Электроны внешние, проникновение орбит

Рассмотрим еще один пример. В четвертом периоде при переходе от К к Си и от Са к 2п происходит возрастание первой энергии ионизации соответственно на 3,4 и 3,3 эв. Это связано с проникновением 4 - и 452-электронов под все более заполняемый экран З -электронов и, как следствие, с ростом эффективного-заряда ядра, притягивающего внешние электроны. Аналогичная картина наблюдается и в пятом периоде. В шестом периоде переход от Сз к Аи и от Ва к Hg сопровождается значительно большим возрастанием/1 (соответственно на 5,33 и 5,22 эв), что объясняется проникновением 6 - и б52-электронов под двойной экран и 4/-электронов — возникает дополнительное /-упрочнение. Поэтому элементы, стоящие за лантаноидами, обладают особенно высокими энергиями ионизации. Упрочнение связи -электронов, вызванное проникновением под (1- и /-орбитали, создает [c.82]

Хартри-фоковские расчеты атомов и анализ атомных спектров показывают, что орбитальные энергии е, зависят не только от главного квантового числа п и заряда ядра Z, но и от орбитального квантового числа I. Если бы экранирование ядра внутренними электронами было полным, то энергетические уровни внешних электро-(юв были бы идентичны уровням атома водорода. Отклонение от уровней атома водорода является непосредственной мерой влияния неполного экранирования (так иазьшаемый эффект проникновения). Все уровни атома лития расположены ниже соответствующих уровней атома водорода, причем сдвиг их тем меньше, чем больше угловые моменты соответствующих орбиталей, т. е. 5-уровень сдви-[ ается сильнее э-уровня, /7-уровень — сильнее -уровня и т. д. Энергии орбиталей уменьшаются с возрастанием Z. Понижение энергии орбитали уменьшается с ростом главного квантового числа п. Рас-[цепление уровней с данным п возникает из-за межэлектронного отгалкивания. В пределе при Z—юо орбитали внутренних электронов с данными п снова становятся вырожденными по /, так как межэлектронное взаимодействие становится незначительным по сравнению с электронно-ядерным взаимодействием. [c.71]

Понятно, что эффект проникновения увеличивает прочность связи внешних электронов с ядром. Этим, в частности, определяется порядок заполнения в многоэлектронных атомах 5-, р-, <а - /-... орбита-лей п)и данном п. [c.33]

В характере изменения свойств х- и р-элементов в подгруппах отчетливо наблюдается вторичная периодичность (рис. 16). Для ее объяснения привлекается представление о проникновении электронов к ядру. Как показано на рисунке 9, электрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. Иными словами, внешние электроны проникают к ядру через слои внутренних электронов. Как видно из рисунка 17, внешний З.ч-электрон атома натрия обладает весьма значительной вероятностью находиться вблизи ядра в области внутренних К- и -электронных слоев. [c.37]

Пользуясь представлением о проникновении электронов к ядру, рассмотрим характер изменения радиуса атомов элементов в подгруппе углерода. В ряду С — 51—Ое — 5п — РЬ проявляется общая тенденция увеличения радиуса атома (см. рис. 15, 16). Однако это увеличение имеет немонотонный характер. При переходе от 51 к Ое внешние р-электроны проникают через экран из десяти З -электро-нов и тем самым упрочняют связь с ядром и сжимают электронную оболочку атома. Уменьшение размера 6р-орбитали РЬ по сравнению с 5р-орбиталью 5п обусловлено проникновением бр-электронов под двойной экран десяти -электронов и четырнадцати 4/-электронов. Этим же объясняется немонотонность в изменении энергии ионизаций атомов в ряду С — РЬ и большее значение ее для РЬ по сравнению с атомом 5п (см. рис. 12). [c.37]

Сводка энергий различных внешних орбит элементов периодической системы приведена на рис. 80. Этот график составлен по данным, найденным из наблюдаемых уровней энергии атомов, как изложено выше. За нуль эпергии принято наинизшее состояние однократно ионизованного атома. На рис. 80 отчетливо иллюстрируется эффект проникновения, описанный на стр. 226. Среди орбит с данным главным квантовым числом порядок орбит по убывающей стабильности всегда 5, / , с1, /, и отличия в стабильности обычно возрастают с ростом атомного номера. Разница в стабильности х-иа -орбит настолько велика, что после азота орбита 4з становится более стабильной, чем 3с1 Это, конечно, и является причиной позднего появления переходных элементов в периодической системе. Действительно, между магнием и кальцием Зй(-орбита даже менее стабильна, чем 4р, так что скорее удивительно, что переходные элементы появляются еще сравнительно рано. Однако когда начинает заполняться оболочка 4з, происходит внезапное увеличение стабильности З -орбит. Это происходит вследствие сильного перекрывания 4ь - и З -орбит, так что 4з-электроны не экранируют в достаточной мере З -орбиты. Благодаря этому Зс(-орбиты смещаются к ядру, и при добавлении дополнительных электронов последние идут на -орбиты. Поскольку З -электроны плохо экранируют друг друга, имеется почти автокаталитическое влияние на стабильность после меди Зй-электроны снова оказываются более стабильными, чем 4з-электроны. [c.247]

Таким образом, в ряду Ge—Sn—РЬ величина координационного числа в простых веществах возрастает от 4 до 12, а устойчивая степень окисления в соединениях уменьшается с +4 до +2. Эти особенности обусловлены, с одной стороны, сближением внешних энергетических уровней электронов с ростом главного квантового числа, что приводит к доступности вакантной 6 -орбитали свинца для валентных электронов. При этом число возможных электронных состояний превышает число валентных электронов, т. е. наблюдается дефицит валентных электронов, приводящий к возникновению металлической связи в простом веществе. С точки зрения зонной теории это соответствует перекрыванию валентной 6р- и вакантной 6с(-зон в кристалле свинца. С другой стороны, для свинца, как и для всех остальных / -элементов 6-го периода, характерно наличие инертной б5-пары, что обусловлено эф( №ктом проникновения б5-электронов под двойной слой из и 4/1 -электронов и способствует стабилизации низшей степени окисления. [c.215]

В характере изменения свойств и р-элементов в подгруппах от>-четливо наблюдается вторичная периодичность (см. рис. 16, 132). Для ее объяснения привлекается представление о проникн о а епии электронов к ядру. Как было показано на рис. 9, электрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. Иными словами, внешние электроны проникают к ядру через слои внутренних электронов (рйс. 141). Так, внешний 3 Электрон атома натрия обладает весьма значительной вероятностью находиться вблизи ядра. Концентрация электронной плотности (степень проникновения электронов) при одном и тОм же главном квантовом числе наибольшая для 5-злектрона, меньше — длй р-электрона, еще меньше для -электрона и т.д. Например, при п = 3 степень проникновения убывает в последовательности 3 > Зр > 3(1. [c.291]

Пользуясь представлением о проникновении электронов к дру, рассмотрим характер изменения радиуса атомов элементов в подгруппе углерода. В ряду С—81—Се—8п—РЬ проявляется общая тенденция увеличения радиуса атома (рис. 142). Однако это увеличение имеет немонотонный характер. При переходе от 81 к Ое внешние р-электроны проникают через экран из десяти 3 -электронов и тем самым упрочняют связь с ядром и сжимают электронную оболочку атома. Уменьшение размера бр-орбитали РЬ по сравнению с 5р-орбиталью 8п обусловлено проникновением 6 ьэлектронов под двойной экран десяти 5 -элeктpoнoв и четырнадцати 4/-электронов. [c.292]

Характеристика элемента. Ртуть в подгруппе ПВ стоит несколько обособленно. Она отличается от двух других членов аномально высоким потенциалом ионизации, большим положительным значением нормального окислительно-восстановительного потенциала и меньшей реакционной способностью. Большая энергия ионизации ртути объясняется проникновением электронов в б5 -состоянии глубже к ядру не только за экран яз но и под 4/ -подуровень электронов. Одновременно с возрастанием устойчивости внешней электронной пары из-за увеличения размера 5 -орбитали возрастает, по сравнению с цинком и кадмием, способность ртути к комплексообразованию. Особенностью ее является возможность образования кроме ионного состояния +2 еще и ионов +1, образующих радикальную группировку —Hg—Hg—. При электрической диссоциации группировка эта не разрушается и в раствор переходит сложный ион Hg +. Поэтому можно различить два ряда соединений в одних ртуть имеет степень окисления -Ь1 [Hg2 l2, Нд2(1ХОз)2], а в других +2[Hg l2, Hg(NOз)2]. Связь в соединениях ртути в значительной степени ковалентна. Это проявляется, в частности в способности ее образовывать большое количество ртутноорганических соединений. Соединения ртути значительно более устойчивы, чем соответствующие соединения цинка и кадмия. [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология