Церий электронное строение

Представляет интерес рассмотрение вопроса о положении элементов в периодической системе с учетом их электронного строения. В качестве исходной посылки при этом полезно отметить, что s- и р-элементы образуют группы А в периодической системе, а -элементы входят в побочные подгруппы или группы В. При переходе от одной В-группы к другой свойства ( -элементов меняются не очень резко, что, как известно, связано с заполнением электронами второй снаружи оболочки. На основании этой закономерности в последние годы некоторые исследователи предлагают варианты размещения /-элементов в периодической системе с выделением их в специальные С-подгруппы на основании особенностей их электронного строения . В соответствии с этим сам лантан, имеющий 3 валентных электрона, должен возглавлять ШС-группу. Элементы от церия e(4/ 6s — 4 валентных электрона) до самария Sm ((4/ 6s — 8 валентных электронов, подобно железу 3d4s ) располагаются соответственно в IV — VlII -rpynnax. Европий Eu(4/ 6s"), имеющий устойчивую / -конфигурацию и, как следствие этого, лишь [c.24]

Размещение лантаноидов по группам, сделанное на основании их электронного строения, т. е. по сумме /-, d-, s-электронов вне устойчивых конфигураций, представлено в табл. 3. Цезий, имеющий один электрон на 6 -уровне, относится к I группе, барий с двумя электронами на этом же уровне — ко второй, а лантан (d s ) — к третьей. Церий с двумя электронами на внутренней незаполненной 4/-оболочке и двумя электронами на внешней б8-оболочке является элементом IV группы, празеодим (4/ 6s ) — элементом V группы, неодим (4/ 6s ) — VI группы, прометий (4/ 6s ) — [c.18]

Размещению известных Менделееву европия, гадолиния, тербия, гольмия, эрбия, тулия в девятом ряду препятствовало полное несходство их с серебром, кадмием, индием, оловом, сурьмой, теллуром и йодом, под которыми были оставлены места (см. табл. 2). Не зная электронного строения элементов, нельзя было определить, что лантаноиды не являются аналогами элементов главных подгрупп и d-переходных металлов, а образуют самостоятельные третьи подгруппы /-переходных металлов. Открытие лютеция и гафния привело к перемещению иттербия во Пс подгруппу, а церия из подгруппы титана в IV подгруппу. Совершенно так же открытие советским ученым Н. И. Флеровым с сотрудниками в 1964 г. элемента № 104, являющегося аналогом гафния, исключает возможность размещения тория, протактиния и урана в подгруппах d-переходных металлов под гафнием, танталом и вольфрамом, поскольку нельзя в клетку, где поме- [c.24]

На основании данных Хунда, относящихся к 1926—1926 гг., предполагалось, что у лантанидов достраивается слой 4f, причем слои Ы и б5 сохраняют ту же конфигурацию, что у лантана, т. е. что эти элементы имеют по два электрона на уровне 6 в слое 5 и по одному электрону на уровне 5 в слое й. Таким образом, общая формула строения лантанидов принималась 4/"5а б52, где п менялось от 1 до 14 при переходе от церия к лютецию. В настоящее время на основании исследования спектров испускания установлено, что на слое Ы электроны имеются только у трех элементов этой группы — у лантана, гадолиния и лютеция [636]. Строение электронных оболочек скандия, иттрия, лантана и лантанидов показано в табл. 27, причем для уровней К, Ь, М (или 1, 2, 3) число электронов дано суммарно, а для уровней Л/, О й Р (или 4, 5 и 6), характерных для рассматриваемых элементов, число электронов приводится для каждого слоя отдельно. [c.233]

Ярко выраженная поливалентность актиноидов отражает специфику электронного строения их атомов — близость энергетических состояний 5/-, 6d-, 7s- и 7р-подуровней, большую пространственную протяженность 5/-орбиталей по сравнению с 4/-и меньшую эф( )ективность экранирования внешних электронов. Только по мере заполнения 5/-орбиталей электронные конфигурации атомов несколько стабилизируются и элементы подсемейства берклия (Вк—Lr) проявляют более устойчивые низкие степени окисления +3 и +2. Для тория, протактиния и урана преобладают степени окисления -f4, -f5 и +6 соответственно, поэтому соединения этих элементов до некоторой степени напоминают соединения гафния, тантала и вольфрама. В настоящее время принадлежность их к семейству /-элементов (актиноидов) не вызывает сомнений. U, Np, Pu и Ат образуют группу уранидов, аналогично подгруппе церия в ряду лантаноидов, а элементы Ст—Lr образуют группу кюридов. [c.360]

Обычно термин редкоземельные элементы применяют к семейству элементов с порядковыми номерами 57-—71. У этих элементов при возрастании порядкового номера атома происходит заполнение электронами не внешней 6 -оболочки, но более глубоко лежащих 4/- и отчасти 5с -электронных уровней [152]. Руководствуясь общепринятым в настоящее время расположением электронов, следует, однако, иметь в виду энергетическую близость уровней 4/ и Ы, в силу чего Хунд [153], например, для церия принимает не строение а 4/ 5 б52. [c.30]

В группу редкоземельных элементов, нлл лантанидов (лантаноидов), входят 14 элементов церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций. По числу входящих в нее элементов и по своеобразию их свойств эта группа занимает особое положение в неорганической химии. Весьма интересна и увлекательна даже история открытия входящих в нее элементов, охватывающая почти полтораста лет (церий был открыт в 1803 г., прометий — в 1942—1947 гг.), включающая непрерывное последовательное обнаружение новых элементов в ранее казавшихся индивидуальными препаратах. Лишь исследование Мозли впервые позволило точ ю установить, что эта группа включает 14 элементов, и только достижения в области атомной энергетики позволили искусственным путем действительно получить неоднократно до того открываемый и получивший название, но не встречающийся в природе 61-й элемент — прометий. Изучение электронной структуры атомов элементов показало,что для лантанидов характерно заполнение внутренней 14-электрониой /-оболочки, в соответствии с чем для структуры атомов этих элементов характерны состояния от (церий) до (лютеций). Своеобразия строения электронных [c.162]

Начиная с элемента церия Се (порядковый номер 58) до элемента лютеция Ьи (порядковый номер 71) идущие по порядку электроны в атомах этих элементов размещаются на четвертом энергетическом уровне по /-подуровням. Так как у этих элементов происходит заполнение электронами глубинного 4/-подуровня (третьего снаружи), а строение наружного электронного уровня остается неизменным, то эти элементы, называемые лантаноидами, обладают близкими химическими свойствами. [c.64]

Одинаковое строение крайней электронной оболочки — причина близких химических свойств редкоземельных элементов и трудности их разделения. До последнего времени единственно доступным препаратом редкоземельных металлов был мишметалл — сплав около 50% церия с другими лантоноида-ми. За последнее время в области разделения редких земель наблюдаются существенные сдвиги, в результате чего такие элементы, как церий, самарий, европий и иттербий, выделены в виде соединений спектральной чистоты [154]. [c.30]

За исключением лантана, гадолиния и лютеция, атомы элементов этой подгруппы имеют одинаковое строение наружного Р и предпоследнего внутреннего О слоев на внешнем электронном слое у них по 2, а на предпоследнем — по 8 элементов (у La, Gd, Lu — по 9). Число электронов в слое N в ряду церий —лютеций постепенно возрастает от 20 до 32. Но, как известно, различие, в структуре более глубоко лежащих слоев в атомах, как правило, мало сказывается на химических свойствах элементов. Общность строения и близость химических свойств редкоземельных элементов, обусловленные одинаковым числом наружных (валентных) электронов и постепенным заполнением подуровня 4f, позволили разместить их в периодической системе Менделеева в одной клетке с лантаном. В связи с этим их называют лантаноидами. [c.399]

Кроме упомянутых областей промышленного использования редких земель, ими широко пользуются в исследовательской работе. Вследствие уникальной атомной структуры этой группы элементов, многие их физические и химические свойства изменяются в зависимости от их кристаллической структуры и атомного строения. Почти все физические и химические свойства этих элементов определяются самыми удаленными от центра электронами. Именно эти удаленные от ядра электроны вызывают химические связи и перемещаются, когда происходят химические процессы. Редкоземельные элементы и элементы, подобные им, обычно имеют 3 электрона на внешней орбите, поэтому их валентность равна трем. Электронные структуры этих элементов в том виде, в каком они существуют в твердых солях, показаны в табл. 1. Начиная с церия, неполная внутренняя оболочка заполняется электронами. Эта внутренняя оболочка предохраняется заполненными оболочками 5х и 5р, которые расположены еще дальше от центра атома, и, следовательно, эти внутренние электроны играют ничтожную роль для сил сродства, удерживающих атомы в молекулах. Внутренние электроны обычно являются непарными и придают редкоземельным металлам и солям парамагнитные свойства. Даже будучи в твердом состоянии, внутренние электроны так хорошо защищены от внешних связующих электронов, что при первых грубых расчетах обусловливаемые ими энергетические состояния могут быть истолкованы теоретически точно таким же образом, как если бы [c.373]

Использовав эти расчеты, а также температурные зависимости аир, удалось качественно представить строение электронных зон сульфида церия (рис. 7). [c.40]

В атомах элементов 6-го и 7-го периодов, начиная с церия Се, появляются электроны на /-подуровнях. Строение электронных оболочек атомов этпх элементов рассмотрено в гл. 14. [c.41]

Таким образом, строение атомов лантаноидов предопределяет большое химическое сходство этих элементов, их типично металлический характер и высокую химическую активность, несколько спадающую вдоль периода по мере уменьшения размера атомов. Основная, у большинства элементов практически единственная, степень окисления в соединениях +3, однако повышенная устойчивость замкнутых или полузаполненных электронных оболочек приводит к стабилизации степеней окисления +2 у европия (f) и иттербия f ), а также +4 у церия = [Хе]) и тербия (f). [c.379]

Как указано в табл. 6, четырнадцать 4/-элекТроноЕ добавляются в группе лантанидов, начиная с церия (2 = 58) и кончая лютецием (2 = 71) а в группе актинидов четырнадцать 5/ электронов также добавляются, начиная с тория (2 = 90) и кончая лоуренсием (2=103). В случае актиния, тория, урана и америция сведения строении оболочек были получены из анализа сиектро скопических данных, полученных при измерении эмиссионных линий нейтральных и заряженных газообразных атомов. Представление о строении оболочек протакти- [c.117]

Не меньшую дискуссию вызвало размещение редкоземельных элементов. Сам Д. И. Менделеев окончательно не решил этот вопрос. В частности, он рассматривал церий как элемент четвертой группы. Остальные редкоземельные элементы Д. И. Менделеев пытался расположить в различных группах (третьей, четвертой, пятой) пятого и шестого периодов. Вопрос о размещении редкоземельных элементов был решен Н. Бором на основе квантовой теории строения атомов. Из системы квантовых чисел (см. табл. 12) вытекает, что число возможных орбиталей для размещения электронов 4/-уровня не превышает 14.. Поскольку атомы редкоземельных элементов строятся таким образом, что у них в конечном счете происходит построение 4/-орбиталей, то число соответствующих элементов должно быть равным 14. Исследование строения атомов редкоземельных элементов (с применением оптических методов) показало, что внешние орбитали у них аналогичны Следовательно, все эти элементы являются аналогами и должны быть отнесены к одной и той же группе периодической системы — к третьей. Строение лантана, гадолиния и лютеция характеризуется наличием Бй-орбитали, электронные формулы этих элементов имеют вид 4/ 5 5526р 6з . Определение зарядов ядер лантана и 14 редкоземельных элементов окончательно подтвердили размещение их под атомными номерами 57—71 в третьей группе шестого периода. Несмотря на это, некоторые авторы до сих пор пытаются распределить редкоземельные элементы между различными группами периодической системы. [c.53]

В работе [81] сделана попытка исследовать структуру дибензоилметаната церия по одной проекции. Авторы установили положения атома церия и на основе литературных данных [77] предложили квадратно-антипризматическую конфигурацию молекулы с длиной связи Се—О 2,31 А и валентным углом атома церия 70°. Однако в более позднем структурном исследовании [82] было установлено иное положение атома металла и на основе анализа двух проекций электронной плотности высказано предположение о додекаэдрическом (бисдифенои-дальном) строении молекулы комплекса. [c.47]

Внимание исследователей привлекает и фазовый переход в металлическом церии при давлении всего около 7000 ат, протекающий со значительным уменьшением объема и сопровождающийся увеличением электропроводности. Характерной особенностью при этом является то, что новая более плотная модификация церия обладает такой же формой кристаллической решетки, что и менее плотная, и отличается лишь меньшими расстояниями между атомами. Было высказано предположение, что этот переход связан с превращением церия из трех- в четырехва-лентный, т. е. с изменением строения его электронной об<ь лочки. [c.60]

Проведен качественный анализ связи термоэлектрических свойств полупроводниковых соединений переходных. металлов с особенностями строения их электронных зон. Отмечена роль степени перекрытия высокоплотных с1- и f- o тoяний с низкоплотными 5- и р-состояниями атомов исходных элементов. Качественно объяснены закономерности смены электрофизических свойств соединений вдоль рядов и групп Периодической таблицы элементов. Более подробно с привлечением теоретикогруппового анализа рассмотрены особенности термоэлектрических свойств сульфида церия СегЗз. Установлено влияние на эти свойства 5- и / -состояний атомов церия, определенным образом формирующих зону проводимости СеЗз. [c.351]

Периодическое изменение степеней окисления элементов связано со строением их внешней электронной оболочки. Например, у лития на 2 - АО один мектрон, а у фтора не хватает одного электрона до устойчивой 28 р электронной конфигурации. Отсюда одинаковые по абсолютному значению степени окисления. Степень окисления (+1У), известная у церия Се, повторяется у тербия ТЬ, отдающего, как и Се, два электрона с бя-АО и два элект юна с 4/-А0, после чего последняя у ТЬ приобретает устойчивую 4/ -кон-фшурацию. [c.54]

IV группа охватывает, как известно, длинный ряд элементов, строение рлектронной оболочки которых проходит, если так можно выразиться, критические моменты титан и цирконий— V-электроны, гафний —только что закончилось заполнение /-оболочки, что позволяет провести параллель с церием, у которого имеет место начало заполнения /-оболочки, и наконец, торий, у которого снова, повидимому, начинает заполняться /-оболочка. Очень интересно, что у титана проявляется исключительная способность образовывать фазы с широчайшим интервалом устойчивости по составу. [c.465]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология