Энергия ионизации и периодическая таблица

На протяжении всей этой книги постоянно подчеркиваются взаимосвязи между свойствами элементов и их соединений, которые являются неотъемлемой чертой систематики элементов в периодической таблице. Родственные взаимосвязи между элементами, находящимися в одной колонке, служили основой для рассмотрения благородных газов, галогенов, халькогенов, групп азота, углерода и кремния. Закономерности, наблюдающиеся в рядах, подчеркивались при рассмотрении электронной структуры, относительной электроотрицательности и образования химических связей для того чтобы показать, как изменяются те или иные свойства в зависимости от порядкового номера, использовались многочисленные графические изображения. Энергия ионизации (потенциал ионизации), ковалентные, ионные и вандерваальсовы радиусы, термодинамические характеристики (значения энтропии, теплот образования и тепловых эффектов) — вот некоторые свойства, рассмотренные как функция Z. [c.289]

Потенциал ионизации — это энергия, необходимая для удаления электрона из атома, находящегося в наинизшем по энергии состоянии, приче л электрон и ион в конечном состоянии имеют нулевую кинетическую энергию. Другими словами, это минимальная энергия, необходимая для отрыва электрона. На рис. 4.1 показано изменение потенциала ионизации с изменением атомного номера в периодической таблице. Главные пики приходятся на атомы благородных газов, в то время как впадины соответствуют щелочным металлам. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче элемент образует ионные соединения, в которых он положительно заряжен. [c.55]

Рис. 16. Изменения энергии ионизации в зависимости от по-рядкового номера элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева

Ионизация атомов электронным ударом е + А->А + е + е является одним из наиболее изученных процессов, протекающих в плазме. Сечение ионизации при пороговой энергии равно нулю, по мере увеличения энергии электрона е оно возрастает, проходит через максимум при энергии е, близкой к учетверенной пороговой энергии, а затем медленно уменьшается. Разработаны квантово-механические и классические модели расчета сечений ионизации. Экспериментальные и расчетные данные по сечениям и константам скорости ионизации атомов из основных состояний в широком диапазоне значений энергии столкновений и температуры для значительной части элементов периодической таблицы представлены в [36-38]. Сечения ионизации возбужденных атомов изучены меньше недостаточно изучены сечения ионизации многоатомных молекул. Процесс разрушения отрицательного иона электронным ударом е+Х е+е+Х аналогичен процессу ионизации. [c.309]

ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА [c.398]

В общем энергия ионизации возрастает при движении вдоль любого периода периодической таблицы слева направо (по увеличению Z), но уменьшается с ростом Z в каждой колонке [c.291]

В заключение кратко рассмотрим ход изменения энергии ионизации непереходных элементов, расположенных по горизонтали в периодической таблице. Энергии ионизации для элементов третьего периода представлены ниже [c.130]

Если же исходить из того, что для завершения внешнего электронного слоя атому водорода не хватает одного электрона, то водород следует поместить в VII группе. Кроме того, как и атомы галогенов, атомы водорода характеризуются высокими значениями энергии ионизации. Многие ученые помещают водород в VII группу периодической системы. Вместе с тем водород—элемент особый, и размещение его в той или иной группе таблицы в значительной мере условно. [c.272]

В табл. 3.1 приведены экспериментальные данные о некоторых энергиях ионизации первых двадцати элементов периодической системы. Энергия ионизации первого электрона каждого элемента занимает крайнее правое место в соответствующей строке если бы таблица была полной, то энергия ионизации последнего, т. е. 2-го, электрона каждого элемента была бы обязательно указана на крайнем левом месте строки. Все данные приведены в килокалориях на моль и соответствуют при чтении справа налево энергии, необходимой для удаления каждого последующего электрона (от 1-го до Е-го) из моля атомов конкретного элемента. Например, для удаления первого электрона из каждого атома в моле натрия требуется 118 ккал/моль, а для удаления второго электрона — 1090 ккал/моль и т. д. для удаления последнего (одиннадцатого) электрона необходимо почти 40 ООО ккал/моль. [c.90]

Сродство к электрону изменяется по периодической таблице, в целом, аналогично изменению энергии ионизации [c.17]

Аналогичная периодическая зависимость прослеживается и при сопоставлении энергий ионизации элементов других периодов (в таблице не указаны). [c.399]

Эти выводы позволяют объяснить хорошо известный факт, что электроположительный характер и химическая реакционноспособность возрастают при переходе к нижележащим элементам группы и убывают вдоль периода. В связи с этим можно также отметить, что неметаллический характер бора, по-видимому, связан с необходимостью затраты слишком большой энергии для получения В ". Во втором коротком периоде. все энергии ионизации меньше, и при обычных условиях становится возможным получение Таким образом, разделительная линия между металлами и неметаллами проходит по диагонали периодической таблицы, причем неметаллы оказываются в верхнем правом углу. Аналогично можно объяснить хорошо известные диагональные соотношения между литием и магнием, бериллием и алюминием, бором и кремнием. [c.79]

Следует отметить, что легкость окисления металлов в группах 1А и ПА значительно возрастает при увеличении 2, тогда как для группы Ш справедлива обратная закономерность точно так же, как и элементы группы 1А, ведут себя в отношении легкости окисления элементы группы УПА. Таким образом, в начале и в конце рядов периодической системы легкость окисления элементов в данной группе возрастает при увеличении 2 в группах же, расположенных в средней части таблицы, ири увеличении Z элементы окисляются труднее. Подробное рассмотрение рис. 38.7 позволяет сделать вывод, что некоторые нз этих особенностей можно отнести за счет лантаноидного сжатия, в результате которого степень увеличения энергии ионизации в ряду Н1—Н больше, чем в ряду Zr—С(1. Однако значительная часть этих особенностей обусловлена тем, что экранирующее действие -электронов на валентные 5-электроны слабое экранирующего действия /7-электронов это слабое экранирование является также главной причиной лантаноидного сжатия. [c.338]

Из предыдущих глав мы узнали, что у элементов, находящихся в одной группе периодической таблицы, обнаруживается большое сходство в химическом поведении. Свойства, характерные для хлора и других галогенов, отражают сходство электронных конфигураций атомов этих элементов. С другой стороны, свойства элементов, расположенных в правой и в левой частях периодической таблицы, очень сильно различаются между собой. Кроме того, в главе 15 показано, что при переходе от одного элемента к другому по периоду слева направо наблюдается систематическое изменение свойств атомов, например энергии ионизации. В этой главе мы рассмотрим и сравним химические свойства элементов третьего периода. Помимо физических свойств элементов, мы проследим за изменением их окислительной и восстановительной способности, а также исследуем отношение к кислотам и щелочам их гидроокисей. [c.542]

Многие способы возбуждения спектров дают энергию, достаточную для ионизации некоторых атомов, т. е. для полного удаления электрона из сферы влияния ядра. Необходимая для этого энергия составляет потенциал ионизации. Оставшиеся электроны, возбужденные как в нейтральном атоме, дают затем начало совершенно повой серии линий, расположение которых имеет сходство со спектром предшествующего элемента периодической таблицы. Они известны как ионные линии. [c.166]

Если сделать обзор окислительно-восстановительных свойств элементов третьего периода, то можно заметить плавный переход от сильного восстановителя (натрий) через восстановители и окислители средней силы (фосфор и сера) до сильного окислителя (хлор, восстановительные свойства которого выражены очень слабо). Такой переход полностью согласуется с изменением энергии ионизации и распределением электронов в атоме. Закономерности такого рода помогают запомнить особенности химического поведения элементов и предсказать свойства других элементов периодической таблицы. [c.551]

Мы рассмотрели достаточное количество примеров того, как группы уровней энергии и промежутки между ними на соответствующей диаграмме определяют периодичность химических свойств при переходе от одного элемента периодической таблицы к другому. Теперь мы объясним это с помощью энергии, необходимой для отрыва электрона от атома, т. е. энергии ионизации. [c.396]

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]

Какая тенденция наблюдается для энергии однократной ионизации при переходе от лития к другим металлам I группы периодической таблицы На основании ответа попытайтесь объяснить, почему калий или цезий лучше использовать в фотоэлементах, чем натрий или литий, [c.407]

Рассмотрим фториды элементов второго иериода. У фторидов таких элементов, как Р, О, Ы, С, В, Ве и Ы, наблюдается непрерывное изменение ионного характера связей. Ионный характер связей усиливается с увеличением разности между энергиями ионизации (см. табл. 16-П). Этот ионный характер связей обеспечивает существование электрического диполя в каждой связи. Молекулярный диполь определяется геометрической суммой дипольных моментов всех связей. Поскольку свойства молекулы в значительной степени зависят от молекулярного диполя, посмотрим, как можно судить о его величине, зная молекулярную архитектуру и ионный характер отдельных связей. Начнем рассмотрение с левой части периодической таблицы. [c.440]

Положение металлов в периодической таблице. Положение металлов в периодической таблице показано на рис. 17-4. Мы видим, что металлы сосредоточены в левой части периодической таблицы, в то время как неметаллы располагаются исключительно в верхнем правом углу. Кроме того, элементы левой части таблицы имеют относительно низкую энергию ионизации. Мы увидим, что низкая энергия ионизации металлов поможет объяснить многие особенности их поведения. [c.453]

В табл. 19-1 приводятся также значения энергии ионизации атомов газообразных галогенов. Эти значения заметно уменьшаются при переходе от одного элемента к другому вниз по группе периодической таблицы. Тем не менее все они очень велики по сравнению с соответствующими значениями для щелочных металлов (сравните с энергией ионизации натрия, которая составляет лишь 118,4 ккал). Следовательно, если какой-либо галоген реагирует со щелочным металлом, то образуется ионное твердое вещество. Такие ионные твердые вещества, или соли, содержат ионы галогенов Р , С1", Вг" или 1 , электронные конфигурации которых соответствуют электронным конфигурациям инертных газов. [c.525]

Можно ли объяснить большие различия во внешнем виде и физических свойствах элементов третьего периода Из главы 17 мы уже знаем, что металлы расположены в левой части периодической таблицы. Низкая энергия ионизации и свободные валентные орбиты у атомов одного из этих элементов являются причиной существования газового облака подвижных валентных электронов. Подвижные электроны удерживают атомы в кристалле металла и одновременно обусловливают высокую проводимость тепла и электрического тока. Мы отмечали также, что металлическая связь становится более прочной с увеличением числа валентных электронов в атоме и энергии ионизации. [c.543]

Кислородсодержащие кислоты (или гидроокиси) хлора рассматривались в главе 19, где было дано также объяснение изменения силы этих кислот. Аргументы, приведенные для объяснения увеличения силы кислот хлора с увеличением степени окисления, согласуются с аргументами, приведенными в этой главе для объяснения последовательного увеличения кислотности кислородсодержащих соединений элементов третьего периода. Если к атому галогена присоединяются атомы кислорода, то электроны оттягиваются от атома галогена. Это в свою очередь приводит к ослаблению связи О—Н. Сила кислоты увеличивается. При перемещении слева направо по периоду периодической таблицы энергия ионизации возрастает, поэтому сила притяжения электронов центральным атомом тоже увеличивается. Электроны оттягиваются также и от связи О—Н, и связь становится менее прочной. Сила кислоты увеличивается. [c.556]

Мы уже знаем, как изменяются кислотно-основные свойства окислов элементов при переходе по периодам периодической таблицы. Если атом М в соединении М—О—Н все сильнее притягивает электроны, то наблюдается усиление кислотных свойств. При уменьшении энергии ионизации атома М усиливаются основные свойства. [c.569]

Переход вниз по группе элементов во многих отношениях эквивалентен переходу справа налево по периодической таблице. Поскольку мы знаем, что энергия ионизации оказывается наименьшей у элементов, расположен-, ных в левой части периодической таблицы, можно ожидать, что основные свойства будут усиливаться при переходе сверху вниз по группе. Таким образом, основные свойства должны быть выражены наиболее резко у бария и стронция. Наоборот, кислотные свойства должны проявляться сильнее у бериллия. [c.569]

На рис. 2.4 можно проследить за изменением энергий ионизации вдоль второго и третьего периодов периодической таблицы. При переходе от Н и Не энергия ионизации резко увеличивается, поскольку заряд ядра удваивается. Затем у лития она еще более резко уменьшается, так как принцип Паули вынуждает третий электрон перейти на орбиталь с более высокой энергией, 2з-орби-таль. Далее, вдоль второго периода все семь электронов размещаются ла 2з- и 2р-орбиталях. Здесь наблюдается общее повышение энергии [c.54]

ГИИ ионизации от атомного номера очень наглядно демонстрирует периодическое изменение свойств элементов (ом. рис. 2.1). Как и следует ожидать, энергия ионизации уменьшается сверху вниз внутри группы периодической таблицы. Это связано с тем, что чем дальше от ядра находится валентный электрон, тем легче его удалить из атома. Внутри периода имеется общая тенденция к увеличению энергии ионизации, так как с увеличением атомного номера возрастает заряд ядра, а внешние электроны при этом добавляются [c.23]

В каждом периоде периодической таблицы наблюдается общая тенденция к возрастанию энергии ионизации с увеличением порядкового номера элемента. Сродство к электрону оказывается наибольшим у кислорода и галогенов. Атомы с устойчивыми орбитальными конфигурациями.(s , s p , s p ) имеют очень небольшое (часто отрицательное) сродство к электрону. Расстояние между ядрами двух связанных атомов называется длиной связи. Атомный радиус водорода Н равен половине длины связи в молекуле Hj- В каждом периоде периодической таблицы наблюдается в общем закономерное уменьшение атомного радиуса с ростом порядкового номера элемента. Электроотрицательность представляет собой меру притяжения атомом электронов, участвующих в образовании связи с другим атомом. При соединении атомов с си.пьно отличающейся электроотрицательностью происходит перенос электронов и возникает ионная связь атомы с приблизительно одинаковой электроотрицательностью обобществляют электроны, участвующие s сбразовашг. ковалентной связи. Между атомами типа Н и F с умеренной разностью электроотрицательностей образуется связь с частично ионным характером. [c.408]

В соответствии со сказанным, самыми сильными восстановителями являются элементы, находящиеся в начале каждого периода и в конце I главной подгруппы (элементы цезий 55Сз, франций ваРг)- Их атомы имеют самые низкие значения энергии ионизации. Самыми сильными окислителями являются элементы, располагающиеся в правом верхнем углу таблицы периодической системы (фтор, кислород, хлор). Атомы этих элементов обладают наивысшими значениями сродства к электрону. [c.85]

Первым потенциалом ионизации называется энергия, необходимая для отрыва от изолированного атома в газообразном состоянии электрона, слабее других связанного с ядром. Второй потенциал ионизации — это энергия, необходимая для удаления второго электрона, и т. д. Энергия ионизации в периодической таблице возрастает слева направо для элементов одного периода, поскольку увеличивается заряд ядра (табл. 4). В столбце табл. 5 она уменьшается сверху вниз из-за увеличения расстояния электрона от ядра. Видно также, что энергия удаления электрона возрастает с числом отры- [c.39]

В таблице приведены также значения эперх ии ионизации нейтрального А., т. е. энергии отрыва наибо.пее слабо связанного электрона они периодически изменяются в зависимости от X. Для атомов элементов с одним внешним электроном П8 (начиная с Ьт) энергии ионизации малы, для атомов элементов с двумя внешними -электронами они значигольио больше. По мере заполнения внешней оболочки пр (н = 2, 3, [c.159]

Периодичность свойств с поразительной ясностью проявляется в изменении первой энергии ионизаций атомов (рис. 5.6). Значения постепенно увеличиваются с возрастанием Z до тех пор, Пока Z не достигает значения, характерного для благородного газа, а затем при переходе к следующему элементу падает примерно на одну четвертую значения для благородного газа. Периодичность изменения другого свойства — плотности элементов в твердом состоянии—показана на рис. 5.13. Такое периодическое повторение свойств элементов с увеличением порядкового номера становится особенно наглядным, если элементы расположить в виде таблицы, называемой периодической таблицеймлж периодической системой элементов. Было предложено и находит применение много разных форм периодической систёмы. В данной книге рассмотрение элементов и их свойств проводится на основании простой системы, приведенной в виде табл. 5.3 . [c.123]

Попытаемся отыскать закономерности среди цифр, приведенных в последней колонке табл. 15-П1. Наиболее характерно резкое изменение энергии ионизации при переходе от инертного газа к следующему элементу. За таким скачком следует постепенное возрастание энергии ионизации (вторая закономерность) при переходе от одного элемента к другому в периоде. Лучше всего эти закономерности выявить графически по данным табл. 15-И1, как показано на рис. 15-13. Мы видим, что энергия ионизации возрастает более или менее постоянно в периоде периодической таблицы, достигая максимального значения у инертного газа. При переходе к щелочному металлу мы замечаем, что его энергия ионизации очень мала, тогда как для следующих элементов вновь наблюдается общая тенденция к возрастанию энергии ионизации. Между закономерностями, установленными для изменения энергии ионизации, и периодичностью химических свойств существует поразительное сходство. Как мы увидим, это не случайность изменение химических свойств при переходе от элемента к элементу в периодической таблице можно объяснить на основании изменений энергии ио-иизации. [c.400]

Из таблицы следует что энергия ионизации атома сильно зависит от его электронной конфигурации. В частности, завершенные слои обнаруживают повышенную устойчивость. Наименьшими значениями энергии ионизации обладают s-элементы первой группы (Li, Na, К). Значение же энергий ионизации /2 у них резко возрастает, что отвечает удалению электрона из завершенного слоя, и 2s у Li). Аналогично для s-элементов И группы (Ве, Mg, Са) удалению электрона из завершенного слоя ns np 2s у Ве) отвечает резкое повышение энергии ионизации /3. к Закономерности в изменении энергий ионизации. Кривая зависи- мости энергии отрыва первого электрона от порядкового номера эле- мента (рис. 12) имеет явно выраженный периодический характер., Наименьшей энергией ионизации (3—5 эВ) обладают s-элементы I i группы, наибольшей — s- и р-элементы VIII группы. Возрастание / энергии ионизации при переходе от s-злементов I группы к р-эле- [c.31]

Г — номер элемента в Периодической таблице 1, И,. ..—ступень ионизации /—энергия (вотеициал) ионизации —сродство [c.161]

При рассмотрении групп периодической таблицы в общем случае энергии связи уменьшаются с увеличением атомного номера. Причина этого становится очевидной, если обратиться к приближению Малликена для соответствующих интегралов (3.24). При переходе к более тяжелым атомам потенциалы ионизации, а значит, и сооответствующие кулоновские интегралы уменьшаются. Кроме того, орбитали разделены узлами на области с чередующимися фазами величина интеграла перекрывания между вумя такими орбиталями становится меньше из-за отрицательных вкладов от тех областей, где орбитали перекрываются в противофазе. [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология