Периодически изменяющиеся свойства ядер

В отличие от атомных масс такие характеристики химических элементов, как радиусы их атомов г, ионизационные потенциалы I, сродство к электрону (СЭ) и электроотрицательность (ЭО) являются периодической функцией заряда ядра. Для элементов главных подгрупп эти параметры изменяются по периоду слева направо в направлении уменьшения радиуса атома и увеличения ионизационного потенциала, сродства к электрону и электроотрицательности, т. е. уменьшения для элементов металлических и усиления неметаллических признаков. Соответственно свойства простых вещеста изменяются от типичного металла — щелочного до типичного неметалла — галогена, после чего период завершается благородным газом. В пределах каждой подгруппы сверху вниз радиусы атомов увеличиваются и соответственно уменьшаются ионизационный потенциал, сродство к электрону и электроотрицательность, т. е. усиливаются металлические свойства простых веществ. Эта общая закономерность нарушается при переходе в III группе от р-элемента 3-го периода (А1) к /7-элементу 4-го периода (Ga). Причиной является уменьшение радиуса атомов в ряду появившихся в 4-м периоде -элементов, которое называют -сжатием . Оно сказывается прежде всего на размере атома первого /7-элемента того же периода Ga. В результате радиус его атома оказывается не больше, а на [c.95]

Строение электронной оболочки и свойства элементов. Структура электронной оболочки атомов химических элементов изменяется периодически с ростом порядкового номера элемента. Поскольку свойства есть функция строения электронной оболочки, они должны находиться в периодической зависимости от заряда ядра атома. И действительно, для самых разнообразных характеристик элементов указанная зависимость выражается периодическими кривыми, имеющими ряд максимумов и минимумов. Даже такие на первый взгляд непериодические свойства, как удельная теплоемкость простых веществ, частота линий рентгеновского спектра элементов и т.д., при внимательном анализе оказываются периодическими. Объясняется это тем, что периодичность присуща всей электронной оболочке атолюв, а не только ее внешним слоям. Рассмотрим кратко наиболее важные периодические свойства элементов. [c.45]

Так же периодически изменяются и некоторые физические свойства элементов (температура плавления и кипения, размеры атомов и т. п.). Следует сказать, что сам Менделеев совершенствовал свою таблицу, выбирая наиболее удачный вариант. Эта таблица совершенствовалась и после него, и современный вид ее еще более утверждает основную идею Менделеева. Введение порядковых номеров (Х), указывающих место элемента в системе, еще более углубляет периодический закон, ибо порядковый номер, как будет показано далее, отражает одновременно количество положительных зарядов атомного ядра. [c.37]

Периодичность накопления электронов около ядра влечет за собой периодичность в изменении свойств атомов (элементов). Периодически изменяются валентность, радиусы атомов и ионов, окислительно-восстановительные свойства, ионизационные потенциалы, сродство к электрону, температуры плавления и кипения и др. [c.85]

Периоды и группы. Заряд ядра определяет порядковый номер элемента в периодической системе. С ростом порядкового номера усложняется структура периодов и увеличивается число элементов в них (см. табл. 10.1). Первый период образован только двумя 8-элементами, второй и третий содержат по восемь элементов (по два 8- и по шесть р-элементов), четвертый и пятый периоды включают, помимо того, по десять ( -элементов и состоят из 18 элементов, а шестой и седьмой периоды имеют в составе еш е и по четырнадцать /-элементов. Шестой период содержит 32, а незаконченный седьмой период — 27 элементов. В периодах происходит повторение строения валентных электронных оболочек. Элементы с одинаковыми конфигурациями валентных оболочек образуют вертикально расположенные в периодической системе подгруппы и группы. Так как физические и химические свойства элементов определяются прежде всего их валентными электронными конфигурациями, эти свойства тоже периодически изменяются с ростом заряда ядер атомов. [c.132]

Структура электронной оболочки атомов химических элементов изменяется периодически с ростом порядкового номера элемента. Поскольку свойства есть функция строения электронной оболочки, они должны находиться в периодической зависимости от заряда ядра атома. И действительно, для самых разнообразных характеристик элементов указанная зависимость выражается периодическими кривыми, имеющими ряд максимумов и минимумов. Даже такие на первый взгляд непериодические свойства, как удельная теплоемкость простых веществ, частоты линий рентгеновского спектра элементов и т. д., при внимательном анализе оказываются периодическими. [c.61]

Линейный характер зависимости для частот колебаний обусловлен тем, что они определяются непосредственно величиной положительного заряда ядра. Напротив, периодически изменяющиеся свойства связаны с внешними частями атома, т. е. пространственным распределением окружающих ядро электронов. Но основная сущность периодического закона именно и заключается в том, что идущее по мере увеличения положительного заряда ядра (а следовательно, и числа внешних электронов) последовательное развитие атомных структур протекает с периодическим образованием сходных электронных систем. Поэтому все свойства, связанные с распределением электронов в атомах, должны также изменяться периодически, что и наблюдается, в частности, для атомных объемов. [c.467]

Однако периодически изменяются только те. свойства элементов, которые зависят от строения электронной оболочки атома. Свойства же элементов, зависящие от ядра атомов (например, атомные массы, длины волн рентгеновских лучей и т. п.), изменяются не периодически, а постепенно (линейно). [c.73]

Постоянства атомных весов все же недостаточно для объяснения того, что химические свойства элемента, хотя и являются в действительности периодической функцией заряда ядра, все же могут быть представлены как периодическая функция атомного веса. Здесь важно то обстоятельство, что атомные веса элементов в общем возрастают в том же направлении, что и заряды ядер (см. стр. 233). Вследствие этого одинаковый порядок расположения элементов, за некоторым исключением, получают как в случае распределения их по возрастанию атомного веса, так и по возрастанию заряда. Заряды ядер непрерывно возрастают от 1 до 104 — наивысшего из установленных в настоящее время зарядов. Вместе с тем заряд ядра определяет положение каждого элемента в периодической системе. Пока не были известны заряды ядер и элементы располагали в порядке возрастания атомного веса, последнее обстоятельство не всегда выполнялось. Это происходило потому, что атомные веса изменяются не через равные интервалы. Вследствие этого на основании атомных весов нельзя было с достоверностью решить вопрос, должен ли между двумя известными элементами находиться еще один неизвестный элемент. В настоящее время установлено, что вплоть до элемента с зарядом ядра 104 ряд элементов является непрерывным. [c.20]

Как изменяются свойства элементов II периода периодической системы с увеличением заряда ядра атома элемента Ответ подтвердите характером формирования электронных оболочек атомов элементов. [c.65]

Согласно периодическому закону Менделеева, периодические свойства элементов изменяются систематическим образом в зависимости от а) атомной массы элемента, б) массового числа элемента, в) заряда ядра элемента, г) числа нейтронов у элемента. [c.586]

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]

Если сопоставить те или иные свойства различных химических элементов, то оказывается, что подавляющее большинство этих свойств является периодической функцией положительного заряда ядра и лишь немногие зависят от него линейно. Как видно из рис. XV- , линейно изменяются, в частности, характерные для элементов частоты колебаний рентгеновских лучей (в зависимости от жесткости отвечающие линиям К, Ь и М). Хороший пример четко выраженной периодической закономерности дают атомные объемы, т. е. объемы, занимаемые молем атомов элементов в твердом состоянии. [c.467]

Оболочечная модель ядра атома и устойчивость изотопов. Экспериментально установлено, что свойства атомных ядер, например, стабильность, распространенность в природе, энергия связи нуклона в ядре, число изотопов, изменяются периодически с увеличением числа протонов и нейтронов. На этом основании выдвинута гипотеза об оболочечном строении ядер атомов. Считается, что ядерные оболочки заполняются нуклонами (протонами и нейтронами) подобно тому, как заполняются электронами оболочки атома. Стабильными и распространенными являются те атомы, ядра которых имеют определенное число протонов или нейтронов, а именно 2, 8, 20, 50, 82, 114, 126. Эти числа получили название магических. Считается, что они связаны с емкостью оболочек. [c.86]

При сравнении приведенных в табл. 3 электронных конфигураций элементов обращает на себя внимание тот факт, что при последовательном увеличении заряда ядра периодически повторяется как количество электронов, находящихся на внешнем уровне, так и симметрия их облаков. Свойства химических элементов определяются строением электронных оболочек их атомов и прежде всего электронами, находящимися на внешнем уровне, которые выступают в роли валентных электронов, т. е. электронов, ответственных за химические связи, образуемые данным атомо,м как с такими же, так и с другими атомами. Валентные электроны определяют все химическое поведение элемента. Поэтому с возрастанием атомного номера (заряда ядра) свойства химических элементов также изменяются периодически. Таким образом, именно периодическое появление аналогичных электронных конфигураций является физической причиной периодичности, составляющей сущность периодического закона, открытого Д. И. Менделеевым в 1869 г. [c.113]

На основании более глубокого анализа следует допустить, что ядро образовано положительно заряженными протонами и не имеющими заряда нейтронами. Масса нейтрона практически равна массе протона. Электронейтральность системы обусловлена тем, что число протонов в ядре равно числу внешних электронов. Эта характеристическая величина равна порядковому номеру элемента, определяющему его положение в периодической системе Менделеева. Содержащиеся в ядре нейтроны могут изменять лишь массу атома (изотопия), не оказывая существенного влияния на его химические свойства. [c.9]

В современной форме Периодический закон устанавливает, что свойства химических элементов зависят от электронного строения данного атома и закономерно изменяются с изменением атомного номера, который оказался важнейшей константой элемента, выражающей положительный заряд его атома. Поэтому Периодический закон Д. И. Менделеева в настоящее время формулируется следующим образом Свойства элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов . [c.9]

Два рода свойств отмечает Клемм, давая характеристику редкоземельным элементам в целом. Во-нервых, это свойства апериодические, которые с увеличением заряда ядра изменяются непрерывно (ход величин молекулярных объемов ряда соединений, основностей, ионных радиусов, растворимостей солей и т. д.) они связаны главным образом с внешними валентными электронами — 6 и 5(1. Число их от лантана до лютеция остается неизменным. Вряд ли такие свойства могли быть использованы для построения периодической систематики. Во-вторых, это свойства периодические, которые прямо обусловлены 4/-электронами прежде всего аномальные валентности, парамагнетизм ионов и их окраска. Эти свойства Клемм и положил в основу своей системы. [c.100]

Как и любое химическое свойство элементов, структура их оптических спектров изменяется периодически, следуя закону Д. И. Менделеева. Так, спектры щелочных металлов оказываются сходными со спектром атомарного водорода, и анализ их приводит к заключению о наличия в составе атомов каждого щелочного металла одного электрона, очень слабо связанного с атомом по сравнению с остальными электронами. В составе атомов щелочноземельных металлов оказывается по два слабо связанных (но прочнее, чем в атомах щелочных металлов) электрона. Так как электроны притягиваются к положительно заряженному ядру атома по закону Кулона, резко неодинаковая прочность связи электронов одного и того же атома с его ядром свидетельствует О том, что электроны размещаются не на одинаковом расстоянии от ядра, а слоями одни — прочнее связанные — ближе к ядру, а другие, слабее связанные — дальше от него. Развивая э,то представление с помощью добавочных гипотез, но вое время сообразуясь со спектрограммами реальных химических элементов и с периодической системой элементов. Бор и пришел к общепринятым моделям их атомов. [c.54]

Характеристика элементов. Подобно галлию, индий и таллий в периодической системе следуют непосредственно за -элементами, поэтому на их свойствах сказывается -сжатие, а на свойствах таллия еще и /-сжатие. Р1х атомные радиусы увеличиваются незначительно, а потенциал ионизации даже несколько возрастает у таллия. Остальные свойства изменяются в той же последовательности, что и в подгруппах других р-элементов. Особенностью их является усиление инертности бх -электронной пары. Если для галлия характерна степень окисления -ЬЗ, то у индия и таллия тенденция в проявлении степеней окисления -ЬЗ и -)-1 смещается в сторону последней и для таллия -Ь1 становится основной. Металлические качества растут и связи в соединениях приобретают более ионный характер, хотя некоторая амфотерность соединений остается. Увеличение экранирования ядра близлежащими электронными слоями уменьшает акцепторные способности элементов 1п и Т1, что снижает число образуемых ими комплексов. В то же время увеличение радиуса атомов и ионов приводит к росту координационного числа, так как возрастает участие - и /-орбиталей в образовании координационной связи. Для индия типичны sp 2- и хр -гибридизации с соответствующими числами 6 и 4, а для таллия еще и /-гиб- [c.320]

Современная атомная физика и химия более глубоко вскрыли содержание периодической системы, развили ее, дали ответ на те вопросы, которые оставались еще не ясными. В частности, причина химической периодичности не могла быть раскрыта в рамках только химии. Развитие физики, связанное с изучением рентгеновских спектров, радиоактивности и строения атома (Г. Мозли, Н. Бор, В. Паули), позволило вскрыть физический смысл периодического закона. Основная сущность этого закона заключается в том, что идущее по мере увеличения положительного заряда ядра (а следовательно, и числа внешних электронов) последовательное развитие атомных структур протекает с периодическим образованием сходных электронных систем. Поэтому все свойства, связанные с распределением электронов в атомах, должны также изменяться периодически . Не атомный вес, а заряд ядра является основной характеристикой атома, само периодическое повторение аналогичных особенностей в свойствах элементов и форм их соединений в молекулах есть следствие периодичности в строении электронных оболочек. [c.68]

Так как в соединении ядра атомов и прилегающие к ним наиболее глубокие электронные слои остаются неприкосновенными, а изменяются прежде всего внешние электронные оболочки, то естественно приписать непериодические свойства первым, а периодические — вторым. [c.131]

Новые исследования физиков и химиков объяснили, почему свойства атомов изменяются периодически в зависимости от величины заряда ядра [c.10]

Если сопоставить те или иные свойства различных химических элементов, то оказывается, что подавляющее большинство этих свойств является периодической функцией положительного. заряда ядра и лишь немногие зависят от него линейно. Как видно из рис. XV- , линейно изменяются, в частности, характерные для элементов частоты [c.463]

Так как у элементов одного периода электроны заполняют оболочку с одним и тем же главным квантовым числом, атомные (а также ковалентные и ионные) радиусы при переходе от щелочного металла к благородному газу у меньшаются, а в грулшах (особенно в подфуппах А) с ростом порядкового номера увеличиваются. Таким образом, по диагонали Периодической системы встречаются атомы элементов с примерно одинаковыми атомньпш радиусами, а значит со сходными свойствами. Периодичность в изменении химических свойств элементов объясняется периодичностью повторения сходных электронных конфигураций с ростом заряда ядра или порядкового номера элемента, например, периодически изменяется электроотрицательность - условная величина, характеризующая способность атома в молекуле к притяжению валентные электронов. В табл. 2.2 приведены значения электроотрицательностей химических элементов. Как видно, для элементов подфупп А электроотрицате.льность растет в периодах и падает в грулшах с увеличением порядкового номера. Периодически меняются и л агнитные свойства переходных металлов. [c.21]

Описание свойств элементов и их соединений следует всегда проводить, используя периодическую систему элементов Д. И. Менделеева. Она дает возможность изучать их во взаимосвязи. Такой прием мы уже использовали при рассмотрении изменения свойств атомов в пределах периода и группы ( 25). Закономерно изменяются свойства в пределах подгруппы с увеличением положительного заряда ядра металлические свойства возрастают. Так, например, характер оксидов типа КаОз, образуемых элементами главной подгруппы V группы, изменяется в такой последовательности МаОз—кислотный оксид РаОз — слабокислотный оксид АзаОз— амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств ЗЬаОз— амфотерный оксид с преобладанием основных свойств В120з— основной оксид. [c.95]

Если построить график функциональной зависимости любого из ядерыых свойств от Z или N, то кривая будет иметь явно выраженный периодический характер (подобно кривой атомных объемов), причем в точках максимумов или минимумов будут находиться ядра с магическими числами. Следовательно, и ядер-ные свойства элементов изменяются периодически в зависимости от числа протонов и нейтронов, содержащихся в ядрах их атомов. На основе периодически изменяющихся ядерных свойств к настоящему времени составлело около 60 периодических систем изотопов (ядер). [c.101]

Однако в те времена многих клавишей не хватало. Было известно 63 элемента из 92 естественно существующих. Многие клавиши издавали фальшивые звуки . Так, Д. И. Менделееву пришлось изменить атомные массы урана и тория, которые тогда принимали равными 116 и 120 (вместо 232 и 240) и атомную массу циркония, принимавшуюся в то время равной 138 (вместо 91). Д. И. Менделеев сумел увидеть (вернее, предвидеть) основной закон, согласно которому многие свойства элементов (валентность, атомные объемы, коэффициенты расширения и др.) изменяются периодически с возрастанием атомной массы элементов. Открытие периодического закона затруднялось из-за его сложности. Размеры периодов не одинаковы. Если в первом периоде (Н, Не) содержится всего два элемента, то во втором (Е1—Ые) — восемь, в третьем (Ма—Аг) — снова восемь, в четвертом (К—Кг)—восемнадцать, в пятом (КЬ—Хе)—тоже восемнадцать, в шестом (Сз—Кп)—тридцать два и, наконец, седьмой период оказывается недостроенным. Отметим, что числа элементов в периодах (2, 8, 8, 18, 18, 32) подчиняются общему закону 2п . При п = это выражение дает 2 при л = 2—8, при я=3—18 и при =4— 32. Кроме того, в середине периодической таблицы элементов находится 14 редкоземельных элементов, многие свойства которых (например, валентность) практически не изменяются, несмотря на увеличение атомной массы Трудность открытия периодического закона заключа лась и в том, что истинной независимой переменной, оп ределяющей свойства элементов, должна быть не масса а число электронов в атоме, т.е. заряд ядра. Д. И. Мен делеев, естественно, принял массу за такую переменную так как в механике она в значительной степени опреде ляет движение частиц. Атом был электрифицирован много позднее. Если бы были известны изотопы (атомы с одинаковым зарядом ядра и разными массами, например, водород и тяжелый водород), то, располагая их в ряд по величине массы, вряд ли можно было бы открыть периодический закон. Это удалось потому, что между массовым числом и зарядом ядра имеется определенная связь. Так, в начале таблицы элементов массовое число приблизительно в два раза больше заряда ядра. Атомная масса элемента определяется также его изотопным составом. При расположении элементов по их массовым числам Д. И. Менделееву при составлении таблицы при- [c.312]

Мы видим, что модель Френкеля — Конторовой позволяет не только описать распределение атомов в ядре дислокации (при К а), но предсказывает возможность механического движения дислокации в кристалле. В континуальном пределе дислокация выступает как подвижный дефект кристаллической решетки, перемещение которого не связано с сопротивлением среды (ее энергия (10.23) не зависит от положения центра дислокации). Конечно, учет дискретности кристаллической структуры и отказ от предположения о фиксированном (заданном) периодическом потенциале (10.4) изменит вывод об отсутствии сил сопротивления движению дислокации. Но наличие динамических свойств дислокаций подтверждено как последовательной теорией, так и экспериментом. [c.192]

Итак, исследования Мозели подтвердили, что ряд редкоземельных элементов составлен химиками правильно и не может содержать никаких иных элементов, кроме уже открытых, за исключением элемента 61 и, может быть, 72. Все они оказались химически индивидуальными, каждый с определенным зарядом ядра, т. е. со своим порядковым номером в периодической системе. Но тем не менее оставалась непонятной причина близости их свойств. Работы Мозели не вносили ясности и в вопрос о положении редкоземельных элементов в таблице Менделеева. С одной стороны, в их ряду при переходе от элемента к элементу заряд ядра изменялся на 1, но свойства почти не менялись, с другой стороны, в любом другом местз таблицы нри изменении заряд на 1 свойства элементов менялись заметно (за исключением, пожалуй, группы железа и платиновых металлов, где такое изменение выглядело не столь резким). Мозели высказывал предположение, что химические свойства управляются зарядом ядра, или атомным номером элемента . Это предположение на протяжении периодчческой системы подтверждалось, но только свойства редкоземельных элементов мало зависели от изменения зарядов ядер. Следовательно, причину этого нужно было искать в какой-то иной закономерности. [c.80]

Как уже указывалось, порядковые номера элементов (агомлсе число Z) в менделеевской таблице соответствует числу положительных зарядов ядра атомов. Так как атом электронейтрален, то, следовательно, порядковый номер 1 одновремен.но указывает на число электронов, вращающихся вокруг ядра того или иного атома и уравновешивающих своими отрицательными зарядами положительные заряды атомного ядра. При переходе от легких ко все более тяжелым атомам заряды атомных ядер последовательно возрастают, как возрастает и число электронов. Однако химические свойства при этом непрерывном возрастании изменяются периодически, следовательно, химические свойства определяются не столько общим числом электронов в атоме, сколько характером их распределения. [c.64]