Электронные оболочки и периоды периодической таблицы

Ковалентные и ионные радиусы уменьшаются при движении слева направо по периодам Периодической таблицы. В первом коротком периоде (11 — Р) заряд ядра атома увеличивается от 3 до 9. Из-за увеличения заряда ядра К-электроны приближаются к ядру и радиус Д -оболочки уменьшается. Влияние этого обстоятельства на электроны -оболочки осложняется тем, что они экранированы от ядра Л -оболочкой и эффективно действующий ядерный заряд оказывается меньше действительного заряда ядра атома. Например, у лития внешний электрон притягивается ядром с зарядом - -3, экранированным двумя электронами. Вследствие чего значение действующего заряда оказывается ближе к +1, чем к +3. У бериллия -электроны экранированы двумя электронами, что приводит к уменьшению действующего на них заряда от +4 приблизительно до +2. Тем не менее при движении по периоду слева направо эффективные заряды ядер увеличиваются, что является причиной постепенного уменьшения атомных радиусов (см. рис. 15.4, б). Радиусы ионов с одинаковыми зарядами (например, M + ) изменяются аналогично. [c.361]

Период полураспада (Т. д)- время, за которое количество нестабильных частиц уменьшается наполовину. П. п.— одна из основных характеристик радиоактивных изотопов, неустойчивых элементарных (фундаментальных) частиц. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева — естественная система химических элементов. Расположив элементы в порядке возрастания атомных масс (весов) и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, выражающую открытый им периодический закон Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева позволяют установить взаимную связь между всеми известными химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. На основе закона и периодической системы Д. И. Менделеева найдены закономерности в свойствах химических соединений различных элементов, открыты новые элементы, получено много новых веществ. Периодичность в изменении свойств элементов обусловлена строением электронной оболочки атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов, равного положительному заряду атомного ядра Z. Отсюда современная формулировка периодического закона свойства элементов, а также образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов их атомных ядер (Z). Поэтому химические элементы в П. с. э. располагаются в порядке возрастания Z, что соответствует в целом их расположению по атомным массам, за исключением Аг—К, Со—N1, Те—I, Th—Ра, для которых эта закономерность нарушается, что связано с нх изотопным составом. В периодической системе все химические элементы подразделяются на группы и периоды. Каждая группа в свою очередь подразделяется на главную и побочную подгруппы. В каждой подгруппе содержатся элементы, обладающие сходными химическими свойствами. Элементы главной и побочной подгрупп в каждой группе, как правило, обнаруживают между собой определенное химическое сходство главным образом в высших степенях окисления, которое, как правило, соответствует номеру группы. Периодом называют совокупность элементов, начинающуюся щелочным металлом и заканчивающуюся инертным газом (особый случай — первый период) каждый период содержит строго определенное число элементов. П. с. э. имеет 8 групп и 7 периодов (седьмой пока не завершен). [c.98]

Принцип очередности заполнения орбиталей. Электроны заполняют орбитали в порядке увеличения их энергии, т. е. на орбиталях с более высокой энергией электроны располагаются после того, как заполнены орбитали с меньшей энергией. Этот принцип целиком согласуется с классической физикой, где он формулируется как стремление системы к минимуму энергии. Однако сначала необходимо ответить на вопрос, как зависит энергия электрона от квантовых чисел п и I, описывающих его состояние. Ранние работы по теории периодической системы приписывали исключительную роль главному квантовому числу п, так как застройка электронных оболочек происходит в строгом соответствии с ростом п плоть до аргона (2 = 18). Однако при переходе от третьего периода к четвертому наблюдаются аномалии , которые в последующих периодах таблицы Менделеева становятся скорее правилом, чем исключением. В. М. Клечковский (1954) сформулировал закономерность возрастания энергии электронных [c.169]

В предыдущей главе мы видели на примере элементов третьего периода периодической таблицы, как изменяются свойства при добавлении электронов на внешнюю электронную оболочку атома. Мы установили, что существует определенная связь между увеличением числа электронов и переходом от металлических свойств элементов к неметаллическим, от основных свойств гидроокисей к кислотным, от простых ионных соединений к простым молекулярным соединениям. Эти закономерности обсуждались в свете величин энергии ионизации и электронных конфигураций внешнего слоя. [c.562]

Изобразим строение, электронных оболочек оставшихся пяти атомов второго периода периодической таблицы Менделеева [c.51]

Электронные оболочки и периоды периодической таблицы [c.116]

Изобразим строение электронных оболочек пяти атомов элементов второго периода периодической таблицы Менделеева [c.29]

На этом рисунке совершенно явственно можно различить К-, Ь- и М-оболочки , причем внешняя часть атома полностью определяется размерами внешней (в данном случае М) оболочки. Ясно, что независимо от того, какой смысл вкладывается в понятие размер атома , его радиус всецело определяется размерами внешней электронной оболочки. Фактически расчеты радиального распределения представляют собой основу теоретических оценок атомных и ионных радиусов, которые зависят от числа электронов и от заряда ядра. По мере увеличения заряда каждая электронная оболочка сдвигается к ядру, в результате чего атомы благородных газов, находящиеся в конце каждого периода периодической таблицы, имеют наименьшие ра- диусы, а атомы щелочных металлов, находящиеся в начале каждого периода, имеют наибольшие радиусы. Эта закономерность наглядно иллюстрируется рис. 2.9, где изображены в одном и том же масштабе функции радиальной электронной плотности для основных состояний ряда ионов. Все они имеют заполненную электронную оболочку, как атомы благородных газов, причем радиусы всех этих ионов сравнительно невелики. Следует отметить, что более тяжелые атомы имеют большие радиусы, чем легкие. [c.50]

Последовательные оболочки получили свои названия по благородным газам, в которых они впервые завершаются. Число электронов в каждой оболочке равно атомному номеру элемента в Данном периоде периодической таблицы, который заканчивается соответствующим инертным газом [c.119]

Как было отмечено в предыдущей главе, электроны внешней оболочки атома играют важную роль, определяя периодичность свойств элементов. Валентность атома, или его способность к соединению с другими атомами, также тесно связана с числом электронов во внешней оболочке. Чтобы проиллюстрировать роль валентных электронов и показать часто применяющиеся электронные символы элементов, достаточно рассмотреть различные нредставления электронной структуры элементов второго периода периодической таблицы [c.72]

В табл. 26, представляющей собой длиннопериодную форму периодической системы Д. И. Менделеева, ясно выделены все периоды, отмечены те типы атомов, в которых достраиваются внутренние, незаполненные квантовые слои, видны положение и особенности семейств лантаноидов и актиноидов, максимальные валентности, подгруппы аналогов и т. п. . Эта таблица, приведенная в соответствие с последними данными, дает исчерпывающую картину разнообразия и подобия в строении электронной оболочки, а следовательно, и классификацию элементов по строению их атомов. Так как физико-химические свойства элементов тесно связаны со строением электронной оболочки их атомов, то таблица в то же время представляет классификацию элементов по их физико-химическим свойствам. [c.81]

Периодический закон вскрывает закономерные связи не только между атомами в целом, но и между их составными частями — электронными оболочками и ядрами. Трудно сказать, где кончается власть этого закона. Все это позволяет конструировать условные формы периодов таблицы (см. дополнительную литературу к гл. 5). [c.101]

Из последовательности размещения электронов в атомах следует, что самым длинным периодом является шестой, он содержит 32 элемента. Очевидно, логично строить периодическую систему, отражающую строение электронных оболочек атомов, на основе 32 клеток. Это вариант длинной формы — естественная форма таблицы периодической системы. В нем электронные и химические аналоги объединены в группы, обозначенные римскими цифрами и буквами А(з- и р-элемепты) и В (( -элементы). [c.54]

В периодической таблице элементов по мере продвижения сверху вниз по вертикали атомные радиусы возрастают. Естественно считать, что это обусловлено последовательным увеличением числа электронов. Тот факт, что у переходных элементов пятого и шестого периодов атомные радиусы почти одинаковы, означает, что у соответствующих элементов достраивается сравнительно глубоко расположенная 4 -оболочка вероятно, поэтому увеличение заряда ядра и связанные с этим эффекты притяжения оказываются более существенными, чем влияние увеличивающегося числа электронов (так называемое лантаноидное сжатие см. гл. 5, разд. 4). [c.119]

Химические, магнитные и оптические свойства элементов четвертого периода периодической системы в основном определяются числом и состоянием электронов на Зй- и 45-оболочках. Начиная с марганца, у которого пять й-электронов, у этих элементов на подуровне 4в располагается но два электрона (кроме меди, у которой на 45-подуровне только один электрон). Если представить графически некоторые свойства элементов как функцию атомного номера, то оказывается, что для меди или элементов, соседствующих с ней в периодической таблице, графики проходят через максимум. [c.192]

Как уже отмечалось выше, порядок заполнения электронами подуровней в атоме определяется величинами энергий. Энергии некоторых подуровней (см. рис. 12) близки друг к другу, а потому электрон может заполнять вышележащий подуровень. Так как самый длинный период содержит 32 элемента, то таблица периодической системы, отражающая строение электронной оболочки атомов, должна строиться на основе 32-клеточной формы. Такая форма системы называется длиннопериодным вариантом. [c.82]

Бор предложил собственный вариант периодической системы элементов, взяв за основу старую таблицу Томсена. Периодическая система Бора — Томсена изображена на рис. 2. Группы элементов, заключенные в рамки, охватывают те элементы, у которых происходит заполнение внутренних электронных оболочек. Редкоземельные элементы находятся как бы внутри двойной рамки, и это указывает на то, что у них (начиная с церия) заполняется третья глубинная оболочка. Из теории Бора, что, кстати говоря, отражается и в его таблице, следовал другой интересный вывод появление в седьмом периоде семейства, аналогичного редкоземельному. [c.86]

Медь является элементом, несколько сходным со щелочными металлами в том, что ее система уровней определяется главным образом различными состояниями одного электрона, находящегося вне заполненной оболочки Зd. Но наряду с этим наблюдаются конфигурации d s и d sp, расположенные относительно низко, в то время как соответствующие р з и р зр у щелочных металлов не наблюдаются. В меди и цинке уровень 4р расположен ниже уровня 5 , это заставляет нас ожидать, что в следующих шести элементах будет заполняться оболочка 4р. Это и имеет место, хотя наши знания некоторых из этих спектров весьма отрывочны. Таким образом, мы доходим до следующего инертного газа, криптона, восемнадцатого элемента после предыдущего инертного газа — аргона. В этих восемнадцати элементах заполнены оболочки 4 , Зd и 4р. Они известны как первый большой период в периодической таблице. [c.321]

Эти элементы (90—96) располагаются в периодической таблице Менделеева под элементами шестого периода (72—78), в которых происходит заполнение оболочки Ъй. Теоретические расчеты, основанные на методе Томаса — Ферми, позволяют предсказать место появления 5/-электронов в таблице элементов с возможной ошибкой на несколько единиц. До открытия трансурановых элементов общепринятой была точка зрения, что в элементах от 89 до 92 происходит заполнение оболочки Большой практический интерес к трансурановым элементам, связанный с задачей получения атомной энергии, повлек за [c.411]

Хотя аналитическая классификация ионов основана на признаке, имеющем на первый взгляд чисто практический характер, она ни в коей мере не случайна. Действительно, растворимость указанных выше солей и гидроокисей катионов, лежащая в основе аналитической классификации, как и все другие свойства их, функционально связана с положением соответствующих элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Эта связь выступает с полной очевидностью при рассмотрении развернутой формы периодической системы (табл. 3). В приведенной таблице римскими цифрами, стоящими в клетках при каждом элементе, обозначена степень окисления катионов, а арабскими — строение их электронных оболочек (т. е. число электронов в соответствующих электронных слоях, остающееся после потери атомами внешних электронов). Катионы, осаждаемые в ходе анализа в виде карбонатов, гидроокисей и сульфидов, расположены в периодической системе, за единичными исключениями, вполне закономерно. Именно катионы, образующие малорастворимые сульфиды, занимают правую часть таблицы, начиная с VI группы в первой половине больших периодов и кончая той же группой во второй их половине. Катионы, не образующие малорастворимых сульфидов, располагаются в I— V группах в левой части таблицы. При этом катионы первой и второй аналитических групп расположены в тех же группах [c.28]

Энергия электрона в атоме водорода и водородоподобном ионе (Не" , Li ,. . . ) определяется уравнением (5.5), из которого следует, что эта энергия зависит только от п. Для каждого значения п имеется 2 рядов значений I, тп и ms, поэтому п последовательных энергетических уровней в водородоподобном атоме могут быть заняты 2тг электронами (2 в оболочке К, 8 в оболочке L, 18 в оболочке Мит. д.). Периодическая система была бы проще, если бы в благородных газах завершалось заполнение этих оболочек при 2 = 2, 10, 28, 60, 110,. ... Фактически же благородные газы имеют Z = 2, 10, 18, 36, 54 и 86, а последовательные периоды охватывают 2, 8, 8, 18, 18 и 32 элемента. Эта важная особенность периодической таблицы в настоящее время получила вполне убедительное объяснение, заключающееся в том, что орбитальная энергия электрона (во всех атомах, кроме водорода) зависит как от квантового числа и, так и от квантового числа I. [c.130]

Заканчивая на этом рассмотрение строения электронных оболочек атомов отдельных элементов в нормальном состоянии, мы приводим на рис. 6 изображение периодической системы элементов по Бору — Томсону, наглядно иллюстрирующей сходство электронных оболочек, а следовательно, и спектров отдельных атомов. Сходные элементы на этой диаграмме соединены чёрточками каждый столбец соответствует периоду таблицы Менделеева. [c.24]

Классификация ионов по аналитическим группам на основе периодического закона элементов представлена в табл. 20. Она составлена в основном по данным Н. И. Блок [81] с некоторыми уточнениями по более поздним источникам. В таблицу внесены следующие изменения 1) лантаноиды и актиноиды в ней размещены в 6-м и 7-м периодах, 2) элементы в каждой подгруппе смещены в соответствии с различием строения их внутренних электронных оболочек и с целью визуализации смещений соединены линиями, сплошными для основных подгрупп, прерывистыми для переходных металлов и штрих-пунктирными для лантаноидов и актиноидов. [c.98]

Примерно шести связям на атом. Для объяснения этих экспериментальных данных Паулинг ввел дополнительное предположение о возможности гибридизации некоторых Зс -орбит с 4 - и 4р-орбитами с образованием связывающих орбит. При этом другие З -орбиты могут быть и непригодны для образования связи (атомные орбиты). Ферромагнитный момент насыщения железа, кобальта и никеля, по-видимому, обусловлен неспарен-ными, несвязывающими электронами в этих атомных орбитах. Приняв эту гипотезу, можно дать следующее наглядное изображение электронной структуры переходных металлов первого большого периода периодической таблицы. Магнитный момент насыщения железа равен 2,22 магнетона Бора. Следовательно, из восьми электронов сверх оболочки аргона 5,78 составляют валентные электроны (связывающие) и 2,22 — неподеленные электроны на несвязывающих орбитах. [c.16]

Обратившись к периодической таблице Кэмбелла, можно увидеть, что в периодах системы по мере увеличения порядкового номера атомный радиус уменьшается. Постепенно прибавляющиеся электроны попадают на орбитали с почти одинаковой энергией. Поэтому увеличивающийся заряд ядра притягивает электронное облако в целом с большей силой. Уменьшение радиуса проявляется сильнее всего в случае, когда на валентную оболочку добавляется вто рой 5-электрон относительно меньше снижается радиус от прп [c.114]

Из спектральных данных известно что третий электрон в атоме лития является 8-электроном, следовательно, вторая электронная оболочка, соответствующая второму периоду в периодической таблице элементов, начинается с электронной конфигурации 1з 28. Остальные элементы в этом периоде построены так, как это показано в табл. 14, т. е. путем добавления э.тгектронов на L-oбo-лочку, причем сначала происходит заполнение подоболочки двумя -электронами и затем подоболочки шестью р-электронамп. Следовательно, неон имеет электронную структуру 1з 2з 2р . Теперь построение электронных оболочек остальных атомов можно проводить аналогично, пока мы не дойдем до калпя [c.228]

Оболочечная структура электронных состояний атомов, следуюшая из законов движения электронов, объясненных квантовой механикой, была в некоторой степени предугадана замечательным русским химиком Менделеевым в 1868 г., т. е. задолго до появления квантовой механики, Менделеев открыл периодический закон химических элементов, который он выразил в виде таблицы апериодической системы элементов по группам и рядам . Периодическая система элементов Менделеева состоит из десяти горизонтальных рядов, которые составляют семь периодов, и девяти групп (вертикальных столбцов), в которых один под другим расположены сходные между собой элементы. Первоначальная таблица Менделеева содержала только восемь групп, так как инертные газы в то время не были еше известны. Произведенное Менделеевым размещение элементов в периодической системе оказалось полностью отражающим строение атомов, найденное современной квантовой механикой. Каждому периоду системы элементов Менделеева соответствует одна электронная оболочка в атоме. [c.361]

Периоды полураспада короткоживущих изотопов равны — 5570 лет, 26А1 - 7,4 10 лет, 1°Ве - 2,5 10 лет, Збс1 - 3 10 лет, 2Юрь 21,4 года. При измерении возраста минералов рассматриваются некоторые естественные ядерные превращения /3-распад, электронный захват, а-распад, и спонтанное осколочное деление тяжёлых ядер. При /3-распаде превращение атомов химических элементов определяется правилом сдвига образующийся при распаде элемент занимает в периодической таблице клетку вправо от начального /3-активного элемента. /5-распад можно рассматривать как распад одного ядерного нейтрона на протон и электрон (плюс нейтрино). Явление электронного захвата как бы противоположно -распаду. Оно заключается в самопроизвольном поглощении орбитального электрона ядром атома, причём обычно происходит поглощение электрона ядром атома с ближайшей К-оболочки. Поэтому данный процесс называют К-захватом. При электронном захвате атомный номер элемента уменьшается на единицу и новый элемент займёт место на одну клетку левее в периодической таблице. Среди изотопов существуют такие, которые одновременно испытывают и 5-распад и К-захват. К таким элементам относится например К (Мейер, Ваганов, 1985). [c.559]

Болер электроотрицательные элементы размещаются во втором периоде периодической системы элементов., точнее во второй половине этого периода менее электроотрицательные элементы находятся в нижней части таблицы Менделеева, в первой половине периодов. Иными словами, электроотрицательность увеличивается слева направо в одном и том же периоде периодической системы элементов и уменьшается сверху вниз в одной и той же группе. Элементы, как известно, устойчивы, если их электронная оболочка состоит из 8 электронов (октет), что соответствует электронной конфигурации инертных газов Б результате атомы, расположенные в таблице Менделеева справа от углерода, имеют тенденцию захватывать электроны для формирования электронной оболочки последующего инертного газа. В то же время элементы, расположенные в таблице Менделеева слева от углер,ода, склонны терять электроны и образовывать электронную оболочку предьйущего инертного газа. [c.11]

Обратившись к периодической таблице Кэмбелла, можно увидеть, что в периодах системы по мере увеличения порядкового номера атомный радиус уменьшается. Постепенно прибавляющиеся электроны попадают на орбитали с почти одинаковой энергией. Поэтому увеличивающийся заряд ядра притягивает электронное облако в целом с большей силой. Уменьшение радиуса проявляется сильнее всего тогда, когда на валентную оболочку добавляется второй -электрон относительно меньше уменьшается радиус от прибавления р-, й- и /-электронов При переходе к следующему периоду начинает заполняться электронами следующий, более высокий квантовый уровень, и величина атомного радиуса первого члена каждого периода заметно возрастает, но вдоль периода снова происходит постепенное уменьшение радиуса. [c.110]

Проделанный нами подробный разбор порядка заполнения электронами электронной оболочки атомов в сопоставлении с порядком запол11ения элементами периодической системы имеет целью приучить смотреть па символы элементов в системе в тоже время и как на электроны, постепенно удаляющиеся (сверху вниз по таблице) от ядра, а на расстановку символов элементов по периодам и по подгруппам (то есть на м е с т о их в системе) — как на у к а 3 а н и е того, в каком слое и в каком подуровне располагается соответствующий каждому элементу его очередной электрон. При известном навыке можно без труда строить электронную оболочку не только по квантовым слоям, ко и по подуровням для любого элемента, руководствуясь периодической системой как гениальной структурограммой атома. [c.137]

Легко видеть, что размещение лантаноидов и актиноидов по группам периодической системы по сумме электронов вне заполненных оболочек и стабильных конфигураций 4/ и 5/ является нонвариантным решением лантаноидной и актиноидной проблем. Так как именно периодическое повторение электронного строения атомов при возрастании атомного номера является единственной причиной периодического повторения свойств и, следовательно, сущностью периодического закона, то указанное размещение лантаноидов и актиноидов по группам 6-го и 7-го периодов исключает возможность иных решений, будь то обособление этих элементов в два семейства, выносимых под таблицу, или же сохранение части актиноидов до тория, протактиния, урана и т. д. в 7-м периоде с вынесением другой их части вниз в качестве трансториевых, транспротактиниевых, трансурановых и т. д. элементов. Это решение, полученное на основе современных данных атомной физики о строении электронных оболочек, совершенно точно соответствует идеям Менделеева. [c.20]

Можно совместить подгруппы металлов, обладающих одинаковым числом внешних, относительно слабо связанных электронов на заполняющихся 5-, й- и /-нодоболочках, т. е. й- и /-переходных металлов и элементов главных подгрупп с заполняющимися р -оболочками, в основном (за исключением алюминия, таллия и свинца) полупроводниковых и неметаллических элементов. Такая заключительная операция приводит к классической таблице Менделеева (табл. И), но уже не с двумя, а с тремя подгруппами, возникающими в результате размещения в 6-м и 7-м периодах элементов с заполняющимися /-подоболочками, которым, как и переходным металлам с заполняющимися -подоболочками в обычной таблице, необходимо дать определенные смещения для отражения специфических особенностей их электронного строения и свойств. Такое размещение лантаноидов и актиноидов без нарушения последовательности возрастания атомных номеров и с распределением их по группам в соответствии с периодичностью заполнения электронных оболочек точно отвечает периодическому закону Менделеева. [c.43]