Металлы электронная структура

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]

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]

Комплексы переходных металлов. Лиганды. Геометрические изомеры. Октаэдрическая структура, плоская квадратная структура и тетраэдрическая структура. Парамагнетизм и диамагнетизм. Лабильность и инертность. Взаимосвязь степени окисления центрального атома и структуры комплекса. Влияние числа /-электронов металла на структуру комплекса. Перенос заряда. [c.204]

Предмет этой главы уже был темой нескольких монографий [1—12]. Здесь мы дадим обзор электронной структуры ионов переходных металлов и разовьем несколько важных идей, которые будут способствовать пониманию спектроскопии комплексов ионов переходных металлов— нашего основного объекта. Системы ионов переходных металлов рассматриваются и в последующих трех главах, поскольку в этих ионах имеются неспаренные электроны, что приводит к различным осложнениям. Как это часто бывает, эти осложняющие факторы, если их удается понять, дают много информации о соединениях, образуемых ионами переходных металлов. Осложнения возникают по причине электрон-электронных взаимодействий, спин-орбитального взаимодействия и влияния магнитною поля на системы, обладающие неспаренными электронами. Ранее мы уже обсуждали многие из этих тем, но, чтобы понять их до конца, лучше всего рассмотреть примеры, взятые из химии ионов переходных металлов. [c.62]

Совершенная теория электрохимического выделения металлов не может быть создана без учета таких факторов, как строение и свойства поверхности осаждающегося металла, электронные структуры и энергетические уровни разряжающихся ионов и образующегося металла, адсорбция различных веществ ионного и молекулярного характера на поверхности осадка и ее связь с природой осаждающегося металла, в частности с его зарядом по отношению к раствору, и т. п. [c.445]

Переходными называют металлы, электронная структура которых характеризуется наличием не завершенных полностью внутренних электронных слоев. К переходным металлам относятся, например, следующие элементы четвертого периода периодической системы Д. И. Менделеева 5с, Т1, V, Сг, Мп, Ре, N1, Со, Си. [c.43]

Для переходных металлов электронная структура атомов благородных газов соблюдается далеко не всегда и поэтому в электростатических представлениях о химической связи в соединениях пере ходных металлов большую роль отводили зарядам и радиусам ионов. [c.96]

Использование электронных спектров для получения структурной информации прекрасно иллюстрируют результаты исследования электронной структуры иона ванадила [38]. При интерпретации спектра ва-надил-иона VO полагают, что в связи V — О имеет место значительное я-связывание. Соединения, в которых, согласно данным рентгеноструктурного анализа, содержится группа VO , дают сходные электронные спектры переноса заряда и в твердом состоянии и в растворе. Поэтому можно предположить, что водные растворы этих комплексов содержат группы УОЩ О) , а не ViH O) . Протонирование VO в принципе должно заметно влиять на спектр переноса заряда. Предполагается, что кислород не протонируется, поскольку его основность ослаблена из-за образования я-связи с ванадием. Полный расчет по методу МО для VOiHjO) представлен в статье [38], там же дано отнесение полос в спектре водного раствора V0S04-5H20. Аналогичные исследования других окси-катионов также свидетельствуют о значительном п-связывании металл — кислород [39] и помогают установлению электронной структуры этих частиц. [c.108]

Показано [184], что активность биметаллического Pt—Re-катализатора в реакции гидрогенолиза циклопентана не является аддитивной функцией его состава. Максимальной активностью обладает катализатор, содержащий 70—80% Re в металлической фазе. Предполагают, что на поверхности катализатора существуют атомы Pt и Re, действующие как изолированные атомы или как атомы, слабо связанные между собой. Наряду с этим существуют атомы Pt и Re с электронной структурой, модифицированной присутствием второго металла. Число таких активированных атомов возрастает при увеличении содержания Re в металлической фазе катализатора. [c.139]

После этого заполняются наиболее глубоко погруженные в атомное электронное облако (и — 2)/-орбитали, если они имеются. Такие орбитали существуют только при (и — 2) > 3, т.е. лишь в шестом и седьмом периодах. Соответствующие элементы обладают практически одинаковыми валентными электронными структурами и, следовательно, очень близкими химическими свойствами и относятся к внутренним переходным металлам (лантаноидам или актиноидам). [c.399]

ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА И СПЕКТРЫ ИОНОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ [c.62]

Электронная структура и спектры ионов переходных металлов [c.73]

При сравнении активности некоторых окислов металлов замечено, что она возрастает с понижением энергии связи кислорода, которая зависит от легкости изменения валентного состояния катиона металла в окисле, определяемого его электронной структурой. Отсюда вытекает возможность регулирования каталитической активности окисных катализаторов путем введения добавок. Добавка окислов, содержащих более электроотрицательный катион, уменьшает энергию связи кислорода и соответственно повышает каталитическую активность, причем последняя возрастает с увеличением порядкового номера промотирующего металла. [c.35]

Электронная структура н спектры ионов переходных металлов 103 [c.103]

Спектры ЭПР комплексов ионов переходных металлов дают быструю информацию об электронных структурах этих комплексов. Дополнительная информация и осложнения, характерные для систем ионов переходных металлов, обусловлены возможным вырождением /-орбиталей и тем, что многие молекулы содержат более одного неспаренного электрона. Эти свойства приводят к орбитальным вкладам и эффектам нулевого поля. В результате существования заметных орбитальных угловых моментов -факторы комплексов многих металлов очень анизотропны. Спин-орбитальное взаимодействие также приводит к большим расщеплениям в нулевом поле (от 10 см и больше) за счет смешивания основного и возбужденного состояний. [c.203]

На рис. 3 представлена зависимость удельной активности (/Суд) от числа валентных электронов металла-катализатора. Кривая / показывает изменение удельной активности металлов в отношении реакции изотопного обмена в молекулярном водороде. В -1У периоде наиболее активным оказывается никель (3 , 45 ), у которого почти полностью заполнена -зона. Завершение заполнения -зоны при переходе от N1 к Си приводит к снижению активности. Эта зависимость обусловлена влиянием электронной структуры металла на характер и энергию поверхностного взаимодействия с водородом. [c.34]

Ко второй подгруппе карбидов относятся металлоподобные карбиды, обычно образуемые переходными d-металлами. Строение их характеризуется металлической связью, наблюдаемой у интерметаллидов, а также атомной связью, свойственной для алмаза. Нередко это соединения бертоллидного типа, например Ti o,6 i,o V o,6 i,o их можно рассматривать как продукты внедрения атомов углерода в кристаллические решетки -металлов. В частности, во многих случаях атомы углерода занимают пустоты в плотно упакованных структурах металлов. Электронная структура металла при внедрении атомов углерода в пустоты решетки металла существенно не изменяется. В то же время атомы углерода дополнительно стабилизируют решетку, увеличивая твердость и повышая температуру плавления. Такое строение металлоподобных карбидов объясняет их некоторые свойства — высокие температуры плавления и большую твердость. К этому типу карбидов относят- [c.141]

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]

Все металлы, приведенные в табл. 48 дают, по Лайонсу, внешнеорбитальные аквакомплексы, т. е. комплексы, образованные с участием электронов, находящихся на внешних орбитах. Это делает возможным их выделение из водных растворов в отличие от такйх металлов, как титан, цирконий и другие, ионы которых в растворе присутствуют в виде внутриорбитальных комплексов. Высокое перенапряжение металлов железной группы объясняется тем, что электронная структура их разряжающихся акваионов значительно отличается от структуры соответствующего металла. Электронные структуры нормальных металлов в кристалле и в водных комплексах близки, и поэтому они обладают низким перенапряжением. [c.496]

Многие исследователи пытались усовершенствовать теорию электровыделения металлов, привлекая представления об электронном строении их ионов. Одна из та <пх попыток принадлежит Лайонсу (1954). По Лайонсу, величина металлического перенапряжения зависит от характера электронных структур разряжающихся ионов и выделившегося на катоде металла. При этом перенапряжение будет особенно большим в двух случаях. Во-иервых, если аквакомплексы (илн иные комплексы) образованы нонами за счет электронов, находящихся на внутреннн>. орбитах (внутрнорбитальпые комплексы), благодаря чему создаются наиболее прочные связи ионов в растворе. Во-вторых, если велика разница в электронных структурах иона и металла в этом случае требуется значительная энергия активации для их перестройки в процессе разряда. Разря- [c.466]

Природу ионной связи, структуру и свойства ионных соединений можно объяснить с позиций электростатического взаимодействия ионов. Способность элементов образовывать простые ионы обусловлена электронной структурой их атомов. Эту способность можно оценить величиной энергии ионизации и сродства атомов к электрону. Понятно, что легче всего образуют катионы элементы с малой энергией ИОНИЗЯИ.ИИ -Ц- тттрлпцнпчрмрлкныо металлы. Об- [c.86]

В работе [166] исследована активность промотиро-ванных катализаторов Pt/AljOa в реакциях С5- и Сб-де-гидроциклизации изобутилбензола и обсуждена связь между электронным состоянием и каталитическим действием этих катализаторов. В качестве исходного применяли промышленный катализатор Pt/AbOs, содержащий 0,35% Pt, и промотировали его добавками Pd, Ir, Со, Re или Аи (до суммарного содержания металлов 0,6%). Для сравнения был приготовлен катализатор, содержащий 0,6% Pt, добавлением 0,25% Pt к исходному промышленному катализатору. Исходя из электронной структуры полученных катализаторов, авторы раз- [c.249]

В работе [180] обсуждены вопросы, связанные с дисперсностью, фазовым и поверхностным составом и электронной структурой биметаллических катализаторов. Отмечено, что наличие очень малых кристаллитов металла приводит к характеристическому изменению температуры плавления, формы частиц, параметров рещетки и ряду других свойств по сравнению с макрокристаллами. Поверхностный состав сплава часто значительно отличается от объемного, причем поверхность обогащается тем металлом, который имеет меньщую энтальпию сублимации или большее сродство к газовой фазе. [c.254]

В противоположность д-факторам органических свободных радикалов ( -факторы ионов переходных металлов могут заметно отличаться от значения -фактора свободного электрона, равного 2,0023. Такие отклонения дают много информации об электронной структуре комплексов. Различие обусловлено тем, что спин-орбитальное взаимодействие в комплексах многих ионов переходных металлов по величине значительно превьш1ает соответствующее взаимодействие в органических свободных радикалах (см. ниже). Таким образом, для понимания явления ЭПР существенное значение приобретают спин-орбитальные эффекты. [c.209]

По-видимому, большая часть микроэлементов, в особенности это касается переходных металлов, в асфальтенах координационно связана по донорно-акцепторному типу. При этом в роли доноров электронов могут выступать гетероатомы, включенные в полициклоароматические системы асфальтенов, и в некоторой степени углеродные радикальные центры, образованные дефектами этих систем [913]. Атомы металла в таких случаях могут размещаться как внутри молекулярных асфальтеновых слоев, так и в межслоевом пространстве [12, 914]. Внутрислоевые комплексы более прочны и устойчивы к действию деметаллирующих агентов. Особо прочные комплексы образуются в том случае, когда донорные центры располагаются в плоском молекулярном асфаль-теновом слое внутри окна с размерами, близкими к ковалентному диаметру связываемого металла (аналогично структуре II) [263, 893]. На основании изучения распределения микроэлементе при гёль-хроматографии асфальтенов делается однозначный вывод о том, что Ге, Со, Нд, 2н, Сг и Сн внедрены в пустоты слоистой структуры асфальтенов, ограниченные атомами 3, N или О [761- [c.169]

Координационными или комплексными называют соединения, содержащие центральный атом или ион и группу молекул или ионов, его окружающих и связанных с ним (лигандов). Число лигандов, связанных с центральным атомом (ионом), называют координационным числом иона. Оно зависит как от электронной структуры, так и от соотношения между радиусами центрального атома (иона) и лигандов. Координационное число центрального атома (иона) обычно превышает его валентность, понимаемую как формальный положительный заряд на атоме. Высокая устойчивость многих комплексных соединений указываает, что химическая связь в них не отличается по своей природе от химической связи в обычных ионных или ковалентных соединениях. В большинстве координационных соединений центром является ион переходного металла (Т , Со , Сг " и др.), а лигандами — ионы или полярные молекулы (обладающие к тому же неподеленной парой электронов.) Именно поэтому электростатические представления легли в основу теории комплексных соединений, так называемой теории кристаллического поля, учитывающей также квантовомеханические особенности строения электронной оболочки центрального иона (Бете, Ван Флек). [c.120]

Между металлом и носителем могут возникать значительные электронные взаимодействия, особенно если частицы металла очень малы. Согласно данным о работе выходе электрона, предполагают, что от металлов, нанесенных на оксиды, электроны переходят к носителю. Частицы металлов, нанесенные на такие оксиды, как оксид кремния, приобретают небольшой положительный заряд. В системе металл — восстановленный оксид типа Т102-А- электроны переносятся в противоположном направлении, так как работа выхода у носителя ниже, чем у металла [2]. Хотя направление переноса электронов было подтверждено в различных экспериментах, величина заряда на частицах металлов все еще не определена. По-видимому, величина заряда частпц металла зависит от их размера, а также от природы металла и носителя. Предполагается, что такпе центры поверхности, которые большинство химиков называют кислотами или основаниями Льюиса, также передают заряд мелким частицам металла или получают заряд от них. Степень воздействия электронных структур объема и поверхности носителя на электронное состояние нанесенных металлов требует дальнейшего исследования. [c.15]

Более 100 лет назад немецкие химики Цейзе, а затем Бирнбаум синтезировали и выделили твердые комплексные соединения олефиновых углеводородов Сз—Св с платиной (соли Цейзе). В последующий период многими исследователями было установлено, что способностью к образованию твердых и жидких комплексов с непредельными соединениями обладают также медь, серебро, железо н ряд других металлов переменной валентности. В основе комплексообразования лежит взаимодействие я-электронов двойных связей олефннового компонента (лиганда) с незаполненными орбиталями атома (иона) металла. Например, структура соединения (так называемого л-комплекса) ди- винила с хлористой платиной состава (Р1С12 )2-(С4Н )2 может быть представлена в виде [c.302]

VI групп, примыкающие к диагонали бор — астат,— типичные полупроводники (т. е. их электрическая проводимость с повышением температуры увеличивается, а не уменьшается). Характерная черта этих элементов — образование амфотерных гидроксидов (с. 151). Наиболее многочисленны d-металлы. В периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева они расположены между S- и р-элементами и получили название переходных металлов. У атомов d-элементов происходит достройка d-орбиталей. Каждое семейство состоит из десяти d-элементов. Известны четыре d-семейства 3d, 4d, 5d, и 6d. Кроме скандия и цинка, все переходные металлы могут иметь несколько степеней окисления. Максимально возможная степень окисления d-металлов +8 (у осмия, например, OsOj). С ростом порядкового номера максимальная степень окисления возрастает от III группы до первого элемента VIII группы, а затем убывает. Эти элементы — типичные металлы. Химия изоэлектронных соединений d-элементов весьма похожа. Элементы разных периодов с аналогичной электронной структурой d-слоев образуют побочные подгруппы периодической системы (например, медь — серебро — золото, цинк — кадмий — ртуть и т. п.). Самая характерная особенность d-элементов — исключительная способность к комплексообра-зованию. Этим они резко отличаются от непереходных элементов. Химию комплексных соединений часто называют химией переходных металлов. [c.141]

Ранее указанная последовательность расположения металлов по их способности образовывать прочные адгезионные связи с органическими покрытиями, как видно из табл. 2.6, совпадает с расположением их по способности выступать в качестве доноров электронов при контакте с молекулярными или атомными твердыми веществами. Такая последовательность будет отчетливо проявляться лишь в тех случаях, когда лимитирующей стадией процесса образования двойного электрического слоя окажется поведение элек-1ронов на поверхности металла. Однако часто лимитирующей стадией процесса может оказаться свойство электронной структуры адгезива, т.е. присоединяемого вещества, его акцепторная способность. Эти способности у органических твердых веществ различаются весьма существенно. Ниже приводится электростатический ряд /56/, согласно которому любое вещество ряда при контакте с другим веществом, расположенным ниже, заряжается положительно, а при контакте с веществом, расположенным выше [c.113]

Во-вторых, нанесение полимерного защитного покрытия резко меняет природу материала подложки место кристаллического атомного соединения - металла - занимает аморфное атомное соединение - полимер, т.е. происходит замена типа электронной структуры материала подложки. Замена кристаллического атомного соединения, у которого каждый электрон взаимодействует сразу со всей системой в целом, на аморфное атомное соединение, электронная структура которого представляет собой набор дискретных уровней, разделенных высокими потенциальными барьерами, препятствующими распределению электронных волн за границу каждой данной межатомной связи, меняет механизм взаимодействия подложки с такими типичными молекулярными твердыми соединениями, какими являются кристаллические парафиновые частицы. В результате такой замены более интенсивная адгезионная связь, основанная на образовании двойного электрического слоя, возникающего в результате контактной электризации поверхностей металла и парафиновой частицы, с энергией более 65 кДж/моль /56/, сменяется адгезионной связью, определяемой ван-дер-ваальсовыми силами, энергия которых не превышает 50 кДж/моль. Поэтому смена металлической поверхности на полимерную уже сама по себе должна привести к ослаблению адгезионной связи. Действительно, как бьшо показано экспериментально /30/, сила прилипания парафина к поверхности такого наиболее интенсивно парафинирующегося полимера, как полиэтилен, в 2,3 раза ниже, чем у стали. [c.143]