Электронные состояния элементо

В предыдущей главе мы коротко рассмотрели определение статистического веса из спектральных данных. В таблице приведены основные электронные состояния элементов первого периода и их статистические веса [c.229]

Таким образом, гамма-спектроскопия позволяет оценить характер распределения электронной плотности в соединении, выяснить его строение. Важна роль этого метода исследования для установления концентрации и состояния элементов в рудах и минералах, для установления промежуточных стадий прохождения реакций и т. д. [c.150]

В соответствии с этим атомы всех элементов основной подгруппы первой группы периодической системы, обладая одним электроном, избыточным по сравнению с атомами инертных газов, отдают на образование связи по одному электрону, атомы элементов основной подгруппы второй группы — по два электрона, третьей — по три, переходя при этом в состояние положительных ионов. Наоборот, атомам элементов основных подгрупп седьмой, шестой групп недостает соответственно одного или двух электронов до структуры электронных оболочек, свойственной атомам инертных газов. Поэтому они будут стрем.иться достроить свою наружную электронную оболочку, связывая новые электроны и переходя при этом в состояние отрицательно заряженных ионов. Однако здесь речь идет не обязательно о полной передаче электрона. Эффективная величина заряда образующихся положительных, так и тем более отрицательных ионов большей частью меньше, чем число электронов, передаваемых данным атомом на образование связей или приобретаемых им при их образовании. [c.59]

Однако применение метода однотипных реакций в этом случае ограничивается тем, что такие реакции всегда связаны с изменением валентного состояния элементов, а аналогия в свойствах элементов может не распространяться на разные валентные состояния. Так, ионы натрия и калия, содержащиеся в их хлоридах (не будем усложнять вопроса рассмотрением величины их эффективного заряда), обладая устойчивой конфигурацией электронной оболочки, переходят в возбужденные состояния только при очень высоких температурах. А свободные атомы натрия и калия вследствие на личия в них слабо связанного электрона возбуждаются при уме ренно высоких и довольно различных температурах (см. рис. V, 4) [c.183]

Если магнитное взаимодействие велико, т. е. сравнимо с электростатическим взаимодействием электронов, как это имеет место для атомов и молеку.л тяжелых элементов, то электронные состояния нельзя классифицировать по полному электронному спину, и правило Вигнера вообще не будет справедливым. [c.55]

Все большее применение в технике получают так называемые соединения нестехиометрического состава, отличающиеся видимым избытком того или иного элемента. Во многих случаях видимая нестехиометричность соединений объясняется тем, что их состав рассчитывают исходя из предполагаемых, а не истинных значений эквивалентов, отвечающих действительному валентному состоянию элементов в данном веществе. Иначе говоря, эмпирические формулы так называемых нестехиометрических соединений не точно отражают их состав в них некоторые элементы должны быть представлены в двух или нескольких валентных состояниях. При этом условии, очевидно, всегда будут получаться правильные стехиометрические отношения. В вышеприведенном примере хемосорбции брома 1/2 Вг +е- Вг электроны отнимаются от ионов серебра Ag+ — — e-i-Ag2+. Складывая эти два уравнения, получаем [c.179]

Взаимосвязь между главным и другими (побочными) квантовыми числами, а также электронные состояния атомов элементов первого и второго периодов периодической системы приведены в табл. 1 и 2. [c.14]

Так, согласно А. Ф. Капустинскому, в земных условиях атомы имеют обычные электронные структуры на глубине до 60—120 кле, что соответствует давлению 2-10 — 6-10 атм. На глубине примерно 3 тыс. км (что соответствует давлению в миллионы атмосфер) атомы приобретают уже иные структуры. Электронные уровни атомов последовательно заполняются до предельной емкости. Например, электронная структура элемента 6-го периода церия должна быть Периодическая система элементов, существующих в условиях столь высоких давлений, должна состоять лишь иэ пяти периодов (содержащих соответственно 2, 8, 18, 32 и 50 элементов). Необычная электронная структура атомов обусловливает особое состояние вещества, специфику его физических и химических свойств. По выражению А. Ф. Капустинского, это зона вырожденного химизма . [c.157]

Однако спектры парамагнитных комплексов редкоземельных элементов, у которых /-оболочка заполнена не более чем наполовину (4/ ) и спин-орбитальное взаимодействие мало, бывают обычно очень четкими и информативными, например, для Gd(III). Для других элементов наблюдение спектров ЭПР требует гелиевых температур. Если возбужденные электронные состояния лежат близко к основному состоянию, то время спин-решеточной релаксации Т мало, и линии уширяются, т. е. для наблюдения спектров требуется понижать температуру. [c.72]

Величина А определяется вырождением основного или возбужденного электронного состояния, т. е. связана с эффектом Зеемана первого порядка. Коэффициент В существует для любого перехода и не зависит от вырождения, так как определяется смешением электронных состояний в магнитном поле. Эта величина включает только недиагональные элементы матрицы оператора магнитного дипольного момента. Коэффициент С не равен нулю только при вырождении основного электронного состояния, особенно для нечетного числа электронов в молекуле. Этот терм определяет зависимость МКД от температуры, поскольку заселенность расщепленных в магнитном поле уровней будет различной. [c.258]

Резкое расширение в последнее время интереса к соединениям тяжелых элементов ставит неотъемлемой задачей учет релятивизма. Наиболее совершенные релятивистские методы основываются на релятивистском аналоге уравнения Шредингера — уравнении Дирака. Главное отличие этих уравнений заключается в том, что оператор релятивистской одноэлектронной кинетической энергии, учитывая зависимость массы электрона от его скорости, совершенно отличается от соответствующего нерелятивистского оператора. При этом гамильтониан Дирака содержит матрицы четвертого порядка в отличие от скалярного вида гамильтониана Шредингера. Решение уравнения Дирака является четырехкомпонентным вектором, называемым четырехкомпонентным спинором. Спинорная природа волновых функций приводит к тому, что в определенных состояниях, например, р"-спин-орбиталь может смешиваться с р - или р -спин-орбиталями. Это вызывает смешение электронных состояний различных симметрии и спина. [c.87]

До проведения опыта для каждого из изучаемых элементов следует нарисовать диаграмму распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням атома и предсказать ожидаемые по числу неспаренных электронов валентные состояния элементов. [c.289]

В первом внутреннем переходном ряду общей для всех элементов является степень окисления - -1П. Это соответствует участию в образовании связи б5 -электронов и одного 5с(-электрона или, если 5с(-электрона нет, одного из 4/-электронов. Состояние +11 было установлено для европия, иттербия и самария у европия это состояние более, а у самария менее устойчиво. Как видно по данным табл. 4-11, для европия и иттербия состояние - -11 можно было предвидеть, так как у первого — наполовину заполненный подуровень/(бзМ/ ), а у второго подуровень / полностью заполнен (бзЧ/ ). Степень окисления +11 у самария не объяснена. Все три элемента в состоянии +11 легко окисляются до +111 кислородом и даже водой. [c.132]

Состояние электронов в атоме иногда записывают сокраш,енно путем перечисления символов орбиталей в порядке возрастания главного квантового числа и указания с помощью правого верхнего индекса количества электронов в данном орбитальном состоянии. Например, 1з 2з В 15 2з 2р. Такую запись называют электронной конфигурацией элемента. Часто подобные записи сокращают, включая электронную конфигурацию предшествующего рассматриваемому элементу инертного газа, которая записывается в виде его символа, заключенного в квадратные скобки Ь1[Не]25 ВШе]2з 2р. Следует отметить, что две формы представления электронных состояний атомов — энергетические диаграммы и электронные конфигурации — неэквивалентны. Энергетическая диаграмма дает более детальную информацию, чем электронная конфигурация. Так, уже при переходе к следующему элементу — углероду, атом которого имеет 6 электронов, электронной конфигурации основного состояния 5 25 2р могут соответствовать различные электронные состояния, изображаемые энергетическими диаграммами [c.41]

Электронная конфигурация атома Ри может быть выражена формулой. .. что отвечает возможным при возбуждении атома двух-, трех-, четырех-, пяти-, шести-, семи- и восьмивалентным состояниям элемента. Однако соединений восьмивалентного плутония не обнаружено. [c.326]

Молекула рассматривается как целое, а не как совокупность сохраняющих некоторую индивидуальность атомов. Каждый электрон принадлежит молекуле в целом и движется в поле всех ее ядер и электронов. Состояние электронов в молекуле описывается одноэлектронными волновыми функциями г1)г, которые характеризуются определенным набором квантовых чисел. Эти функции называются молекулярными орбиталями. Принципиальное отличие атомных орбиталей от молекулярных состоит в том, что первые из них одноцентровые, а вторые — многоцентровые, так как число ядер в молекуле не менее двух. Как и для электрона, в атоме квадрат волновой функции умноженный на элемент объема, определяет вероятность нахождения электрона в этом объеме. Каждой молекулярной орбитали соответствует определенная энергия (приближенно равна потенциалу ионизации электрона с данной орбитали). [c.90]

Металлическое состояние элемента связано с малым числом электронов во внешнем слое атома. [c.53]

Возникновение гибридных, т. е. смешанных электронных орбита-лей, происходит в тех случаях, когда в образовании химических связей атомом А принимают участие электроны с различными, но не очень сильно отличающимися друг от друга энергетическими состояниями. Такому условию удовлетворяют 5- и р-электроны одного и того же уровня. Так, например, в процессе образования связей возбужденными атомами бериллия (1з 2з2р), бора (ls 2s2p ) и углерода (15 252р ) принимают соответственно участие один 5- и один р- электрон (Ве), один х- и два р-электрона (В) и один 5-и три р-электрона (С). Так как орбитали 5- и р-электронов различны по форме, то предварительной стадией образования химических связей атомами этих электронов является образование гибридных орбиталей, форма которых является результатом взаимного изменения форм орбиталей 5- и р-электронов, из которых они образовались. Такио гибридные орбитали характеризуются симметричной направленностью относительно центра атома и способностью к максимальному взаимному перекрыванию общих электронных орбиталей при последующем их взаимодействии с электронными орбиталями элемента-партнера. [c.53]

При образовании соединений используются s-электроны и часть или всо -электроны, причем последние участвуют лишь после того, как приняли участи в образовании связи внешние s-электроны. Исключениями являются подгруппа цинка, в атомах элемеитов которой нет валентных -электронов, а также Pd (4 i" 5s°), в атоме которого в невозбужденном состоянии нет внешних S-элекч тронов. Отсюда особенность -элементов большой набор их валентных состоя ннй и, как правило, широкие пределы изменения окислительно-восстановительных и кислотно-оснозных свойств. По многообразию валентных состояний -элементы отличаются от всех других, в том числе и, от /-элементов. [c.491]

Соли Ре + во мнбгом похожи на соли Mg +, что обусловлено близостью радиусов ионов (у Nig + г, = 66 пм, у Ре + п — 74 пм] , Это сходство относится к свойствам, определяемым, в основном, межионными и ион-дипольными взаимодействиями (кристаллическая структура, энергия решетки, энтропия, растворимость в воде, состав и структура кристаллогидратов, способность к комплексообразованию с лигандами, обладающими слабым полем). Наоборот, не проявляется аналогия в свойствах, связанных с электронными взаимодействиями (способность к реакциям окисления-восстановления, образование комплексов со значительной долей "ковалентной связи). На рис. 3.127 сопоставлены энтропии кристаллических соединений Ре + и М +. При сравнении рис. 3.127 и 3.125 прослеживается степень сходства и различия двухвалентных состояний элементов семейства железа между собой и между Ре и Мд, принадлежащим к разным группам периодической системы элементов. [c.562]

Газы при высоких температурах. Повышение температуры прежде всего вызывает усиление всех форм теплового движения частиц. При высоких температурах энергия теплового движения частиц становится соизмеримой с энергией химической связи в молекулах, с энергией возбуждения новых электронных уровней и с энергией связи электронов в атомах и в молекулах. Поэтому при высоких температурах в газе образуются возбужденные частицы и продукты диссоциации молекул в виде свободных атомов или валентно ненасыщенных групп (радикалов), которые могут находиться в равновесии с исходными молекулами. Являясь вместе с тем очень реакционно способными, эти частицы могут вступать во взаимодействие между собой или с другими частицами, образуя новые сочетания. То же относится к продуктам ионизации. Наряду с этим при высоких температурах в газах могут содержаться пары веп1еств, практически не испаряющихся при обычных температурах, а также частицы, образующиеся при термическом разложении этих веществ. В результате при высоких температурах в газах содержатся (при равновесном состоянии системы) новые, часто совершенно непривычные виды частиц, отвечающие валентным состояниям элементов, нехарактерным или неизвестным для них при обычных температурах. Эти частицы могут быть или более простыми, чем отвечающие им. частицы при обычных температурах (например, ОН, 510, 50), или, наоборот, более сложными (Сз, Сд, Ыаг, Сев, Мда, Ыа(0Н)С1, ВагОз, М05О15 и др.). [c.117]

Электронная конфигурация атома кобальта 3d 4sl В возбужденном состоянии атома в его электронной оболочке имеется пять непарных электронов. Кобальт — элемент с нечетным атомным номером, у него известен один устойчивый изотоп. Известны также радиоактивные изотопы кобальта, нз которых особое значение имеет изотоп Со с периодом полураспада около 5 лет. Он дает мощное у-излучение, в связи с чем широко используется в -дефек-тоскопии металлов (просвечивание больших толщин металла с целью выявления внутренних дефектов) и в медицине (лечение злокачественных опухолей). [c.311]

За формирование аналитического сигнала ответственными являются d— -d переходы, переходы, с переносом заряда d—>-л, я— d и л—-переходы.ii— - -Переходы характер- ны для аква-ионов и некоторых комплексов соединений d-эле-JweHTOB с неполностью заполненными d-орбиталями, когда возможность осуществления переходов возникает вследствие нарушения симметрии распределения электронной плотности и расщепления основного электронного состояния иона металла в поле лиганда. Переходы с переносом заряда возможны при наличии в молекуле или сложном ионе доноров и акцепторов электронов, когда имеет место электронный переход с орбитали, локализованной на атоме акцептора, на орбитали, локализованные на атоме донора или, реже, наоборот, что, например, объясняет интенсивную окраску тиоцианата железа (1П), гетерополисоединений, сложных ионов типа М.ПО4 , Сг04 , комплексов -элементов с бесцветными органическими реагентами, например, никеля с диметилглиоксимом, железа с 1,10-фенантроли-ном и молекул органических соединений, когда в них одновременно входят электронодонорные и электроноакцепторные заместители. [c.55]

При определенных условиях наблюдается испускание и поглощение гамма-квантов атомными ядрами ряда более тяжелых элементов, начиная с железа, без заметного изменения их энергетического состояния за счет энергии отдачи. Последняя распределяется между всеми атомами твердого вещества и, таким образом, снижается до величины, значительно меньшей очень малой естественной ширины возбужденных уровней, составляющей всего 10-10—10- 5 величины энергии возбуждения, и это позволяет наблюдать резонанс излучателя и поглотителя гамма-квантов — эффект Мёссбауэра. Важно то, что резонансная энергия гамма-квантов зависит от состава и электронной конфигурации твердого вещества. Это позволяет более глубоко изучать природу твердого вещества, определять его электронную структуру, валентное состояние элементов, находящихся в составе данного вещества. Излучателем и поглотителем гамма-квантов при излучении мёссбау-эровских спектров служат вещества, содержащие атомные ядра одного и того же элемента (например, атомы в возбужден- [c.133]

Скорость движения источника относительно поглотителя (в мм1сек или см1сек), при которой наблюдается эффект резонансного поглощения, называется химическим сдвигом (б). Анализ мессбауэровских спектров позволяет оценить характер распределения электронной плотности в соединении, выяснить его строение, установить концентрацию и состояние элементов в рудах и минералах, проследить промежуточные стадии прохождения химических реакций и т. д. Понятно, что эффект Мессбауэра можно наблюдать лишь для изотопов, для которых возможны обусловленные 7-излучением ядерные переходы. [c.180]

Вследствие особой близости Ы- и 5/-состояний элементы подсемейства тория (ТН — Ст) выступают как /- и как -элементы и проявляют переменные степени окисления (табл. 58). По мере заполнения 5/-ор-биталей электронные конфигурации атомов стабилизируются и переход б -электронов в 5/-состояние становится все более затрудненным. Поэтому элементы подсемейства берклия (Вк — Ьг) ведут себя как типичные /-элементы и по свойствам близки к лантаноидам. [c.557]

Температура плавления металлов. Твердое тело начинает плавиться, когда кинетическая энергия движения его частиц становится соизмеримой с энергией их притяжения друг к другу. Таким образом, чем меньше прочность химической связи в металлах, тем ниже температуры их плавления. Прочность химической связи в металлах определяется количеством валентных электронов атома элемента, причем увеличение их числа увеличивает прочность связи. Определяющим фактором увеличения с номером периода прочности связи между атомами ( -элементов является увеличение (по модулю) энергии з-элек-тронов из-за эффектов проникновения. Эффект проникновения з-электронов под (1- и /-электронные подоболочки стабилизирует состояние электронов и понижает их энергию. Наличие неспаренных (п — 1) -электронов также увеличивает прочность химической связи в металлах за счет образования дополнительных ковалентных связей. Увеличение размеров атомов действует в противоположном направлении, как и увеличение координационного числа. Характер изменения температуры плавления металлов по периодам периодической системы во многом близок к изменению их плотности. В целом для металлов соблюдается следующая закономерность [c.322]

Студентам, изучающим курс органической химии по сокращенному варианту, известны в конечном результате не вое типы функциональных групп и дазке не все функциональные производные карбонильных соединений и карбоновых кислот. Для незнакомых функциональных групп важно уметь быстро находить аналогии с главными классами органических соединений. Для оценки изменения электронного состояния атомов углеродов, входящих в состав сложных функциональных групп, главную роль, конечно, играет анализ электронных эффектов окружающих элементов. Однако для быстрой аналогии с главными типами углеродсодержащих функциональных групп полезно оценивать степени окисления атомов углерода. Соединения с атомами углерода в одинаковой степени окисления, как правило, или относятся к одному и тому же классу органических соединений, или являются функциональными производными одного и того же класса органических соединений. [c.6]

Степень окисления и окислительное число. При реакциях образования ионных соединений переход электронов от одних реагирующих атомов или ионов к другим сопровождается соответствующим изменением величины или знака их электровалентности. При образовании соединений ковалентной природы такого изменения электровалент-. ного состояния атомов фактически не происходит, а только имеет место перераспределение электронных связей, причем валентность элементов исходных реагирующих веществ не изменяется. В настоящее время для характеристики состояния элемента в соединениях введено условное понятие степени окисления. Численное выражение степени окисления называют окислительным числом. [c.16]

На основании электронного строения элементов этой группы можно предсказать три степени окисления. Состояния -fill и +V можно ожидать в результате участия трех р-электронов в образовании связей или соответственно всех пяти электронов (ns np ). Кроме того, для атомов элементов этой группы возможно присоединение трех электронов для заполнения внешнего р-под-уровня, что приведет к степени окисления —III. Отрицательная степень окисления характерна только для легких элементов группы, а состояния +III и +V хорошо известны для всех элементов группы. [c.129]

Прежде чем рассматривать различные теории, полезно привести некоторые сведения, касающиеся атомных орбиталей центрального иона в газообразном состоянии, свободного от воздействия на него лигандов. На рис. 7-1 изображена граница поверхности для р- и -атомных орбиталей. Нужно иметь в виду, что каждая из них только указывает область пространства, в которой заклю чена большая часть заряда электрона, находящегося на этой орбн тали, т. е. наиболее вероятное его распределение. Эту вероятность можно представить математически. Если обозначить решение волнового уравнения буквой то вероятность нахождения электрона в элементе объема йх запишется т. е. функция [c.247]

Во многих химических реакциях происходит перемещение электронов от одних частиц к другим. Такие реакции получили название окислительно-восстановительных. В зависимости от степени смещения электронов от одной реагирующей частицы к другой возникают соединения разного характера — от ионного до ковалентнонеполярного. Для характеристики состояния элементов в соединениях введено понятие степени окисления. [c.178]

Атомы анализируемого вещества, находящиеся в плазме спект- рального источника, испытывают соударения с электронами, приходят в возбужденное состояние и излучают свет. Следует подчеркнуть, что вследствие разрушения химических связей и разложения соединений на отдельные атомы спектральный анализ, в отличие от химического, не позволяет установить степени окисления и валентные состояния элементов в исходном веществе. Например, спектральным методом легко обнаружить в исследуемом растворе присутствие марганца, но выяснить с помощью эмиссионного спектрального анализа, находится ли он там в виде Мп - или Мп04-ионов, не представляется возможным. [c.182]

А Большинство химических процессов можно подразделить на две большие группы I) без изменения валентных состояний элементов, 2) с изменением строения электронных оболочек атомов, так называемые окисли-лгельно-восстановительные процессы. Поэтому очень часто наряду с указанными четырьмя типами многие называют пятый тип — окислительно-восстановительные реакции. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология