Валентность элементов и Периодическая система

Металлические решетки образуют простые вещества большинства элементов периодической системы — металлы. По прочности. металлические решетки находятся между атомными и молекулярными кристаллическими решетками. Это связано с тем, что металлической связи присущи и характерные черты ковалентной связи, и отдельные черты дальнодействующей связи. Металлические решетки бывают и малопрочные, например, ртуть — жидкая. Металлам свойственны непрозрачность, характерный металлический блеск, хорошая тепло- и электропроводность и другие характерные свойства. Упрощенно металлическая решетка представляется в виде положительно заряженных ионов, располагающихся в узлах ее, и электронов, двигающихся между ними. Атомы металлов, с характерным для них дефицитом валентных электронов, должны иметь как можно больше соседних атомов, чтобы этот дефицит компенсировать за счет электронов соседей. Поэтому координационное число здесь достигает больших значений (8—12). [c.161]

Проведенный выше обзор валентности элементов второго периода позволяет понять причину весьма большого отличия этих Элементов от всех других элементов периодической системы (см. также стр. 74). Очень сильно это отличие выражено у трех элементов — азота, кислорода и фтора. Кроме особенностей, обусловленных малым радиусом атомов и ионов, отличия данных элементов связаны также и с тем, что у них внешние электроны находятся во втором слое, в котором имеются только четыре квантовые ячейки. Поэтому данные элементы не могут проявлять высокие валентности, которые известны для их аналогов. [c.160]

Рассмотрим прежде всего переход нейтральных атомов в ионное состояние. При химических реакциях атомное ядро остается без изменения. Химические свойства атомов связаны со структурой их электронных оболочек. При этом главную роль играют электроны, находящиеся на внешнем электронном уровне атома. Электроны внешнего энергетического уровня являются валентными. Состав внешнего энергетического уровня атома элементов периодической системы с возрастанием порядкового номер а изменяется периодически. [c.191]

Особенностью всех без исключения сложных соединений щелочных элементов является их в значительной мере ионный характер. Будучи самыми электроположительными элементами периодической системы, щелочные элементы, входя в состав гетероатомных (сложных) соединений, даже по отнощению к наиболее легко поляризующимся атомам элементов-партнеров сохраняют свое преимущественно ионное состояние. Причина состоит в низком поляризующем действии однозарядных катионов ЩЭ — минимальный положительный заряд сосредоточен в большом (особенно у тяжелых ЩЭ) объеме, и, кроме того, потеря валентного электрона изолированным атомом ЩЭ обнажает жесткую, малодеформирующуюся электронную оболочку типа инертного газа. [c.14]

Ионизационные потенциалы валентных электронов в атоме выбираются из экспериментальных данных. Для некоторых элементов периодической системы Д. И. Менделеева ионизационные потенциалы валентных электронов приведены в табл. 53. [c.297]

К восьмой группе элементов периодической системы относятся три триады железа, рутения и осмия. Номер группы обычно отвечает максимальной валентности элементов по кислороду. На этом базировались попытки К. Горалевича (1929—1932 гг.) получить восьмивалентные соединения железа, никеля и кобальта. Как известно, эти попытки окончились неудачно. Позже Б. Ф. Ормонт, исходя из современных представлений о нормальной и возбужденной валентности, показал, что для этих элементов невозможно достичь валентности, равной восьми. Из девяти элементов этой группы только два элемента рутений и осмий проявляют эту высокую валентность. Поэтому в ряде вариантов периодической системы в последнее время номер 8В над этой группой не ставят. Все рассматриваемые элементы относятся к а -типу, но электронные структуры оболочек атомов железа, кобальта и никеля различны. Если с точки зрения строения атома аналогия -элементов в каждой подгруппе определяется суммарным числом внешних 5- и -электронов слоя, соседнего с внешним, то истинными аналогами следует считать подгруппы элементов, расположенные по вертикали. Таким образом, в 8В-гру-ппе элементов три подгруппы железо-рутений—осмий кобальт—родий—иридий и никель—палладий—платина. Свойства этих элементов и их соединений и будут нами рассматриваться по данным подгруппам. [c.345]

Общая характеристика платиноидов. Структуры валентных электронных оболочек платиновых элементов отличаются значительным разнообразием вследствие возможности проскока и5-электронов на (п—1) -орбиталь. В силу малого различия энергий соответствующих орбиталей относительные устойчивости разных электронных конфигураций сравнимы. Легкость взаимных переходов электронов между различными уровнями обеспечивает разнообразие валентных состояний и степеней окисления. Поэтому нередко проскоки -электронов не связаны с достижением стабильной ( -конфигурации, что характерно для элементов подгруппы меди. Нормальное заполнение валентных орбиталей (без проскоков электрона) характерно лишь для осмия и иридия, электронные конфигурации которых аналогичны таковым для железа и кобальта. Палладий — единственный элемент в периодической системе, который в нормальном состоянии не имеет электронов на з-оболочке. У платины стабильна -конфигурация, что также не наблюдается у других элементов периодической системы. Некоторые характеристики элементов и простых веществ семейства платиноидов приведены ниже. [c.416]

В книге большое место отведено взаимодействию металлов друг с другом, а также металлов с неметаллами, в результате чего образуются вещества с металлическим типом связи. Взаимодействие металлов между собой представляет большой интерес хотя бы потому, что подавляющее большинство элементов Периодической системы (более 80 из 105) является металлами. К этому надо добавить колоссальное практическое значение металлов, металлических соединений и твердых растворов на их основе. Четко разграничены важнейшие характеристики элементов — валентные состояния и степени окисления. О валентных состояниях элемента нельзя говорить, если неизвестно химическое строение вещества, в состав которого входит данный элемент. В отличие от других курсов общей [c.3]

Проведите термодинамический анализ образования монооксидов и диоксидов элементов главной подгруппы IV группы элементов Периодической системы Д. И. Менделеева. Сформулируйте выводы об относительном изменении устойчивости 2-х и 4-х валентных состояний элементов. Составьте таблицу данных в такой форме, чтобы ясно была видна обнаруженная закономерность. Почему углерод горит на воздухе, а остальные простые вешества не горят [c.146]

Квантово-механическая модель молекулы получила количественное подтверждение в экспериментальной химии, что позволило использовать метод валентных связей ( С), или электронных пар, для описания строения и энергетики более сложных молекул, образованных из атомов различных элементов периодической системы. Проведя расчет энергии химической связи в молекуле Н , Гейтлер и Лондон сделали попытку вычислить энергию присоединения к ней третьего атома водорода (Н ) + (Н) —>(Нд). Расчет показал, что этот процесс невозможен. Отсюда был сделан вывод о том, что химическая связь, возникающая в молекулах за счет появления общей пары электронов, имеет предел насыщения. Двухэлектронная химическая связь получила название ковалентной. [c.241]

Галогениды. Классификация галогенидов с позиций особенностей химической связи в них проще, чем в предыдущих случаях, поскольку ни один из галогенов ни с одним из элементов Периодической системы не образует металлоподобных фаз. По отношению к галогенам все элементы выступают в качестве катионообразователей. Поэтому максимальное число атомов галогена на формульную единицу часто соответствует номеру группы, в которой расположен элемент, т.е. максимальной валентности последнего. Это безусловно справедливо дЛя большинства - и р-элементов, а также наблюдается для ряда и /-металлов. Особенно характерно это положение для фторидов, поскольку фтор — наиболее электроотрицательный элемент и наиболее энергичный окислитель. В ряду Г — С1 — [c.271]

Атом водорода - простейший из всех возможных его ядро состоит из одного протона, а в электронной оболочке содержится только один s-электрон. Поэтому водород является первым элементом периодической системы и первым s-элементом. Кроме водорода к s-элементам относятся элементы 1-й и 2-й групп периодической системы. У этих элементов все валентные электроны находятся только на ns-атомных орбиталях. [c.240]

Соединения бора. Бор даже среди металлоидов обладает особыми свойствами, и его можно считать самым необычным элементом периодической системы. Он образует соединения почти со всеми элементами, но эти соединения часто имеют очень сложный состав и их строение трудно объяснить обычными представлениями об атомной валентности и заряде иона. Необычны физико-химические свойства соединений бора и весьма интересна связь этих свойств со структурой и электронным строением. [c.269]

Среди элементов Периодической системы Д. И. Менделеева углерод занимает особое место. Это связано с тем, что его атомы, обладая способностью образовывать между собой достаточно прочные связи, служат как бы кирпичиками , из которых могут быть построены так называемые углеродные скелеты - прямые и разветвленные цепи, различные циклы, объемные структуры-бесчисленного множества молекул. Валентности углерода, оставшиеся свободными в углеродном скелете, насыщаются за счет образования связей с водородом (при этом получаются молекулы углеводородов), а также с другими атомами и группами атомов (последние называются заместителями). Возможность варьировать число и взаимное расположение атомов в углеродном скелете, а также число, виды и взаимное расположение заместителей приводит к тому, что можно сконструировать сколь угодно большое число соединений углерода. Это явилось одной из причин, заставивших выделить химию последних в отдельную науку. Для этой науки характерен свой подход к систематизации материала, к разработке новых путей развития. Ее стали называть органической химией, поскольку первые соединения углерода были выделены из живых организмов или из продуктов их жизнедеятельности. [c.13]

Валентность атома в молекуле с ионными связями определяется числом электронов, которые он отдает (положительная валентность) другим атомам молекулы, или приобретает от них (отрицательная валентность). Однако ярко выраженными металлическими и металлоидными свойствами обладает меньшая часть элементов периодической системы Менделеева. Поэтому большую часть химических соединений нельзя объяснить на основе представления об ионной связи. Химические связи наблюдаются и между одинаковыми атомами, о чем свидетельствует наличие устойчивых молекул На, Ог, N2 и др. Химическая связь, [c.629]

Реакция, осуществимая с термодинамической точки зрения, может идти со скоростью, недоступной наблюдению из-за отсутствия подходящего механизма реакции. Очевидно, необходимо разобраться в факторах, определяющих такое поведение. Кинетика реакций позволяет сравнивать количественно разные реакции, и на основании систематических кинетических исследований можно судить об относительной роли различных факторов, способных влиять на скорости реакций. Эти соображения в полной мере применимы к кинетическим исследованиям реакций, в которых участвуют координационные комплексы переходных элементов, впредь называемые просто комплексами . Кинетическое поведение этих комплексов является типичным для поведения соединений большинства элементов периодической системы, поскольку, рассматривая разные комплексы, можно варьировать почти любой фактор, влияющий на скорость реакций соединения. В число этих факторов входят валентность центрального атома металла, его стереохимическая конфигурация, а также электроотрицательность, поляризуемость, а также размеры и стереохимия лигандов, координированных с центральным атомом. [c.80]

Данные расположены по элементам периодической системы, валентности элементов, характеру водных растворов и типу экстрагента, В конце тома приведен указатель экстрагентов. Помещены также некоторые данные о физико-химических свойствах экстрагентов и разбавителей. В некоторых таблицах приведены значения констант экстракции, зная которые можно рассчитать изотермы распределения для условий, отличающихся от указанных в таблицах и графиках. Методика расчета приведена во введении. [c.4]

В расположении элементов периодической системы по мере возрастания нх атомных весов есть отступления теллур Те (атомный вес 127,6) помещен раньше иода (атомный вес 126,9), кобальт Со (атомный вес 58,94) — раньше никеля Ni (атомный вес 58,69) н аргон Аг (атомный вес 39,9) — раньше калия К (атомный вес 39,1). Положение элементов в периодической системе иногда не соответствует их валентности. Так, например, медь Си, высшая валентность которой по кислороду равна трем, находится в первой группе. [c.44]

Имаотся и другие основания. Например, наличие специфических свойств - они горят, образуют живую материю, используются ею и т.д. Громадное же число органических соединений заставляет предполагать наличие у углерода и водорода каких-то уникальных особенностей. И они есть. Из всех элементов периодической системы только у углерода и водорода на всех валентных орбиталях находится по одрому вален-таому электрону. Это позволяет им легко образовьшать устойчивые в условиях нашей планеты химические связи. [c.12]

Теория Вернера не смогла ответить на вопросы о возможности распространения положений стереохимии на все элементы периодической системы и значения формы молекулы при химических превращениях о существовании каких-либо ограничений в разнообразии атомов и радикалов, одновременно присутствую-щих в молекуле (что помогло бы выяснить, обладает ли центральный атом способностью насыщать все единицы валентности независимо одна от другой или нет). Последний вопрос аналогичен проблеме взаимодействия радикалов в молекуле органического соединения, в свое время выдвинутой В. В. Марковнико-вым. Если принять существование такого влияния радикалов друг на друга, тогда возможны случаи, когда оно окажется настолько сильным, что нельзя будет осуществить комбинацию из произвольно взятых групп при одном и том же центральном атоме. [c.96]

Многообразие валентных состояний объясняет существование большого числа химических соединений у переходных элементов по сравнению с остальными металлическими элементами периодической системы. Оксиды и гидроксиды переходных элементов, в которых они находятся в низшем валентном состоянии, проявляют обычно основные свойства (например, МпО и Мп(0Н)2), в то время как высшие оксиды и гидроксиды характеризуются амфотерными (например, ТЮг и Т1(0Н)4) или чаще кислотными (например, МпаО и НМп04)свойства-ми. Соединения переходных элементов с низшей степенью окисления могут быть восстановителями в химических реакциях. Так, например, Ре " — е в реакции [c.281]

Число электронов наружной оболочки и энергия связи их с ядром определяют химические свойства атомов. Так, три электрона лития неравноценны. Один из этих электронов связан с ядром атома слабее двух других, так как расположен дальше от ядра, чем первые два электрона. Этот электрон участвует в образовании химической связи поэтому называется валентным. Числом электронов наружной оболочки определяются валентные состояния, характерные для данного элемента, типы его соединений — гидридов, окислов, гидратов солей и т. д. Это можно проследить на любой группе элементов периодической системы. Известно, что в наружных оболочках атома азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута находится по пять электронов. Этим определяются их одинаковые, валентные состояния (—3, +3, +5), однотипность гидридов ЭНз,, окислов Э2О3 и ЭаОз и т. д. и, ггаконец, то, что все указанные эле-, менты находятся в одной группе периодической системы. [c.18]

Образуя главную подгруппу I группы периодической системы, ЩЭ —зЬ], пЫа, эК, зтКЬ, ббСз, вуРг —следуют непосредственно за инертными газами [2], и их собственные электроны располагаются на новом энергетическом уровне, начиная электронный слой с главным квантовым числом на единицу большим, чем у элементов предыдущего периода (табл. 1.1). Валентным пз -электронам предшествует завершенная электронная оболочка типа инертного газа. Понятно поэтому, что валентные электроны каждого ЩЭ отщепляются легче, чем у любого другого элемента того же периода, — электронный слой, только что начав формироваться, еще очень далек от завершения и поэтому непрочен. Впрочем, как видно из табл. 1.1, величины ионизационных потенциалов (ПИ1) для металлического состояния ЩЭ все же велики. Это относится прежде всего к литию, для которого ПИ1 = = 5,37 эВ ( — 123,5 ккал/моль). С ростом атомного и ионного радиуса величины ПИ сверху вниз в подгруппе уменьшаются. У цезия ПИ самый низкий из измеренных среди ЩЭ и других элементов периодической системы (3,58 эВ). [c.5]

Для сопоставления химического подобия однотипных неорганических простых веществ и соединений используют периодическую таблицу элементов Менделеева. Однотипными обычно считают соединения с аналогичной структурной формулой, различающиеся лишь одним элементом, который принадлежит общей подгруппе или ряду элементов периодической системы и имеет характерное одинаковое валентное состояние. Что касается однотипных химических реакций, то к Ним относят две (или более) реакции, в которых каждому компоненту одной реакции соответствует однотипный (химически подобный) компонент другой реакции. Важными общими признаками отнотипности реакций также являются одинаковое агрегатное состояние и одни и те же стехиометрические коэффициенты. [c.25]

У атома же углерода число валентных орбиталей и валентных электронов одинаково. В этом отношении углерод отличается почти от большинства элементов периодической системы. Возбуокдем бора имеет три непарных электрона и одну свободную орбиталь. Он может образовать три связи, например сТрёлГя од атомами водорода. [c.21]

Говоря об отнесении элементов к различным группам, следует также упомянуть об одном общем способе классификации их химических свойств, которые зависят от того, к какому типу относятся электроны в валентной оболочке атомов. По этому признаку все элементы подразделяются на три типа в зависимости от характера так называемого дифференцирующего электрона у их атомов. Дифференцирующим называется электрон, которого еще не было у атомов элемента с предшествующим порядковым номером характер дифференцирующего электрона определяется его квантовыми числами. Например, дифференцирующим электроном в атоме зЪ1 является 25-электрон, а в атоме 15Р Зр-электрон. Элементы с дифференцирующими х- или р-элек-тронами называются непереходными (типическими ) элементами. В их валентной оболочке имеются только 5- и р-электроны. К непереходным относятся все элементы периодической системы из групп А, а также элементы группы ПБ. Элементы с дифференцирующими /-электро-нами называются переходными элементами они обладают валентными х- и -электронами и охватывают все группы Б периодической системы, за исключением группы ПБ. Наконец, элементы с дифференцирующими /-электронами называются /-элементами (внутренними переходными элементами) все они относятся к группе П1Б и перечислены в нижней части таблицы на рис. 6.2. Некоторые ученые считают необходимым относить семейство благородных газов, образующих нулевую группу, к отдельному, четвертому типу элементов вместо того, чтобы рассматривать их как непереходные элементы. [c.92]

Публикации (в основном патенты), касающиеся приготовления, свойств, активности и стабильности гетерогенных катализаторов пиролиза появились в литературе с начала 60-х годов. Наибольший интерес и значение уже в тот период получили исследования по каталитическому пиролизу, выполненные в Московском институте нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина под руководством Я. М. Пауш-кина и С. В. Адельсон [375]. В качестве активных компонентов катализаторов для пиролиза в публикациях предлагаются соединения многих элементов периодической системы, в большинстве случаев оксиды металлов переменной валентности (например, ванадия, индия, марганца, железа, хрома, молибдена и др.), оксиды и алюминаты щелочных и щелочноземельных металлов (большей частью кальция и магния) и редкоземельных элементов, а также кристаллические или аморфные алюмосиликаты [376]. Обычно активные вещества наносят на носители, в качестве которых применяют пемзу, различные модификации оксида алюминия или циркония, некоторые алюмосиликаты. Сведения о работах по исследованию процесса каталитического пиролиза, опубликованные до 1978 г., систематизированы в обзоре [377]. [c.180]

Электронное строение и типы связей элементов периодической системы - ключ к пониманию Сфуктуры и свойств простых и сложных веществ, образованных эти.ми элементами Два или более атомов располагаются друг около друга так, как это энергетически выгодно. Это справедливо независимо от того, сильно или слабо связана фуппа атомов, содержит эта фуппа лишь несколько или 10 атомов, является расположение атомов упорядоченным (как в кристалле) или неупорядоченным (как в жидкости). Группа ато.мов устойчива тогда и только тогда, когда энергия атомов, расположенных вместе, ниже, чем у отдельных атомов. Единственной физической причиной конкретной кристаллической сфуктуры любого элемента и его модификаций является перекрытие валентных и подвалентных оболочек его атомов, приводящее к образованшо определенных межатомных связей. Число протяженность и симмефия орбиталей атомов данного конкретного элемента полностью определяют число, длину, ориентиров и энергию межатомных связей, образующихся в результате перекрытия этих орбита-лей, а следовательно, размещение атомов в пространстве, т е. кристаллическую структуру, основные физико-химические свойства элемента. [c.30]

Из 109 элементов Периодической системы 86 относятся к металлам. В металлах существует металлическая связь, характеризующаяся те.м, что кристаллическая решетка образована положительными ионами, тогда как валентные электроны делокализованы по всему пространству рещетки, образуя электронный газ, свободно распространяющийся между ионами, что обусловливает металлические свойства. [c.42]

Электроотрицателыюсть элементов увеличивается при переходе в ряду Периодической системы слева направо. Поскольку заряд ядра при этом увеличивается, а число изолирующих ядро (заполненных) электронных оболочек остается неизменным, то сила притяжения внешних валентных электронов к ядру также увеличивается. В группах элементов Периодической системы при переходе сверху вниз электроотрицательность падает, поскольку увеличение числа электронных оболочек приводит к увеличению атомного радиуса и ко все большей изоляции ядра атома от внешних валентных электронов. [c.76]

Рассмотрим электронные конфигурации атомов первых 11 элементов периодической системы (табл. 3.1). Справа выписаны число неспаренных внешних электронов и формулы соответствующих водородных соединений. Валентность, согласно изложенному, должна равняться числу неспаренных электронов. Мы видим, что водород, литий, фтор и натрий одновалентны, кислород — двухвалентен, азот — трехвалентен. Атомы блшюродных газов гелия и неона не образуют молекул, так как все их электроны спарены, и поэтому валентность равна нулю. Противоречие мы наблюдаем лишь для атомов Ве, В, С, для которых возможны и другие валентности (указанные в скобках). Но это противоречие — только кажущееся, оно объясняется тем, что некоторые атомы при образовании химической связи изменяют свою электронную конфигурацию. [c.43]