 39) также тесно связаны с особенностями их электронного строения. Актиний с внешней оболочкой свободного атома s p d s , теряя три валентных электрона, в металлическом состоянии образует ионы Ас с внешней оболочкой р . В результате взаимодействия с электронным газом эти ионы сближаются, но при низких температурах их р-орбитали не перекрываются и вследствие нсевдосферической симметрии ионов упаковываются в плотную гранецентрированную решетку с небольшой тетрагональностью. При повышении температуры вследствие развития р-орбиталей может возникнуть обменное взаимодействие, результатом чего может быть появление объемноцентрированной кубической Р-модификации. Торий имеет внешнюю конфигурацию p d s и в металлическом состоянии четырехвалентен. Его ионы (Th ) имеют внешнюю ортогональную р -оболочку. При низких температурах при сближении ионов перекрытия р-орбиталей не происходит, ионы ведут себя как псевдосферические и в результате ненаправленного взаимодействия с электронным газом упаковываются в плотную кубическую структуру а-тория. С повышением температуры происходит увеличение энергии электронов р -оболочки, р-орбитали вытягиваются и перекрываются, начиная с температуры 1690°. Выше этой температуры возникают ортогонально направленные обменные связи, в результате чего появляется объемноцентрированная кубическая структура р-тория, устойчивая до температуры плавления. Протактиний в связи с наличием внешней оболочки у его иона и устойчивым валентным состоянием Ра , обусловливающим более высокую электронную концентрацию Ъэл1атом), может иметь подобно ванадию, ниобию и танталу и по тем же причинам объемноцентрированную кубическую структуру. Фактически было найдено, что при 20° протактиний имеет ОН, тетрагональную решетку. Тетрагональность может быть обусловлена загрязнениями образца. [c.239]

Пленки бора получают различными методами, из которых следует отметить метод термического разложения трихлорида бора в присутствии водорода с осаждением на нагретую до 997—1017 °С грань <111> р-кремния, метод вакуумного испарения и конденсации на нагретую до различных (20—797°С) температур подложку из плавленого кварца, слюды, каменной соли, сапфира или стекла, метод электронно-лучевого испарения и конденсации в вакууме 1,33-10- Па иа подложки из тантала илн ниобия (с подслоем йз вольфрама, хлористого бария или без подслоя), разогретые до 297—1197°С, и т. п. Ультрачистые пленки бора получают расплавлением и испарением капли на вертикальном стержне бора. Варьируя температуру капли от 697 до 2497 °С, можио изменить скорость испарения в широких пределах, управляя таким образом скоростью осаждения бора на подложке и совершенством образующихся пленок. Известен также способ получения пленок путем мгновенного охлаждения из жидкости. Применяют следующие схемы закалки прокатка жидкой капли, центрифугирование и захлопывание летящей капли двумя медными шайбами и т. д. Кристаллическое строение пленок бора определяется условиями кристаллизации. Так, пленкк, получаемые методом термического разложения трихлорида, имеют главным образом моно- и поликристалличсское строение, методом вакуумного испарения —в основном аморфное при применении в качестве подложек кремния и сапфира строение пленок зависит от температуры подложки — до 797 °С аморфное, при температуре до 897 "С кристаллическое и т. д. При получении пленок путем закалки из жидкой фазы скорости охлаждения составляют Ю —10 с-, а толщина пленок 40—120 мкм. В этом случае пленки имеют преимущественно кристаллическое строение для получения аморфного бора необходимы более высокие скорости. Метод осаждения бора из газовой фазы на подложку используют также для получениях борных нитей. В этом случае осаждение производят иа сердечник из вольфрама диаметром 15—16 мкм, толщина получаемого при этом борного слоя составляет до 50 мкм. В процессе осаждения происходит борирование вольфрама подложки и образуются бориды различного состава. В борном слое обнаружены аморфная и а- и Р-модификации, имеющие монокрнсталли-ческое строение с размерами кристаллитов 2—3 нм. Заметное влияние иа структуру бора оказывают примеси, попадающие в слой из газовой фазы или подложки. Так, присутствие углерода способствует образованию тетрагонального бора вместо Р-ро.мбоэдрического. [c.149]

Сорбируемость катионов и анионов на ионитах различнога состава зависит от положения соответствующих элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Хроматографическ можно также разделять ионы элементов, принадлежащие к различным группам и рядам, например железо и молибден, ванадий и молибден, молибден и рений, ниобий и вольфрам и др. Элементы одного ряда часто дают аналитически сходные ионы, например катионы группы сернистого аммония. Это сходства аналитических реакций объясняется сходством строения их электронных оболочек (заполнение электронами более глубоких уровней). Это относится также к ряду иттрий — технеций или гафний — рений и к семействам железа, палладия и платины. [c.106]

Вопросы для самопроверки 1. Каковы особенности строения атомов -элементов V В и VI В подгрупп Приведите электронные формулы атомов ванадия, ниобия и тантала. 2. Как изменяются кислотные свойства в ряду HVO3—ННЬОз—НТаОз 3. Как изменяются свойства гидроксидов ванадия V (II), V (III), V (IV), V (V) [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология