Строение атомов элементов больших периодов

При заполнении электронных слоев и оболочек атомы подчиняются 1) принципу наименьшей энергии, согласно которому электроны сначала заполняют вакантные орбитали с минимальной энергией 2) принципу Паули 3) правилу Гунда — на вырожденных орбиталях суммарное спиновое число электронов должно быть максимальным. В квантовых ячейках с одинаковой энергией заселение электронами происходит так, чтобы атом имел наибольшее число неспаренных электронов. Это отвечает нормальному состоянию атома (минимум энергии). Рассмотрим связь между электронным строением атомов и положением элементов в короткой 8-клеточной Периодической сис ме (см. форзац). У каждого следующего элемента Периодической системы по сравнению с предыдущим на один электрон больше. Наиболее прост первый период системы, состоящий лишь из двух элементов. У водорода единственный электрон заселяет наинизшую по энергии орбиталь 1 , а у гелия на этой орбитали два электрона с антипарал-лельными спинами. Гелием заканчивается первый период системы и исчерпаны все вариации квантовых чисел при п = I. Таким образом, у атома гелия полностью формируется наиболее близкий к ядру А -слой. [c.40]

По размерам атомов элемента можно косвенно судить об его окислительно-восстанбвительных свойствах, т. е. о том, является ли он металлом или неметаллом. Чем больше атом, тем ближе расположены к ядру электроны и тем их связь с ядром прочнее. Следовательно, такой элемент предпочтительнее будет проявлять окислительные свойства и являться неметаллом, так как небольшие размеры атомов соответствуют элементам концов периодов,- у которых заполнение орбиталей электронами близко к завершению. Ориентировочно можно считать, что элемент является неметаллом, если орбитальный радиус его атомов не превышает 0,1 нм. Связывая металличность свойств простого вещества со строением электронной оболочки его атомов, необходимо отметить, что у атомов металлов в наружном слое не бывает более четырех электронов (за исключением висмута), а у атомов неметаллов — менее пяти электронов (за исключением водорода, бора, углерода и кремния). [c.204]

Кратко подытожим сказанное. Все атомы стремятся образовать устойчивую электронную конфигурацию в виде внещнего уровня из 8 электронов, подобную таковой ближайшего инертного газа. Это может быть осуществлено, во-первых, приобретением или потерей электронов, во-вторых, образованием пар общих электронов. Соединения, образованные первым способом, состоят из ионов и называются электровалентными. Соединения, построенные по второму способу, не имеют ионов и называются ковалентными. Огромное большинство солей относится к первому классу, а ббльшая часть органических соединений — ко второму. Валентность в больших периодах. Установлено, что все атомы стремятся образовать электронные структуры, такие же, как у инертных газов. Это справедливо для многих элементов, однако суш ествует немало исключений из этого правила даже в малых периодах. Например, ВСЬ и РСЬ — устойчивые соединения, однако в одном из них октет не заполнен, а в другом во внешней оболочке больше 8 электронов. Такие отклонения часто встречаются у элементов в больших периодах. Рассмотрим атом цинка. Его атомный номер 30. Поэтому он имеет 30 электронов, окружающих ядро. Два инертных газа, строение которых он должен был бы стремиться приобрести, — это Аг (18) и Кг (36). Теоретически можно ожидать, что атом цинка будет терять 12 электронов или приобретать 6, образуя катион цинка с валентностью 12 или анион цинка с валентностью 6. Однако атом цинка образует устойчивый двухвалентный катион. Следовательно, внешняя оболочка будет устойчива не при 18 или при 36 электронах, а при 28. Распределение электронов в атоме цинка будет поэтому таково 2, 8, 18, 2. Подобные соображения справедливы в отношении структур, приписываемых другим элементам в больших периодах. Рассмотрение атомных структур этих элементов показывает, что максимальное число электронов на третьем уровне равно 18 и что во многих-случаях при незаполненном третьем уровне уже имеются электроны на четвертом. Например, К 19 (2, 8, 8, 1) 5с 21 (2, 8, 9, 2) N1 28 (2, 8, 16, 2) Вг 35 (2, 8, 18, 7). [c.23]

В ряде работ [69—75] изучены плотность и строение жидких сплавов кремния с железом, хромом, марганцем и рядом других элементов. Показано, что свойства жидких сплавов кремния с переходными элементами четвертого периода отличаются рядом особенностей и существенно отклоняются от законов идеальных и регулярных растворов. Это вызвано, по-видимому, развитием й =5-обменного взаимодействия, обусловливающего весьма большие теплоты смешения жидких элементов 84—170 МДж/(г-атом) 51, что указывает на превышение в расплавах подобного рода межчастичного взаимодействия между однотипными атомами [70]. [c.47]

Характеристика элемента. Атом кремния по числу валентных электронов является аналогом углерода. Однако у Si больше радиус атома и самое главное — как элемент 3-го периода он имеет свободные -орбитали. Эти отличия в строении атома делают существенной разницу в химических свойствах. Достаточно сказать, что химия кремния — это область неживой природы, тогда как химия углерода—-в основном химия органическая. Благодаря наличию свободной Зй-ор битали он может образовывать я-связи (рис. 66) за счет неподеленных пар атомов, которые с ним соединяются [c.252]

Обратимся к строению атома. В общих чертах, атом -это состоящее из нейтронов и протонов ядро, несущее положительный заряд, и вращающиеся вокруг него отрицательно заряженные электроны. Все элементы с массой больше, чем у висмута, т.е. элементы, следующие в периодической системе за ним, радиоактивны их ядра неустойчивы, способны самопроизвольно распадаться. Этот процесс характеризуется периодом полураспада - временем, за которое половина всего количества ядер данного элемента распадется, превратившись в иные частицы. [c.11]

Итак, минимальное значение л-1-/=1. При этом возможно только л = 1 и / = О, т. е. 15-электрон. Атом первого элемента периодической системы — атом водорода — содержит один 15-электрон, атом второго элемента — гелия — содержит два 1 -электрона, что обозначается формулой электронного строения 152. в первой электронной оболочке мест больше нет, гелием заканчивается первый период системы Менделеева. [c.18]

Второй, совершенно независимый от первого, путь физиков, приведший их к созданию учения о сложном строении атомов, был связан с развитием теории спектров. Спектр-это атомное явление, во всяком случае тогда, когда мы исследуем спектры при высоких температурах, приводящих к разрушению молекул. Спектры элементов очень сложны, они состоят из тысяч линий , то-есть из тысяч волн различней длины. Роуленд, рассматривая линейчатый спектр железа, остроумно заметил, что атом железа устроен, наверное, гораздо сложнее, чем большой рояль. Ибо, в самом деле,— пишет профессор Шпольский ( Физика , т. 1, 1928 г., стр. 112),—рояль дает около 90 музыкальных тонов, а в спектре железа тысячи отдельных блестящих линий, каждой из которых соответствует свой особый тон , свое особое колебание с определенным периодом . [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология