Железо атом, электронное строение

Строение электронных уровней атомов этих элементов характеризуется почти полной достройкой -подуровня предпоследнего уровня шесть —у железа, семь — у кобальта и восемь — у никеля. Заполнение -подуровня у атомов этих элементов сказывается на уменьшении окислительного числа, поскольку на /-подуровне содержится меньшее число непарных электронов (см. Курс химии, ч. 1. Общетеоретическая, гл. 11, стр. 86). Поэтому если марганцу свойственно еще окислительное число +7. то атом железа может отдавать не более 6 электронов и, следовательно, его окислительное число не может быть больше +6. Окислительное число кобальта не можег быть больше +5, а никеля -1-4. Таким образом, у атомов этих элементов уже нельзя считать все электроны незаполненных уровней валентными. Одновременно с повышением устойчивости почти зг(полненного /-подуровня снижается склонность этих элементов к металлообразным соединениям с электронной проводимостью. [c.126]

Строение электронных уровней атомов железа, кобальта и никеля характеризуется почти полной достройкой -подуровня предпоследнего электронного уровня шесть электронов — у железа, семь—у кобальта и восемь — у никеля. Заполнение -подуровня у атомов этих элементов сказывается на уменьшении окислительного числа, поскольку на -подуровне содержится меньшее число непарных электронов. Поэтому если марганцу свойственна еще степень окисления 4-7, то атом железа может отдавать не более шести электронов и, следовательно, его степень окисления не может быть больше 4-6. Окислительное число кобальта не может быть больше 4-5, а никеля 4-4, Таким образом, у атомов этих элементов нельзя считать все электроны незаполненных уровней валентными. Одновременно с повышением устойчивости почти заполненного -подуровня снижается склонность этих элементов к образованию металлоподобных соединений с электронной проводимостью. Электрической проводимостью такого типа обладают только силиды этих металлов. [c.297]

Аналогичная гибридизация имеет место и у переходных элементов. При этом комбинируются 3d-, 4s- и 4/ -орбиты. Особый интерес представляет s/j d-гибридизация. Полинг показал, что при этом возникают шесть эквивалентных электронных тяжей, направленных, например, вдоль положительных и отрицательных направлений осей х, у, г (октаэдрическая гибридизация). Эти гибридизации привлекались для объяснения строения комплексных соединений типа ионов Fe ( N)s или Со (ЫНз)б . Атом железа имеет внешние электроны (3df (4s) . Ион Ре + имеет строение (3d)" (4s)Представляется энергетически выгодным возбудить три электрона из З -состояния в 4р-состояние. Тогда в возникшем ионе осуществляется состояние (МУ (4s) (4р) . Два /-электрона, один 4s и три 4р дают октаэдрическую гибридизацию, приводящую к шести сильным связям, компенсирующим энергию, затраченную иа возбуждение. [c.480]

Магнитные свойства ферромагнитных материалов определяются магнитными свойствами многоэлектронного атома. Однако далеко не все материалы с многоэлектронными атомами обладают ферромагнитными свойствами. Строение атомов ферромагнитных материалов имеет ряд особенностей. Атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются электроны, образующие электронные слои и оболочки. Число электронных слоев определяют главным квантовым числом, которое принимает целые значения 1, 2, 3,. .., п. Число оболочек в слое выражают орбитальным квантовым числом I и обозначают их буквами 8, р, <1, f,. ... На рис. 1.16 показана планетарная модель атома железа, из которого видно, что в атоме содержится четыре электронных слоя. В первом слое находится одна электронная оболочка 18 с двумя электронами во втором слое содержатся оболочки 28 с двумя электронами, 2р с шестью электронами в третьем слое - оболочка Зз с двумя электронами, оболочка Зр с шестью электронами и оболочка 3(1 с шестью [c.238]

Наиболее просто это достигается карбонилами никеля и железа. Никель, обладающий порядковым числом 28, присоединяет 4 молекулы окиси углерода с двумя электронами каждая в результате образования (Ni (00)4) атом металла окружен 36 электронами (строение типа криптона). [c.700]

В основном состоянии атомы элементов семейства железа имеют строение внешних электронных оболочек 3 45 (Ре), 34 (Со) и 3 4 (Ы ). Возбуждение их по типу 45 - -4 4р требует затраты 55 (Ре), 67 (Со) или 74 (N1) ккал/г-атом. Последовательные ионизационные потенциалы равны (в) 7,90, 16,18 и 30,64 (Ре), 7,86, 17,05 и 33,49 (Со), 7,63, 18,15 и 35,16 (№). [c.120]

Ядерный гамма-резонанс (эффект Мессбауэра) позволяет получать ценную информацию о строении электронных оболочек атомов, содержащих мессбауэровские ядра. Существенным недостатком метода является ограниченность числа элементов, практически доступных для исследования. В настоящей работе сделана попытка преодолеть это ограничение, используя результаты мессбауэровских измерений на ядрах 5п 9 и 5Ь 21 атомов олова и сурьмы, входящих в состав соединений, а также на ядрах Ре примесных ато.мов железа в качестве критерия применимости различных подходов при теоретическом расчете эффективных зарядов атомов в соединениях рассматриваемого типа. [c.148]

Между тем возможно эквивалентное предыдущему альтернативное описание электронного строения ферроцена с помощью орбиталей, охватывающих атом металла и только одно кольцо. Эти орбитали строятся из молекулярных орбиталей только одного кольца и подходящей по симметрии гибридной атомной орбитали металла, направленной к этому кольцу. Занятые парами электронов, эти орбитали и представляют собой локальные многоцентровые связи металл—кольцо. В табл. 2 приведена классификация соответствующих орбиталей по симметрии. В рамках описанного подхода атом железа может рассматриваться как связанный с каждым кольцом тройной [c.14]

При рассмотрении электронного строения ферроцена следует учитывать только Ъй-ъ 45-орбиты атома железа. На этих орбитах имеется всего восемь электронов. Если принять атом железа за начало координат, а плоскость ху провести параллельно кольцам циклопентадиенила через атом железа, то в этой х /-плоскости будет две З -орбиты, а именно орбиты Ъйх -у и >dxy, и каждая из них содержит по два электрона. Что касается орбит Ыуг и Ыхг, ТО НВ НИХ имеется по одному электрону, и симметрия этих орбит такова, что позволяет им образовывать связь с П-орбитами циклопентадиенила. Осталь- [c.194]

В атомах, следующих за скандием элементов, продолжается заполнение электронами Зг/-уровпей. К этим элементам относятся титан, у которого два Зй-электрона, ванадий, имеющий Зс -электрона, т. е. V(l) (2) (3s) (Зр) (3d) (4s) . Строение атома следующего элемента — хрома— имеет вид Сг(1) (2) (3s) (3p) (3ii) (4s) так как оказывается, что одному s-электрону выгоднее возвратиться на 3 -уровень. Атом марганца имеет также пять Зс/-электронов и два 4s. В атоме железа шесть 3d-электронов Fe(l) (2) (3s)2(3p) (3d) (4s)2, в атоме кобальта — семь З -электронов и в никеле — восемь. Общее количество электронов, которое может поместиться на -оболочке, равно 10 [2(2-2+1)]. Заполнение Зс -уровня или оболочки завершается в атоме меди (2=29) Си(1) [c.317]

Следует подчеркнуть, что периодическая система элементов Д. И. Менделеева явилась исходным пунктом для решения вопроса о строении атома и для создания его модели. Так, согласно ядерной модели наиболее просто устроен атом водорода ядро несет один элементарный положительный заряд, а в поле ядра по орбите движется один электрон. Порядковый номер железа 26. Значит, положительный заряд ядра равен 26, а в поле ядра нейтрального атома движется 26 электронов. У элемента курчатовия (2 = 104) положительный заряд ядра равен 104, а в поле ядра движется 104 электрона. Аналогично можно представить и строение атомов других элементов. [c.30]

Например, атом инертного газа криптона имеет 36 электронов, а атом железа 26. При взаимодействии с СО атом железа дополняет свои оболочки десятью электронами, для чего ему необходимо пять электронных пар, которые отдают пять групп СО. Так объясняется строение пентакарбонила железа Ре(С0)5. [c.22]

При образовании стабильных карбонилов металлов они приобретают электронную оболочку благородного газа, для чего требуется 12 электронов для металлов VI группы, 11 для металлов VII группы и 10 для металлов VIII группы. Поэтому карбонилы Ш и Мо взаимодействуют с 12 я-электронами шести групп СО и образуют октаэдрические молекулы [46]. Карбонил Ке присоединяет 5 групп СО (10 электронов) и образует двуядерный карбонил за счет связи Не—Ке. Молекулу этого карбонила можно построить из двух октаэдров, в каждом из которых в центральном положении находится один атом металла, пять вершин заняты группами СО, а шестая — вторым атомом металла. Молекула карбонила железа с пятью группами СО имеет строение тетрагональной пирамиды. Но известно, что пять эквивалентных гибриди-зованных связей не образуется, юэтому одна из связей Ре—С ослаблена, что подтверждается измерениями дипольного момента. В карбониле кобальта также одна из связей (Со—Со) отлична от других (Со—С). [c.110]

Нарисуйте схему строения электронных оболочек атома железа. Сколько валентных электронов в атоме железа, как они распределяются по электронным оболочкам Сколько электронов максимально может терять атом железа при реакциях [c.61]

К металлам группы железа близко примыкает медь, строение атома которой, так же как и у металлов группы железа, допускает переход электрона из слоя -М в слой А/. Отдавая один электрон, атом меди приближается по свойствам к атому Аи или Ag, а отдавая два электрона,—к атомам группы железа. Двухвалентный ион Си++ должен быть более активен, чем Си+, что и подтверждается экспериментально. [c.102]

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]

Симметричное относительно центра двухплоскостное строение ферроцена (строение тина сэндвич ) (предложенное Р. Б. Вудвордом, 1952 г.) было подтверждено рентгеноструктурным анализом, дифракцией электронов и исследованием инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния. Атом железа расположен в центре меноду двумя параллельными циклопентадиеновыми кольцами на равном расстоянии от всех десяти атомов углерода. Межатомные расстояния С—С каждого цикла равны друг другу (1,41 А) (рис. 57). [c.318]

При таком строении молекулы карбонила атом железа формальна может рассматриваться в качестве привычного двухвалентного катиона [9—12]. Лэнгмюр [13] приписывал внешней оболочке атома железа наличие восемнадцати электронов и отсюда утверждал, что атом железа в карбониле имеет отрицательную валентность, равную десяти. [c.46]

Таким образом, в ст-фазах металл А по своему положению в периодической системе удален от подгруппы марганца на 1 или 2 места влево, а металл В — на 1—3 места вправо. В Х фззах, напротив, (см. табл. 1.11) металл А (А1, 5е, Т1, 2т и Н1) удален от подгруппы марганца на 1—4 места влево, а металл В принадлежит к подгруппе марганца или железа. Однако тип и очередность появления рассматриваемых фаз невозможно определить электронным фактором, выраженным только электронной концентрацией [98] или только концентрацией дырок [37], поскольку обе они не отражают всех деталей электронного строения сплавов с определенной структурой. Действительно, статистические кривые частоты появления ст- и х-фаз в зависимости от электронной концентрации имеют максимумы, которые практически совпадают для обоих типов фаз (приблизительно 6,6—6,7 эжктрон атом) (см. рис. 1-16) [85]. [c.37]

Исследования, произведенные на координационных (комплексных) соединениях, значительно продвинули наши познания о химич. связи в этих веществах. Так, напр., атом железа обнаруживает в растворах Fe l, магнитный момент, свидетельствующий о наличии у ГеЗ+ 5 неспаренных электронов. В комплексном же соединении KgfFei N) ] железо обнаруживает момент, свойственный лишь 1 неспаренному спину. Соединение K4[Fe( N)e] вовсе лишено магнитного момента, что объясняется отсутствием неспаренных электронов. Или, папр., у иона Ni + оказывается момент, свойственный двум неспаренным электронам, а в квадратных плоских комплексах типа K.,[. i( N)4] момент атома никеля равен нулю. Карбонил железа Ке(С0)5 лишен магнитного момента, что показывает, что он имеет структуру, при к-рой все 6 связей, имеющихся у атома Ге, насыщены. Магнетохимич. исследования позволили этим путем выяснить [электронное строение таких сложных веществ, как гемопротеины. [Магнитный момент молекулы гемоглобина, как оказалось, соответствует 5 неспаренным спинам, между тем как оксигемоглобин во всех случаях лишен магнитного момента. Это означает, что при окислении гемоглобина насыщаются все свободные валентности. [c.502]

При числе атомов железа, большем единицы, образуется кластер ( рой ), в котором, как допускают, существует одноэлектронная связь между атомами железа. Кластер содержит кроме ци-стеина также лабильную серу и может принимать нли отдавать один электрон. Белок типа 1Ре—5, т.е. содержащий один атом железа, именно рубредоксин, был тщательно изучен разнообразными методами. В итоге было доказано, что единственный атом железа в молекуле белка окружен четырьмя остатками цистеина, расположенными в вершинах тетраэдра. Оба (окисленное и восстановленное) состояния комплекса — высокоспиновые. Эти белки имеют молекулярную массу около 6000 и могут Рис 1У5 Строение передавать (на молекулу) один электрон. [c.366]

Карбонилы получают взаимодействием тонких порошков металлов и газообразного СО при повышенном давлении и при обычной температуре или при нагревании (500—600 К). Ио строению их можно рассматривать как соединения нейтральных атомов с химически активными молекулами СО. Атом железа захватывает 5-элек-троны и образует электронные пары в подуровне освобождая при этом 5 валентных орбиталей, как это показано на рис. 184. Вакантные орбитали, гибридизируясь, получают ориентацию тригональной бипирамиды, по вершинам которой и располагаются молекулы СО, [c.372]

В настоящее время наблюдается мощный интеллектуальный подъем в неорганической химии, который сильнее всего затронул те ее области, которые лежат на стыке с соседними дисциплинами химию металлоорганических и бионеорганических соединений, химию твердого тела, биогеохимию и др. Возрастает, в частности, уверенность ученых в том, что неорганические элементы играют важную роль в живых системах. Живые существа вовсе не являются чисто органическими. Они весьма чувствительны к ионам металлов почти всей Периодической системы Д.И. Менделеева. Некоторые ионы играют важнейшую роль в таких жизненно важных процессах, как связывание и транспорт кислорода (железо в гемоглобине), поглощение и конверсия солнечной энергии (магний в хлорофилле, марганец в фотосистеме II, железо в ферродоксине, медь во фта-лоцианине), передача электрических импульсов между клетками (кальций, калий в нервных клетках), мышечное сокращение (кальций), ферментативный катализ (кобальт в витамине В12). Это привело к взрыву творческой активности ученых в области неорганической химии биосистем. Мы начинаем изучать строение ближайшего и дальнего окружения атомов металлов в биосистемах и учимся понимать, как это окружение позволяет атому металла с такой высокой чувствительностью реагировать на изменение pH, давление кислорода, присутствие доноров или акцепторов электронов. [c.158]

Теория валентных связей сыграла большую роль в развитии представлений о химической связи, однако ей не хватило внутренней согласованности, ее математический аппарат оказался слишком громоздким и не позволил провести расчеты достаточно сложных молекул. Кроме того, стали известны соединения, строение которых принципиально не согласуется с теорией валентных связей. Например, в молекуле диборана ВаНв число межатомных промежутков В — Н (8) больше числа электронных пар (6) в циклопентадиениле железа Ре (С5Н5)а атом железа связан с 10 атомами углерода, хотя у них и нет 10 электронных пар, необходимых для образования таких связей. Точно так же с точки зрения метода локализованных пар не могли быть описаны соединения, содержащие связи металл — металл (кластеры типа КезС ), соединения нульвалентных металлов (карбонилы типа Сг (С0 ) и т. д. [c.264]

Карбонилы получают взаимодействием тонких порошков металлов и газообразного СО при повышенном давлении и при обычной температуре или при нагревании (200—300 С). По строению их можно pa мaтpивaтfJ как соединения нейтральных атомов с химически активными молекулами СО. Атом железа захватывает 5-элек-троны и образует электронные пары в подуровне й, освобождая при этом 5 валентных орбиталей, как это показано на рис. 184. Вакантные орбитали, гибридизируясь, получают ориентацию тригональной бипирамиды, по вершинам которой и располагаются молекулы СО, вступая в донорно-акцепторную связь с вакантными орбиталями. Подобная структура молекулы иодтверждена экспериментально. [c.386]

Даже в том случае, когда ни фенокси-радикал, ни перекись не выделены, строение вторичного продукта окисления иногда указывает на промежуточное образование радикала и, по-видимому, фенокси-радикал способен изомеризоваться в радикал с неспаренным электроном у углеродного атома, находящегося в орто- или пара-положении к атому кислорода. Так, р-нафтол окисляется разбавленным водным раствором хлорного железа, образуя 2,2 -диоксидинафтил, или диф-нафтол (бесцветный т. пл. 219 °С), эмпарическая формула которого соответствует димерной форме радикала, яо который имеет связь меж- [c.309]

В 1945 г. английский физик Поль Дирак предсказал существование частиц необычного строения и даже дал им название позитроний Ps. В 1951 г. были получены первые доказательства существования позитрония. Жизнь позитрония очень коротка — всего 10 с. Позитроний восстанавливает катионы железа(П1) до железа(П), выделяя положительно заряженный электрон (позитрон). Позитроний замещает атомы иода в молекуле и присоединяет атом водорода [c.192]

Планетарная теория строения атомов. Резерфордовская нуклеарная модель атома для химиков не могла представить особого интереса. Она была еще слишком обща, слишком обезличена. Из того, что по сравнению с атомом аргона атом калия содержит лишнюю единицу положительного заряда в ядре и лишний электрон в электронной оболочке, никак не вытекал столь резкий скачок в свойствах между этими двумя элементами. Но исследование атома на нуклеарной модели атома не остановилось. Нуклеарная теория атома развилась в планетарную теорию. Что атом, есть нечто очень сложное, легко было заключить уже из крайней сложности спектров элементов искровой спектр железа заключает, например, в себе тысячи линий. Опираясь на теорию испускания световой энергии малыми, но конечными порциями — квантами, а также используя метод аналогии с коперниковой теорией солнечной системы, Нильс Бор создал планетарную теорию строения атомов. [c.78]

Каталазную активность проявляют лишь фталоцианины железа, осмия, рутения, имеющие центральный атом металла с одинаковым строением внешней электронной оболочки. Катализ осуществляется за счет образования промежуточного комплекса центрального атома с перекисью водорода. Оксидазную активность проявляют большинство металлфталоцианинов, причем в образовании промежуточного комплекса уже участвуют переферические атомы азота макрокольца фталоцна-ннна. Реакции окисления протекают но свободно-радикальному механизму. [c.92]

Цитохромы образуют семейство окращенных белков, объединяемых наличием в их молекуле связанной группы гема принимая один электрон, атом железа, входящий в состав гема. восстанавливается - переходит из состояния Fe III в состояние Fe II. Гем содержит порфириновое кольцо и атом железа, прочно связанный с помощью четырех азотных атомов, расположенных в углах квадрата (рис. 7-27). Близкие по строению порфириновые кольца определяют красный цвет крови и зеленый цвет листьев, связывая железо в гемоглобине (разд. 10.5.3) и магний в хлорофилле (разд. 7.3.6). Из множества белков дыхательной цепи. хучще всего изучен цитохром с его трехмерная структура была определена методом рентгеноструктурного анализа (рис. 7-28). [c.451]

В литературе высказывалось мнение, что истинные карбонилы образуют лишь некоторые элементы (никель, железо, кобальт, рений, хром, молибден, вольфрам, часть платиновых металлов). При этом предполагалось наличие у карбонилов так называемых типич1ных карбонильных овойств. К их числу относили высокую летучесть, растворимость в индиферентных органичеоких растворителях, термическую диссоциацию на металл и окись углерода, комплексное строение. Ряд исследователей считает, что летучие карбонилы могут образовывать только элементы с 5-валентными электронами. Но карбонил углерода обладает всеми типичными карбонильными свойствами. Он летуч, разлагается на углерод и окись углерода, растворяется только в органических растворителях, имеет координационные связи (комплексное строение), и в то же время его центральный атом обладает -5- и р- валентными электронами. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология