Аргон, эффективный заряд ядра

Однако это правило точно не выполняется, поскольку числа элементов в периодах повторяются. Действительно, после второго периода, в котором N2= , следует третий период с N3=8, а после четвертого Л/4=18 следует пятый с Л 5=18. в чем причина этих повторений Третий период начинается с Ма, имеющего электронную структуру (15)2(2з)2(2р) (35)>. Затем в атоме магния завершается заполнение Зх-уровня, после чего в следующих элементах заполняются Зр-уровни, и, наконец, такое заполнение завершается в аргоне ( ==18) Аг(15)2(2я)2 (2р)2(35)2(3р) . Однако главному квантовому числу 3 соответствуют также состояния Зс , поэтому аргон не должен был бы быть благородным газом, поскольку на нем не завершается электронная оболочка с п=3. Тем не менее многочисленные опытные данные (химические и спектроскопические) показывают, что энергия З -со-стояния существенно выше энергии Зр-состояния, более того, она выше, чем энергия 45-состояния. Поэтому следующий за аргоном элемент — калий (2=19)—имеет электронные оболочки (15) (25)2(2р) (35)2(3р) (45). По чему же девятнадцатый электрон калия забирается на уровень 4я при пустующих состояниях 3 Это кажущееся противоречие связано с приближенностью описания взаимного отталкивания электронов на основе модели экранирования, которая была использована в предыдущем изложении. В этой приближенной модели отталкивание сводилось к уменьшению эффективного заряда ядра. При таком рассмотрении энергия электрона с п = 4 должна быть выше, чем при п=3. [c.316]

Следовательно, степень, с которой эти электроны экранируют друг друга вследствие постепенного возрастания заряда ядра, невелика. Например, эффективный заряд ядра для Зз-электрона в атоме натрия составляет - 2, в то время как этот же заряд для 5-или р-электронов в аргоне равен б,7. Это существенно большая удерживающая сила, которая обусловливает значительно более прочное связывание электронов. [c.48]

На рис. 25.1 видно, что Ь-, 2х-, 2р-, Зх-и 3 7-ypoБни во всех известных атомах расположены в нормальной последовательности. Эти орбитали заполняются электрона. п1 в атомах от Н до Аг в то.м же порядке. По. мере заполнения этих орбиталей энергия высших и еще не занятых уровней из.меняется за счет экранирующего влияния первых восемнадцати электронов, одиако такое влияние по-разному сказывается на разных орбиталях. В частности, энергия -уровней, заметно проникающих в глубь электронного остова аргона, мало уменьшается по мере приближения к электронной конфигурации аргона. В то же время 4з- и 4р-орбитали, особенно первая из них, почти не проникают в глубь электронного остова аргона, и их энергия изменяется значительно. Поэтому при переходе от аргона к калию и кальцию электронная система аргона дополняется электронами на 45-орбитали, так что ее уровень ниже уровня З -ор-битали. При введении двух дополнительных электронов заряд ядра также возрастает на две единицы. За счет того, что Зй-орбиталь глубоко проникает внутрь электронного облака 4х-орбитали, эффективный заряд ядра для З -орбитали очень резко возрастает, и ее энергия падает ниже уровня 4р, приближаясь к уровню 45. Поэтому следующий электрон поступает на Зй(-орбиталь и скандий имеет электронную конфигурацию [.А.г]45 3 . Этот З -электрон скандия экранирует 4р-уровень сильнее, чем незаполненные Зй-орбитали, так что М-уровень остается низшим доступным уровнем, и следующий электрон также попадает на Зс(-орбиталь, давая Т с конфигурацией [Аг]45 3 . Этот процесс продолжается до тех пор, пока Зс(-оболочка не будет полностью заселена электронами. Тогда возникает 2п с конфигурацией [Аг]45 3 , и теперь уже низшими по энергии становятся 4р-орбитали. Заполнение этих орбиталей происходит у последующих шести элементов. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология