Электронные структуры и периодическая система

В соответствии с особенностями электронной структуры и положением в периодической системе различают s-, p-, d- и /-металлы. К s-металлам относятся элементы, у которых происходит заполнение внешнего s-уровня. Это элементы главных подгрупп I и II групп периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева — щелочные и щелочноземельные металлы. Они наиболее сильные восстановители среди металлов. К числу р-металлов относятся элементы III — IV групп, находящиеся в главных подгруппах и расположенные левее диагонали бор — астат. Металлические свойства этих элементов выражены гораздо слабее. Металлы IV— [c.141]

В пятом периоде наблюдается такая же картина сначала заполнение 5х-орбиталей, затем заполнение уровня с и = 5 прерывается заселением погруженных в общее атомное электронное облако 4 -орбиталей, которое соответствует построению второго ряда переходных металлов, и, наконец, заполнение 5р-орбиталей, завершающееся построением валентной структуры благородного газа ксенона, Хе 4 5> 5р. Общим свойством всех благородных газов является наличие у них заполненной внешней электронной оболочки х р. В этом и заключается причина упоминавшейся выше особой устойчивости восьмиэлектронных валентных оболочек (см. гл. 7). Запоздалое заполнение /-орбиталей (и /-орбиталей) обусловливает появление неодинаково длинных периодов в периодической системе первый период содержит 2 элемента, второй включает 8 элементов, а третий тоже только 8, хотя мог бы содержать 18 элементов (на уровне с и = 3 размешается 18 электронов), затем следует четвертый период с 18 элементами, хотя он мог бы содержать 32 элемента (на уровне с и = 4 размещается 32 электрона). [c.398]

Структура периодической системы. Являющаяся наглядным выражением периодического закона, система элементов Д. И. Менделеева (см. внутреннюю сторону обложки) слагается из периодов и групп. Периодов в системе имеется семь. Из них три малых и четыре больших. Каждый период (кроме первого и последнего) включает в себя элементы, электронные структуры которых являются промежуточными между структурами двух последовательных инертных газов Не (2) - Ке (2,8) - Аг (2, 8, 8) - Кг (2,8,18, 8) - Хе (2. 8, 18, 18, 8) - Rп (2, 8, 18, 32, 18, 8) [c.221]

В соответствии с закономерным развитием электронных структур атомов характер химической связи (а следовательно, структуры и свойств) однотипных соединений в периодах и группах периодической системы изменяется закономерно. На примере бинарных соединений элементов второго периода [c.246]

Физико-химические и каталитические свойства вещества определяются в конечном счете электронной структурой его атомов (ионов). В связи с этим представляет интерес проследить влияние металлов, добавленных к алюмосиликатному катализатору, на коксообразование и регенерацию катализатора в зависимости от их положения в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. [c.177]

Льюисовыми структурами (валентаыми структурами, валентными схемами) называются графические электронные формулы молекул и комплексных ионов, где для обозначения обобществленных между атомами связьшающих электронных пар (связей) используются прямые линии (валентные штрихи), а для обозначения неподеленных пар электронов используются две точки. Для молекул и комплексных ионов, содержащих только элементы первого и второго периодов, наилучшие льюисовы структуры характеризуются тем, что в них каждый атом окружен таким же числом электронов, как атом благородного газа, ближайшего к данному элементу по периодической системе. Это означает, что атом Н должен быть окружен двумя электронами (одна электронная пара, как у Не), а атомы неметаллических элементов второго периода (В, С, К, О, Г) должны быть окружены восемью электронами (четыре электронные пары, как у 1 е). Поскольку восемь электронов образуют замкнутую конфигуращ1Ю 2х 2р , правило записи льюисовых структур требует окружать каждый атом элемента второго периода октетом (восьмеркой) электронов, и поэтому называется правилом октета. [c.501]

В предыдущей главе мы познакомились с волновыми функциями и энергетическими уровнями атома водорода. При помощи этих сведений и так называемого принципа заполнения мы сможем перейти к выяснению электронного строения атомов всех элементов. Это позволит нам понять структуру периодической системы, таблица которой изображена на рис. 7-3 [c.385]

Теоретическое обоснование Периодического закона дано в квантово-механической теории строения атома. Физический смысл порядкового номера Z заключается в том, что Б нейтральном атоме данного элемента содержится Z протонов (в ядре) и Z электронов (на оболочке). Так, в ядре атома бора B(Z = 5) имеется 5 протонов, а на оболочке — 5е . Физической основой структуры Периодической системы является определенная последовательность заселения электронами оболочки атома при возрастании Z. [c.147]

Принципиальный подход к построению таблиц единый — элементы располагаются в порядке возрастания заряда ядер их атомов. Физической основой структуры периодической системы элементов служит определенная последовательность формирования электронных конфи- [c.45]

Последовательность заполнения электронами энергетических уровней. Явление периодичности (110). — 2. Структура периодической системы (114). — 3. Элементарные представления о химической связи (121). — 4. Строение кристаллов (130). — [c.2]

В первоначальном варианте таблицы Д. И. Менделеева элементы располагались в порядке возрастания атомных масс и группировались по сходству химических свойств. Объяснение периодическому закону и структуре периодической системы в дальнейшем было дано на основе квантовой теории строения атома. Оказалось, что последовательность расположения элементов в таблице определяется зарядом ядра, а периодичность физико-химических свойств связана с существованием электронных оболочек атома, постепенно заполняющихся с возрастанием 2. [c.33]

Б, В, Некрасов развил представления об элементах — электронных аналогах, явившиеся дополнительным обоснованием структуры периодической системы в ее короткой форме, [c.678]

Структура периодической системы Д. И. Менделеева. Периодом системы Д. И. Менделеева называется ряд элементов, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся ближайшим благородным газом. Номер периода совпадает со значением главного квантового числа внешнего электронного уровня. [c.76]

Правила Клечковского. Структура периодической системы элементов определяется строением электронных уровней и подуровней атомов. У атома с данным зарядом ядра +г уровни, подуровни и орбитали заполняются в полном соответствии с принципом Паули, принципом минимума энергии и правилами Хунда. Таким образом, для построения структуры периодической системы нужно знать энергетическую последовательность уровней и подуровней, справедливую для всех элементов от водорода до последнего из открытых — 114-го элемента. Эту последовательность до сих пор не удается вычислить методами квантовой механики, так как взаимодействия электронов в многоэлектронных атомах являются очень сложными. Однако из спектров излучения и поглощения изолированных атомов [c.129]

Руководствуясь порядком заполнения подуровней электронами, можно объяснить структуру периодической системы. [c.130]

Структура периодической системы. Периодическая система элементов состоит из периодов, групп и подгрупп. Периодом называется последовательный ряд элементов, размещенных в порядке возрастания заряда ядра атомов, электронная конфигурация которых изменяется от до ns p (или до ns у первого периода). Периоды начинаются с 5-элемента и заканчиваются / -элементом (у первого периода — 5-элементом). Малые периоды содержат 2 и 8 элементов, больше периоды — 18 и 32 элемента, седьмой период остается незавершенным. [c.30]

Спин и принцип Паули определяют для атомов весь ход постепенного заполнения электронами атомных орбиталей в порядке возрастания их энергий, число же электронов возрастает с положительным зарядом ядра. Поэтому, с точки зрения одноэлектронного описания, последовательность уровней орбитальных энергий, спин и принцип Паули определяют всю структуру периодической системы Менделеева. [c.225]

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА КАК ЕСТЕСТВЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ЭЛЕКТРОННЫМ СТРУКТУРАМ АТОМОВ [c.21]

Таким образом, в периодической системе при переходе от р-элементов Vin группы к s-элементам 1 группы уменьшение числа валентных электронов обусловливает закономерный переход от неметаллов с молекулярными кристаллическими решетками (Аг, lj, Р4) к неметаллам с атомно-цепной (S ), атомно-слоистой (Р ос) и атомно-коорди-национной структурами и далее к металлическим координа- [c.233]

В соответствии с этим атомы всех элементов основной подгруппы первой группы периодической системы, обладая одним электроном, избыточным по сравнению с атомами инертных газов, отдают на образование связи по одному электрону, атомы элементов основной подгруппы второй группы — по два электрона, третьей — по три, переходя при этом в состояние положительных ионов. Наоборот, атомам элементов основных подгрупп седьмой, шестой групп недостает соответственно одного или двух электронов до структуры электронных оболочек, свойственной атомам инертных газов. Поэтому они будут стрем.иться достроить свою наружную электронную оболочку, связывая новые электроны и переходя при этом в состояние отрицательно заряженных ионов. Однако здесь речь идет не обязательно о полной передаче электрона. Эффективная величина заряда образующихся положительных, так и тем более отрицательных ионов большей частью меньше, чем число электронов, передаваемых данным атомом на образование связей или приобретаемых им при их образовании. [c.59]

Поляризуемость ионов элементов в каждой подгруппе периодической системы (одинаковые электронная структура и заряд ионов) растет с увеличением нх порядкового номера (см. табл. 1.11). Это объясняется тем, что с увеличением числа электронных слоев у ионов-аналогов внешний электронный слой [c.112]

В результате тщательного изучения ироцессов прохождения а-частнц через различные материалы было показано, что атомы обладают чрезвычайно ажурной структурой, и общий объем всех частиц, образующих данный атом, составляет лишь ничтожную долю (примерно от 10 до 10" ) объема самого атома. При этом отрицательные заряды в виде электронов находятся в разных частях атома, а все положительные заряды находятся в центральной части атома — в атомном ядре, в котором сосредоточена также и практически вся масса атома (так как масса электронов очень мала). Величина заряда ядра оказалась строго одинаковой для всех атомов данного элемента. При выражении ее в единицах, равных заряду электрона, она равняется порядковому номеру элемента в периодической системе. Очевидно, что число электронов в атоме, находящемся в нейтральном состоянии, должно быть также равно этому числу. [c.27]

У цезия начинается постройка шестой оболочки, хотя не только не образовался еще 5 -подуровень на пятой оболочке, но и на четвертой еще не начиналась постройка 4/-подуровня. Заполнение этого подуровня, находящегося уже глубоко внутри атома, происходит только у элементов от Се (2 = 58) до Ьи (2 = 71), составляющих группу редкоземельных элементов, или лантаноидов. Атомы этих элементов обладают аналогичной структурой двух наружных оболочек, но различаются по степени достройки внутренней (четвертой) оболочки. Эти элементы весьма мало различаются между собой по химическим свойствам, так как химические свойства определяются главным образом структурой наружных электронных оболочек. Подобный же случай встречается еще раз в седьмом периоде периодической системы. У элементов, следующих за актинием и называемых актиноидами, происходит достройка f подуровня пятой оболочки. [c.41]

Известно, что многие физико-химические свойства вещества, в том числе и важные для катализа, определяются в конечном счете электронной структурой входящих в его состав атомов (ионов). В то же время электронная структура атома определяется положением элемента в Периодической системе элементов. Таким образом, сопоставление каталитической активности металлов с их положением в Периодической системе элементов до определенной степени позволяет, с одной стороны, предсказывать каталитические свойства еще не изученных металлов (и их соединений), с другой — судить о механизме элементарных актов каталитических и электрохимических процессов, протекающих на поверхности этих металлов. [c.33]

Таким образом, разрыв ковалентной связи для получения двух нейтральных соединений всегда должен дать два радикала, каждый со свободной валентностью и обладающий активностью свободного радикала. Разрыв ионной связи может дать либо два иона с заполненными оболочками, имеющими только электростатический поляризующий момент (MgO = Mg + + О ), либо два иона, один из которых (обычно катион) также имеет электрон с непарным спином и поэтому имеет дополнительные свойства, присущие радикалу (например, NiO = NiO +0 -). Молекулы веществ, образующих твердые поверхности, дегазированные в вакууме, обладают множеством свободных связей, по которым могут идти реакции с молекулами газовой фазы (хемосорбция) с образованием различных поверхностных комплексов- Очевидно, что каталитическое действие твердого вещества зависит от составляющих его лептонов. Раньше исследователи связывали высокую каталитическую активность с переменной валентностью, цветом, магнитными свойствами и т. д. Сравнительно недавно метод электронной проводимости стал доминирующим в определении их свойств. Он лучше отражает электронную структуру оболочек на основе периодической системы, хотя дает лишь общую характеристику, которая не может заменить результатов, получаемых при детальном изучении химии и физики исследуемых твердых тел. [c.20]

На основе современных квантово-механических представлений об электронном строении атомов можно детально проанализировать структуру периодической системы. При этом выявляются не только наиболее общие закономерности в изменении свойств элементов (расположение их по группам и подгруппам), но и более тонкие детали, позволяющие объяснить вторичную и внутреннюю периодичность, горизонтальную и диагональную аналогии. Одним из важных представлений, объясняющих немонотонный характер изменения свойств элементов в пределах группы, является представление о кайноспмметричных орбиталях и кайносимметричных элементах. [c.5]

Структура периодической системы. Являющаяся наглядным выражением периодического закона система элементов Д. И. Менделеева (см. форзац) слагается из периодов и групп. Периодов в системе имеется семь, из них три малых и четыре больших. Каждый период (кроме первого и последнего) включает в. себя элементы, электронные структуры которых являютс промежуточными между структурами двух последовательных инертных газов [c.172]

Постановка вопроса о коде, определяющем атомно-молекулярное строение и свойства вещества, типична для физики. Химические свойства атомов (т. е. структура периодической системы Менделеева) закодированы числом электронов в атома в соответствии с принципами квантовой механики. То же относится к атомным спектрам. Зная последовательность квантовых уровней, мы получаем кодовые условия для химии и оптики. Число и природа нуклонов в атомном ядре кодируют свбйства ядра. Систематика элементарных частиц и их превращений — одна из актуальных проблем современной физики — также [c.553]

Новая эпоха в развитии спектроскопии началась с работ Н. Бора (1914 г.), положившего основу теории строения атома. Теория Бора дала непринуждённое истолкование основных закономерностей спектров атомов и ионов и позволила разобраться в структуре периодической системы элементов. Однако, теория Бора, представлявшая собой сочетание классических законов механики (движение электронов по орбитам) с специфически квантовыми законами (стационарные орбиты, излучение), являла собой лишь промежуточный этап в развитии представлений об атомах и спектрах. Она не смогла также объяснить различные детали в строении спектров простых атомов и структуру спектра многоэлектронных атомов. Это привело, как известно,, к созданию новой, так называемой квантовой механики, в которой нашли себе разрешение затр днения теории Бора. [c.11]

Пример первого из них рассмотрен в работе Ю. Б. Ру-мера и А. И. Фета [11], едва ли не единственной в своем роде. В ней авторы приходят к таблице химических элементов, полученной без использования модели Резерфорда, из общих принципов симметрии, разработанных в теории адронов . Рассматривая атом как бесструктурную частицу (как бы не имеющую ядра и электронных оболочек) и применяя к нему общие принципы физики симметрии (кулоновское поле в развиваемую теорию входит неявно), Ю. Б. Румер и А. И. Фет показывают, что состояния такого бесструктурного атома должны изображаться векторами пространства, где определено некоторое представление группы Spin (4) . В результате математически очень сложного вывода получается модель, описывающая совокупность состояний бесструктурного атома , причем эта модель без сколь-либо заметных отклонений соответствует структуре периодической системы элементов. Чрезвычайно существенно, что исходным пунктом рассуждений является представление об атоме как [c.36]

Мы уже говорили о трех уровнях развития учения о периодичности — химическом, электронном (атомном) и ядерном они как бы соответствуют развитию, протекающему в трех измерениях. Для первых двух уровней характерно развитие в ширину и глубину. В ширину — совершенствование структуры периодической системы предсказание и открытие новых, неизвестных ранее э.чемен-тов, изучение на основе системы различных свойств химических элементов и их соединений и отыскание тонких закономерностей изменения этих свойств (здесь решающая роль принадлежит опыту и умению химиков). Когда в судьбу периодичности властно вмешалась физика, началось движение вглубь — познание физических причин периодического изменения свойств элементов, разработка теории периодической системы. Переход на атомный уровень отнюдь не означает, что химический уровень отпал оба они, многократно пересекаясь, дополняют друг друга, и без их теснейшего взаимопроникновения нельзя представить себе настоящую картину учения о периодичности. [c.69]

Структура периодической системы элементов. Периодом называется ряд элементов, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся инертным газом. Номер периода совпадает со значением главного квантового числа внешнего электронного уровня. Каждый период, кроме первого, начинается типичным металлом. При переходе от элемента к элементу в периоде слева направо происходит постепенное ослабление металлических и нарастание неметаллических свойств. Типичными неметаллами Я1ВЛЯЮТСЯ галогены. Каждый период завершается инертным газом, который отделяет типичные неметаллы от типичных металлов. [c.35]

Все свойства элементов, определяемые электронной оболочкой атома, закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. При этом, поскольку в ряду элементов-аналогов электронные структуры с X о д н ы, но н е т o fk ji е с т в е н н ы, при переходе от одного элемента к другому в группах и подгруппах на-блюдаегся не простое повторение свойств, а их более или менее отчетливо выраженное закономерное изменение. [c.31]

Соли Ре + во мнбгом похожи на соли Mg +, что обусловлено близостью радиусов ионов (у Nig + г, = 66 пм, у Ре + п — 74 пм] , Это сходство относится к свойствам, определяемым, в основном, межионными и ион-дипольными взаимодействиями (кристаллическая структура, энергия решетки, энтропия, растворимость в воде, состав и структура кристаллогидратов, способность к комплексообразованию с лигандами, обладающими слабым полем). Наоборот, не проявляется аналогия в свойствах, связанных с электронными взаимодействиями (способность к реакциям окисления-восстановления, образование комплексов со значительной долей "ковалентной связи). На рис. 3.127 сопоставлены энтропии кристаллических соединений Ре + и М +. При сравнении рис. 3.127 и 3.125 прослеживается степень сходства и различия двухвалентных состояний элементов семейства железа между собой и между Ре и Мд, принадлежащим к разным группам периодической системы элементов. [c.562]

Просматривая указанные выше структуры электронных оболочек и подуровней, нетрудно заметить, что каждая нз них в достроенном состоянии обладает четным числом электронов. Конечно, случайности здесь быть не может, и в этом проявляется влияние стабилизирующего действия спаривания электронов. Впрочем, пользуясь более обширным материалом, можно было бы установить, что оно проявляется все же не в одинаковой степени для разных групп электронов. Так, х-электроны проявляют значительно более сильную тенденцию к образованию электронных пар (сравните, например, первые ионизационные потенциалы элементов первой, второй и третьей групп периодической системы, приведенные в табл. 1). В то же время р-электроны образуют р-подуро-вень обычно сначала в виде неспаренных электронов и лишь по исчерпании таких возможностей образуют электронные пары. Образование таких электронных пар играет значительную роль как в структурах атомов, так и в процессах образования связи между атомами —в образовании молекул. [c.43]

Ионы элементов малых периодов н концов длинных периодов периодической системы имеют тенденцию сохранять неизменную валентность и принимать структуру заполненных оболочек, и элементы образуют бесцветные диамагнитные соединения, которые являются типичными изоляторами (MgO, AljOg, SiOj). Переходные элементы имеют переменную валентность, образуют стабильные ионы с незаполненными d-оболочками и могут давать окрашенные магнитные, полупроводниковые соединения, катионы которых имеют электроны с непарными спинами. Можно сказать, что ионы с полузаполненными и заполненными подоболочками (d , Мп + Zn + ) по своим свойствам находятся между двумя этими крайностями. [c.20]