Электронное строение и свойства элементов и их соединений

Мы познакомились с электронным строением атомов элементов. Прежде чем перейти к рассмотрению влияния электронного строения атомов на формы и свойства соединений элементов, необходимо познакомиться с некоторыми основными понятиями в данной области. [c.78]

После изучения ряда классических окисных систем, важных для цементной, огнеупорной и керамической технологии, по инициативе Н. А. Торопова все усилия были сосредоточены на исследовании систем, включающих окислы редкоземельных и редких элементов, что было связано с широкими перспективами применения соответствующих материалов в различных отраслях новой техники. Это также открывало возможность установления обобщений крупного научного значения в связи с особенностями электронного строения редкоземельных элементов, наличием глубокой аналогии в химических свойствах их соединений и возможностью изучения поведения элементов в различных валентных состояниях. С самого начала исследования в этой области были поставлены комплексно, с привлечением к решению проблемы многих лабораторий. [c.6]

Введение в ионообменную хроматографическую систему комплексообразующих реагентов кардинально расширило возможности метода. В образовании комплексных соединений проявляются тонкие особенности электронного строения атомов элементов, более полно выявляется индивидуальность их свойств, поэтому резко повысилась степень однократного разделения смесей, во многом определяющая эффективность хроматографического опыта в целом. Образование многими металлами отрицательно заряженных комплексов не только позволило облегчить перемещение многозарядных катионов по слою катионита, но и широко использовать аниониты. Не случайно поэтому именно хроматографические системы с комплексообразующими реагентами привлекли особое внимание как специалистов в области комплексных соединений [7], так и аналитиков. В качестве иллюстрации достаточно упомянуть хроматографическое разделение смесей, включающих цинк, кадмий, индий, галлий, титан, цирконий, торий [8—И]. Заслуживают также упоминания систематические исследования хроматографических свойств практически всех метал,лов в растворах фто- [c.231]

В предыдущих главах было показано, что энергии ионизации, сродство к электрону и электроотрицательности атомов всех элементов удается объяснить на основе рассмотрения орбитальной электронной структуры атомов. Теперь попытаемся связать электронное строение атомов с химическими свойствами элементов и их соединений. Начнем с обсуждения (и составления уравнений) реакций, в которых одни реагенты теряют, а другие приобретают электроны (окислительно-восстановительные реакции). За- [c.415]

Химические свойства элементов и их соединений являются периодической функцией заряда ядра атома. С ростом заряда ядра, т.е. порядкового номера элемента, периодически меняются строение двух внешних электронных оболочек, радиусы атомов, радиусы и заряды ионов. Эти факторы определяют валентность элемента, его окислительно-восстановительную способность и кислотно-основную характеристику. Количество электронов на двух оболочках (предпоследний и наружный слои) приведено в табл. 4, радиусы атомов — в табл. 5. [c.12]

Гидразин можно рассматривать как гомолог аммиака. Свойства соответствующих водородных соединений меняются в зависимости от строения атомов элементов. В гидразине, пероксиде водорода и фторе порядок связи и ее энергия существенно ниже, чем во многих других соединениях (табл. В.32). Это связано с сильным ослаблением связи вследствие отталкивания электронных пар. Если эти электронные пары оказываются во- [c.535]

По способу заполнения электронных оболочек атомов различают,четыре электронных семейства элементов 5-элементы, р-элементы, -элементы и /-элементы. Каждое -семейство характеризуется общностью свойств, а также закономерным расположением ъ периодической системе Д. И. Менделеева. Эта система отражает все особенности в строении электронных оболочек атомов элементов. Свойства з-, р-, -элементов и их соединений рассмотрим в плане таблицы Менделеева. [c.65]

Рассмотрим влияние поля лигандов на магнитные свойства иоиов /-элементов 4 периода Периодической системы и их кристаллических комплексных соединений. Электронное строение расщепленного /-подуровня двух- и трехзарядных ионов показано в табл. 17. [c.205]

Неметалличность бора отвечает его положению в периодической системе элементов - между бериллием и углеродом и по диагонали с кремнием. Поэтому у бора проявляется сходство не только с алюминием, но и с кремнием. Из его положения следует также, что соединение бора с азотом должно быть по электронному строению и свойствам похоже на углерод - суммарное число валентных электронов у В и N равно 8, столько же электронов в двух агамах С. [c.343]

Необходимо отметить, что представления о строении атомов, несмотря на их огромное значение для науки, не заменяют периодического закона. Периодический закон дает возможность предсказывать и вычислять такие свойства элементов и их соединений, которые пока не могут быть рассчитаны теоретически на основе данных об электронном строении атомов и молекул. Очевидно, дальнейшее развитие науки приведет к увеличению возможностей теоретического расчета, но ясно также и то, что оно приведет и к изучению еще большего числа веществ и свойств поэтому разрыв между тем, что позволяет вычислить теория строения атомов и молекул, и тем, что можно найти с помощью периодического закона, видимо, всегда будет существовать. [c.99]

Одинаковое строение не только внешнего, но и предшествующего электронного уровня (за исключением лития и бериллия) обусловливает ряд общих свойств (одинаковую степень окисления и однотипность соединений). Но с увеличением заряда ядра и числа электронов в атомах элементов периодической системы наблюдаются сверху вниз некоторые качественные различия между ними. В подгруппах сверху вниз увеличивается число квантовых уровней, а следовательно, и радиусы атомов, вследствие чего требуется меньше энергии на отрыв электрона, т. е. наблюдается уменьшение энергии ионизации. Поэтому от лития к францию, от бериллия к радию увеличивается способность атомов отдавать электроны, усиливаются металлические свойства. [c.76]

Строение электронных оболочек атомов определяет важнейшие химические свойства элементов валентность, тип химической связи в различных соединениях, физические и химические свойства соединений и многие другие. [c.41]

Таким образом, общие и специфические свойства определяются схожестью электронного строения атомов ( в свободном или связанном состоянии), проявляемой в близости радиусов, величин электроотрицательности атомов, в изоморфизме соединений, равенстве и однотипности валентных возможностей атомов и т. д. Индивидуальные свойства — это свойства, присущие только данному атому это результат проявления всех особенностей его электронной структуры, его заряда ядра и всех вытекающих особенностей (энергии, геометрии атомных орбиталей). Электронная структура атома в свободном состоянии индивидуальна, неповторима. Атом занимает определенное место в непрерывном ряду элементов и обладает физической индивидуальностью спектром, атомной массой, набором изотопов и т. д. и т. п. [c.48]

Электронное строение атомов (и ионов) элементов триады железа таково, что оно обусловливает ярко выраженные магнитные свойства как простых соединений (металлы), так и большинства сложных соединений. Действительно, число неспаренных электронов в невозбужденных атомах Ре, Со, N1 велико. Для железа оно равно четырем, для кобальта — трем, для никеля — двум. Недостроенный З -подуровень и неспаренные электроны у Ре, Со, N1 являются причиной и другого, [c.114]

Благодаря исследованиям Мозли было доказано, что заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента. Работы Мозли также подтвердили правильность расположения элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Таким образом, заряд ядра атома или порядковый номер элемента определяют электронное строение атомов и соответственно свойства элементов. Поэтому в настоящее время периодический закон имеет формулировку свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома или порядкового номера элемента. [c.22]

К химическим свойствам относится способность элементов и их соединений вступать в химические реакции. Наиболее важные аналитические свойства — это способность элемента образовывать различные типы ионов (в том числе комплексные), окислительновосстановительные и кислотно-основные свойства. Все эти свойства определяются периодическим законом Д. И. Менделеева, являющимся основой современной химической теории. Из этого закона следует, что свойства химических элементов зависят от электронного строения атомов и закономерно изменяются по мере увеличения зарядов ядер атомов. [c.32]

Карбонильные соединения относятся к числу наиболее реакционноспособных классов органических соединений. Их химические свойства связаны с особенностями электронного строения карбонильной группы. Связь между углеродом и кислородом поляризована кислород, как более электроотрицательный элемент, накапливает вокруг себя большую электронную плотность, углерод оказывается положительным концом диполя. С подобной поляризацией мы встречались у гидроксильных производных, но поляри- [c.172]

Исключительно важно освоить прогнозирующую роль периодического закона и периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Тогда, даже не прибегая к учебнику, удастся многое рассказать о свойствах элементов и нх соединений. Так, по положению элемента в периодической системе можно описать строение атома — заряд и состав ядра, электронную конфигурацию атома. А по последней определить степени окисления элемента, возможность образования молекулы в обычных условиях, тип кристаллической решетки простого вещества в твердом состоянии. Наконец, можно определить формулы высших оксидов и гидроксидов элементов, изменение их кислотно-основных свойств по горизонтали и вертикали периодической системы, а также формулы различных бинарных соединений с оценкой характера химических связей. Это значительно облегчит изучение свойств элементов, простых веществ и их соединений. Начинать следует с рассмотрения общей характеристики каждой подгруппы. [c.101]

Разделение металлов на простые (зр) и переходные (с дефектными с1- и /-оболочками), обусловленное особенностями электронного строения атомов, проявляется и в существенном различии их металлохимических свойств. При этом под металлохимическими свойствами подразумевают не только ионизационные потенциалы и электроотрицательность, атомные радиусы и валентно-электронную конфигурацию изолированных атомов, но и особенности конденсированного состояния, определяющие характер взаимодействия компонентов (расслоение, эвтектика, ограниченный твердый раствор, непрерывный ряд твердых растворов, химические соединения). Несмотря на то что взаимодействие металлов друг с другом (и с неметаллами) осуществляется на атомном уровне, металлохимических свойств изолированных атомов недостаточно для полного описания специфики взаимодействия в конденси]юванном состоянии. Это связано с коллективизацией электронов гри образовании металлических кристаллов. Тем не менее металлохимические свойства элементов позволяют в первом приближении оценить возможность и характер взаимодействия в металлических системах. [c.370]

Данная глава посвящена физическим и химическим свойствам чистьк элементов и сходных с ними веществ. Строение этих веществ существенно отличается от рассмотренного нами ранее строения соединений с ионными и ковалентными связями. Металлические и неметаллические элементы существуют вследствие образования химической связи между одинаковыми атомами, что ограничивает число возможных молекулярных образований и способов расположения атомов в твердых веществах. Неметаллические элементы образуют неполярные ковалентные молекулы, начиная от двухатомных молекул типа Н2, О2, N2 или 2 и кончая гигантскими молекулами элементарного углерода и кремния. Ко всем этим системам вполне применимы те критерии, определяющие устойчивость молекул, которые были изложены в гл. 7 и 8. В этих системах все валентные атомные орбитали с достаточно низкой энергией заполнены связывающими или несвязывающими электронами а, геометрия молекул определяется отталкиванием валентных электронных пар. Поскольку атомы благородных газов обладают устойчивым электронным строением, эти элементы существуют в виде одноатомных молекул. Многие неметаллические элементы способны существовать в одной из двух или даже нескольких аллотропных форм в качестве примера можно привести углерод, существующий в виде алмаза и графита, а также кислород, элементарными формами которого являются О2 и О3 (озон). Размеры и строение молекул неметаллических элементов определяются теми же факторами, которые рассматривались в гл. 7 и 8. Некоторые из этих веществ будут подробно обсуждаться в разд. 22.5. [c.387]

Подгруппа титана. Электронное строение атомов элементов подгруппы титапа (титап, цирконий, гафний и торий) характеризуется наличием восьми электронов на -орбите. У тория, вероятио, правильнее предполагать существование ( /-структуры. Однако, по входя глубоко в рассмотрение правильности представлений о группе актинидов, в плане данной статьи удобнее рассматривать торий как член подгруппы титана, поскольку но своим химическим свойствам он во многом близок к цирконию и гафнию. В свете представлений об электронных оболочках атомов этот факт отвечает тому, что энергии s d - и /-электроиов весьма близки между собой, вследствие чего цирконий, гафний и торий во всех своих соединениях яв-.1ЯЮТСЯ, как правило, четырехвалептпыми. Лишь титан можно восстановить до трех- и даже до двухвалентного состояния. Ионные радиусы элементов подгруппы титана, как это видно из приводимых ниже данных, закономерно возрастают от титана к торию [c.185]

Свойства и получение. Атом углерода в валентном состоя-ВИИ s 2spxPgPz имеет четыре, неспаренных электрона и во внешнем электронном слое отсутствуют как свободные квантовые ячейки, так и неподеленные электронные пары (только для одного элемента, кроме углерода,— водорода характерно состояние атома, имеющее з ти особенности). Такое электронное строение атома и расположение углерода посередине шкалы электроотрицательностей обусловливают уникальные свойства данного элемента, благодаря которым существует огромное многообразие органических соединений. [c.352]

Подобная близость свойств объясняется тем, что в высшей степени окисления атом элемента, находящегося в третьем периоде (в главной подгруппе) и атомы элементов побочной подгруппы приобретают сходное электронное строение. Например, атом хрома имеет электронную конфигурацию 1з Когда хром находится в степени окисления 4-6 (например, в оксиде СгОз), шесть электронов его атома (пять М- и один 4б-электрон) вместе с валентными электронами соседних атомов (в случае СгОз — атомов кислорода) образуют общие электронные пары, осуществляющие химические связи. Остальные электроны, непосредственно не участвующие в образовании связей, имеют конфигурацию отвечающую электронной структуре благородного газа. Аналогично у атома серы, находящегося в степени окисления -Ьб (например, в триокси-де серы ЗОз), шесть электронов участвуют в образовании ковалентных связей, а конфигурация остальных (1з 28 р ) также соответствует электронной структуре благородного газа. Короче говоря, сходство в свойствах соединений элементов побочной подгруппы и элемента третьего периода той же группы обусловлено тем, что их ионы, отвечающие высшим степеням окисления, являются электронными анапогами. Это легко видеть из данных табл. 21.1. [c.497]

По характеру химической связи элементов с углеродом и другими элементами в их составе элементоорганические соединения делят на две большие группы. В первую группу включают соединения в- и р-элементов непереходных элементов), а во вторую — органические производные й- и /-элементов (переходных элементов). Для соединений первой группы характерно образование ковалентных полярных <7-связей. Для органических производных второй группы типичны комплексные соединения с участием -электронов предвнешней электронной оболочки атомов элемента. Существуют и другие способы классификации, однако свойства элементоорганических соедршений столь разнообразны, что проще рассмотреть наиболее типичные из них в порядке изменения строения электронной оболочки атома элемента, как это делалось при рассмотрении свойств неорганических соединений. [c.588]

Т1 является первым р-элементом после лантаноидов, его электронное строение... 4/ 5s 5p 5d 6sЮs. На свойствах соединений Т1 может сказываться участие в химической связи /-орбиталей. Таким образом, место Т1 в периодической системе определяет своеобразие его индивидуальных свойств. [c.274]

Таким образом, хром, будучи типичным металлом в свободном виде, в шестивалентном состоянии образует соединение хромовую кислоту Н2СГО4, аналогичную по строению и подобную по некоторым свойствам на серную кислоту,— со единение, образуемое типичным неметаллом. Такие же особеН ности характерны и для многих других элементов побочных подгрупп. Например, металл марганец в семивалентном состоянии образует марганцевую кислоту НМ.ПО4, по составу и некоторым свойствам напоминающую хлорную кислоту H IO4. Из сказанного можно сделать вывод, что и металлы, и неметаллы в одинаковых валентных состояниях, соответствующих номерам групп, в которых они находятся, могут образовывать сходные по составу и отдельным свойствам соединения. Причина этого заключается в подобии строения внешних электронных обдлочек атомов элементов главных и побочных подгрупп в валентных состояниях, равных номерам групп. В данном случае речь идет о тех внешних электронных оболочках, которые остаются за вычетом электронов, принявших участие в образовании химической связи. Поясним сказанное примерами [c.274]

Соединения I- и р-элементов проявляют общие закономерности в свойствах, что о( ьясняется прежде всего сходавом электронного строения их атомоа, а именно, все электроны внешнего слоя являются валентными и принимают участие в образовании химических связей. Поэтому максимальная степень окисления этих элементов в соединениях равна числу электронов во внешнем слое и соответственно равна номеру группы, в которой находится данный элемент. [c.315]

Так как изотопы одного и того же элемента имеют одинаковый заряд ядра и соответственно одинаковое электронное строение, то химические свойства их практически тождественны. Исключение составляют изотопы легких элементов, у которых атомные массы существенно различаются. У таких изотопов и их соединений наблюдается заметная разница химических свойств. Примерами таких изотопов могут быть протий Н и дейтерий Н. Атомная масса дейтерия в два раза больше атомной массы протия. [c.33]

Комплексообразовятели. Способность элемента к образованию комплексных соединений относится к важнейшим его химическим свойствам. Она зависит от строения внешнего электронного уровня атома элемента и определяется его положением в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Как правило, комплексообразова-телями являются атомы или чаще ионы металлов, имеющие достаточное число свободных орбиталей. При образовании химических связей с лигандами комплексообразователи выполняют роль акцепторов (см. гл. II). При этом если комплексообразователь представляет для химической связи -орбитали, то образуются только ст-связи, если же /7-орбитали, то а- и л-связи, если -орбитали, то сг- и л-связи и если р-с1- или /-орбитали, то ст- и я-связи. Возможность участия тех или иных орбиталей центрального атома в комплексообразовании меняется от периода к периоду (табл. 30). [c.246]

Если считать критерием для размещения элемента в периодической системе величину его атомной массы (атомного веса но Менделееву), следует вместо последовательности Ре—Со—N1 принять другую Ре—N1—Со, т. е. никель должен предшествовать кобальту в периодической системе. Однако, несмотря на то, что Менделеев в качестве основного параметра, определяющего последовательность расположения элементов в периодической системе, принял величину атомной массы, он, будучи блестящим химиком, счел неиравильным подчинение формальному критерию и разместил Ре, Со, N1 так, как этого требовала последовательность изменения химических свойств соответствующих однотипных соединений в триаде железа. Таким образом, Менделеев фактически размещал элементы в периодической системе в соответствии с химическими свойствами их соединений, т. е. в конечном счете, как нам теперь понятно, 1в соответствии ео строением их электронных оболочек. В частности, у элементов триады железа Менделеев учитывал большую склонность Ре к переходу в трехвалентное состояние и все уменьшающуюся устойчивость соединений со степенью окисления + 3 к кобальту и затем к никелю. [c.114]

Важнейшим проявлением специфики электронного строения и вытекающих отсюда химических свойств платиновых элементов является их склонность к образованию комплексных соединений. Элементы-металлы других групп периодической системы, особенно поливалентные элементы переходных рядов, также дают комплексные соединения той или иной устойчивости практически со всеми известными лигандами. Спецификой комплексных соединений платиновых элементов и прежде всего наиболее изученных комплексов платины и палладия является высокая прочность ковалентной связи, обусловливающая кинетическую инертность этих соединений. Последнее даже делает невозможным определение обычными методами такой важной характеристики комплекса, как его /Сует- Обмен лигандами внутри комплекса и с лигандами из окружающей среды также затруднен. Это позволяет конструировать, например, октаэдрические комплексы платины (IV), в которых все шесть лигандов различны. Такие системы могут существовать без изменения во времени состава как в растворах, так и в твердом состоянии. Мы уже отмечали, что, напротив, осуществить синтез столь раз-нолигандмых комплексов для элементов-металлов, образующих пре- [c.152]

Во второй части книги изложены свойства элементов и их соединений в зависимости от строения электронных оболочек их атомов. В эту часть внесены значительные дополнения по свойствам -металлов и их соединений, а также сведения о токсичности и способах получения наиболее важнщх веществ. [c.3]

Элементы железо, рутений, осмнй. Строение электронных оболочек их атомов. Валентность железа в соединениях. Положение железа в ряду напряжений и его отношение к различным окислителям. Окислы железа и их химические свойства. Оксидирование железа как один из методов борьбы с коррозией. Гидроокиси железа. Соли двухвалентного и трехвалентного железа. Их окислительно восстановительные свойства. Комплексные соединения железа. [c.321]

С развитием электронной теории строения атомов стало ясно, что химические свойства эле.ментов являются функцией электронной структуры атомов. Отсюда следует, что в качестве объективного критерия, однозначно определяюи его положение элемента в периодической системе, целесообразно выбрать именно электронное строение атома. Поэтому в развитии периодического закона выделяют три этапа. На первом этапе в качестве аргумента, определяющего свойства элементов, была выбрана атомная масса и закон был сформулирован Д. И. Менделеевым следующим образом Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в пер1[одической зависимости от нх атомного веса . На втором этапе было выяснено значение атомного номера, который, как оказалось, определяет заряд ядра атома. Открытие изотопов и изобаров показало, что истинным аргументом, определяющим природу элемента, является именно заряд ядра, а не атомная масса. Действительно, [c.6]

Периодическая система Менделеева является естественной си-стематикой атомов химических элементов. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой. Закономерности изменения свойств химических элементов определяются Периодическим законом. Учение о строении атома вскрыло физический смысл Периодического закона. Оказалось, что периодичность изменения свойств элементов и их соединений зависит от периодически повторяющейся сходной структуры электронной оболочки их атомов. Химические и некоторые физические свойства зависят от структуры электронной оболочки, особенно ее наружных слоев. Поэтому Периодическая система является научной основой изучения важнейших свойств элементов и их соединений кислотно-основных, окислительно-восстановительных, каталитических, комилексообразовательных, полупроводниковых, металлохимических, кристаллохимических, радиохимических и т. п. Помимо теории строения атома Периодическая система элементов сыграла колоссальную роль в учении о естественной и искусственной радиоактивности, освобождении внутриядерной энергии. В настоящее [c.10]

В VIII классе вы приступили, опираясь на периодический закон и теорию строения атомов, к систематическому изучению химических элементов. Чтобы более успешно продолжить его, вам предстоит позн комиться с новыми важными выводами из электронной теории строения атомов, объясняющими общие свойства химических соединений каждого класса окислов, кислот, оснований и солей. [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология