Заселение внешним потенциалом

В простом приближении электрон в металле можно считать принадлежащим всем атомам сразу и, следовательно, никакому атому конкретно, т. е. в некотором роде свободно двигающимся по всему кристаллу. Направление этого движения можно условно обозначить как левое и правое, подобно двум волнам, идущим навстречу друг другу. В отсутствие внещнего потенциала число левых и правых электронов одинаково и электрического тока нет (рис. 5.17,а). При наложении внешнего потенциала за счет энергии электрического поля возрастает верхний уровень заселенности нижней полузоны электронами, и ими оказываются правые электроны (движущиеся вдоль направления поля), число которых увеличивается за счет левых электронов (движущихся поперек поля) в результате в кристалле возникает электрический ток (рис. 5.17,6). Если же вся зона была полностью занята электронами, то при наложении разности потенциалов число правых электронов уже увеличиваться не может ввиду отсутствия вакантных молекулярных орбиталей и невозможности поэтому восприятия электронами энергии поля (рис. 5.18) такое вещество окажется диэлектриком. [c.142]

В химии редкоземельных элементов наиболее ярко проявляется внутренняя периодичность, особенно для производных в характеристической степени окисления. Объяснение этому факту было дано в 5 гл. X. Для иллюстрации внутренней периодичности в табл. 25 приведены цвет гидратированных ионов Э , стандартные энергии Гиббса образования трифторидов и проявляемые степени окисления. Наблюдается удивительная аналогия в свойствах элементов, находящихся друг под другом. В каждой семерке, составляющей внутренний период, ионизационные потенциалы третьего порядка монотонно растут (см. табл. 24) с уменьшением атомных радиусов вследствие лантаноидной контракции. Но начало нового внутреннего периода (переход от Ей к Gd) сопровождается уменьшением третьего ионизационного потенциала на 4 В. У европия впервые в первой семерке достигается устойчивая наполовину заполненная 4/-оболочка. У гадолиния же при той же устойчивой 4/-оболочке появляется один электрон на 5 -оболочке, который намного легче удаляется, потому что этот электрон делает стабильную 5( 0-оболочку неустойчивой. Для элементов, следующих за Сс1, вновь наблюдается Монотонное возрастание третьего ионизационного потенциала вследствие лантаноидного сжатия. Вследствие стабильности 4/-оболочки европий часто функционирует в степени окисления +2 за счет бб -электронов, а один из семи неспаренных электронов на 4/оболочке участвует в образовании связей в более жестких условиях. Для его аналога иттербия картина схожая, только в качестве устойчивой выступает уже полностью заселенная 4/4-оболочка. В случае самария и тулия, находящихся левее указанных выше Ей и УЬ, 4/- и 4/З-оболочки близки к достижению стабильного состояния, а потому в основном проявляют характеристические степени окисления. Но эти же элементы в более мягких условиях могут быть в степени окисления +2 за счет бя -электронов при квазистабильных 4/- и 4/3-оболочках. Для элементов начала внутренних периодов — Ьа и Сс1 — наблюдается только степень окисления +3 вследствие устойчивости 4/>- и 4/-оболочек, полностью вакантной или наполовину заполненной. А электронами, участвующими в химическом взаимодействии, у них являются 5<Лб 2-электроны, т.е. по три электрона. Следует отметить, что заполненные бв-орбитали также должны быть стабильны, но для лантана и лантаноидов электроны на них являются внешними, а потому слабее связанными с ядром и вследствие этого наиболее подвижными. У [c.351]

От каких из перечисленных факторов зависит величина ионизационного потенциала атома химического элемента радиус атома атомная масса заряд ядра атома эффективный заряд ядра атома структура внешнего электронного слоя атома заселенность орбиталей внешнего слоя атома эффект экранирования порядковый номер элемента положение элемента в Периодической системе [c.17]

В табл. 2.4 приведены орбитальные заселенности, или электронные конфигурации , и первые три потенциала ионизации для щелочноземельных элементов. На внешних (наиболее высоколежащих) орбиталях у каждого элемента находится только по два электрона,— большая часть валентных орбиталей остается незанятой. От каждого атома можно удалить по два электрона, затратив относительно небольшую энергию, но уже для последующей ионизации необходима значительно большая энергия. Каждый элемент имеет два валентных электрона, даже энергии ионизации для этих элементов близки. При переходе от бериллия (заряд ядра - -4) к радию (заряд ядра +88) первая энергия ионизации изменяется всего лишь от 215 до 122 ккал. Не удивительно, что химические свойства этих элементов очень близки — словно близкие родственники, они похожи друг на друга. [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология