Протактиний электронная конфигурация

Электронная конфигурация элементов подгруппы ванадия 5 обусловливает как максимальную валентность ванадия, ниобия, тантала и протактиния, равную 5, таки, вследствие близости электронов на 5-и -уровнях, более низкие валентные состояния, особенно для первых элементов [c.195]

Следует сказать, что. для тория, протактиния и отчасти урана и нептуния порядок заполнения уровней зависит от химического состояния элемента. Электронная конфигурация может меняться при переходе от одного химического соединения к другому, от одной степени окисления в растворе к другой и даже от одного физического состояния соединения к другому. Это связано [c.423]

Рассмотрим смещения лантаноидов и актиноидов, вытекающие из электронного строения. Уровни 5a и 4/ у гадолиния и лютеция оказываются настолько близкими, что ввиду устойчивости f- и / -конфигу-раций один из электронов переходит на d-уровень, вследствие чего эти элементы имеют внешнюю электронную конфигурацию, идентичную конфигурации лантана (dV). Еще более сильное смещение d- и /-уровней у актиноидов приводит к переходу электронов с 5/- на Bd-уровни у тория, протактиния, урана, нептуния, кюрия, берклия и лоуренсия. Наличие d-оболочек несколько сближает эти элементы с переходными металлами. С другой стороны, наличие двух электронов на внешней s-подоболочке, отсутствие электронов на d-уровнях и образование /-электронами устойчивых f- и / -конфигураций сближает европий, иттербий, америций, нобелий со щелочноземельными металлами. Дифференциация строения и свойств лантаноидов и актиноидов должна основываться на различии строения их /-оболочек. [c.40]

Ярко выраженная поливалентность актиноидов отражает специфику электронного строения их атомов — близость энергетических состояний 5/-, 6d-, 7s- и 7р-подуровней, большую пространственную протяженность 5/-орбиталей по сравнению с 4/-и меньшую эф( )ективность экранирования внешних электронов. Только по мере заполнения 5/-орбиталей электронные конфигурации атомов несколько стабилизируются и элементы подсемейства берклия (Вк—Lr) проявляют более устойчивые низкие степени окисления +3 и +2. Для тория, протактиния и урана преобладают степени окисления -f4, -f5 и +6 соответственно, поэтому соединения этих элементов до некоторой степени напоминают соединения гафния, тантала и вольфрама. В настоящее время принадлежность их к семейству /-элементов (актиноидов) не вызывает сомнений. U, Np, Pu и Ат образуют группу уранидов, аналогично подгруппе церия в ряду лантаноидов, а элементы Ст—Lr образуют группу кюридов. [c.360]

АКТИНОИДЫ (актиниды), семейство из 14 радиоактивных элементов III гр. 7-го периода периодич. системы (ат. н. 90-103), следующих за актинием торий ТЬ, протактиний Ра, уран и, нептуний Np, плутоний Ри, америций Аш, кюрий Ст, берклий Вк, калифорний СГ, эйнштейний Ез, фермий Рт, менделевий М<5, нобелий N0 и лоуренсий Ьг (для последних двух элементов название не общепринято). А. объединяются, подобно лантаноидам, в особую группу благодаря сходству конфигураций внещ. электронных оболочек их атомов (см, табл.), чем обусловлена близость мн. хим. св-в. Гипотеза о существовании в 7-м периоде семейства А. была выдвинута Г. Сиборгом в начале 1940-х гг. [c.78]

Гораздо более определенную картину валентных состояний дают металлы с заполняющейся 5/-оболочкой — актиноиды. Франций и радий, с которых начинается 7-й период, проявляют валентности 1- - и 2- - соответственно и образуют ионы с внешней конфигурацией радона (б. бр ). Такие же ионы образуют актиний, торий, протактиний и уран в высших валентных состояниях 3- -, 4+, 5-Н и б+ соответственно. Для тория валентность 4-1- доминирует, а валентности 2- - и 3+ известны лишь для неустойчивых соединений. Валентность 3-[- протактиния столь слабо выражена, что до сих пор не считается окончательно установленной. Известны устойчивые четырехвалентные соединения урана, но его высшая валентность 6+, несомненно, является главной. Эти металлы, как и последующие пять актиноидов, характеризуются многовалентностью, обусловленной легкостью отделения переменного числа /-электронов. Их низшим валентным состоянием является валентность 3+. Высшая валент- [c.77]

Рассматривая электронные структуры этого ряда элементов можно отметить несколько основных закономерностей. Во-первых, заполнение оболочки 5/, вероятнее всего, не начинается с тория. Торий является типичным представителем переходного-ряда 6 -элементов и аналогом Ъх и Н(. Во-вторых, последующие элементы, начиная с протактиния и кончая плутонием, образуют смешанные электронные структуры 5/6 . Эти структуры отличаются от 4/ б бх -электронных структур соответствующих им по актинидной теории лантанидных элементов. Следует, кроме того, учесть, что электронная конфигурация атомов в газообразном состоянии необязательно должна соответствовать электронной конфигурации элементов в твердом состоянии. [c.15]

Двойственность химического поведения протактиния то он ведет себя как типичный й-элемент, подобный ниобию и танталу, то как актиноид — нашла объяснение. Разница энергий у электронов 5/- и бй-уровней в его атомах очень мала — меньше, чем у других актиноидов (исключая торий). Электроны этих слоев могут легко переходить с одного уровня на другой, меняя электронную конфигурацию атома и, следовательно, химические свойства элемента. [c.347]

И 6с у протактиния очень близки по энергии и трудно отдать предпочтение расположению электронов на том или ином уровне (рис. 15.2). У нептуния, плутония и последующих элементов энергетически выгодно расположение электронов на 5/-уровне. Для америция осуществляется устойчивая конфигурация с семью электронами на 5/-уровне. Эта конфигурация сохраняется и для кюрия, поэтому у него есть один 6с -электрон. Далее идет последовательное заполнение 5/-уровня до 14 электронов и, наконец, у лоуренсия. так же как и у лютеция, должен быть еще электрон на 6с -уровне. [c.423]

Сначала короткое замечание относительно электронных структур актиноидов. Точно не известно, появляется ли 5/-электрон впервые у тория, однако доказано, что у кюрия (Z = 96) в структуре содержится семь 5/-электро-нов, т. е. 5/-подоболочка заполняется у него наполовину. Конфигурации тяжелых актиноидов еще неизвестны. Но оставим в стороне вопрос о расположении электронов и рассмотрим свойства актиноидов. Торий действительно похож на церий, но на этом сходство элементов-аналогов двух редкоземельных семейств надолго прекращается. У протактиния мало общего с празеодимом, уран не похож на неодим, нептуний — на прометий, плутоний — на самарий, америций — на европий. Основная валентность у легких актиноидов отнюдь не 3-1-, что характерно для целого ряда лантаноидов у тория она 4-Ь, у протактиния 5- -, у урана 6+, у нептуния 5- -, у плутония 4-Ь лишь у америция и кюрия валентность 3+ становится основной, но для кюрия, например, широко известны двуокись и тетрафторид, что недоступно его аналогу — гадолинию. Трехвалентные же производные большинства легких актиноидов, как правило, неустойчивы они становятся основными лишь у тяжелых актиноидов. На схеме приведено сравнение валентных состояний актиноидов и лантаноидов [c.193]

В последнее время считают, что три элемента, стоящие за актинием, т. е. элементы с порядковыми номерами от 90 до 92, не соответствуют по своему строению трем первым элементам семейства лантанидов, а скорее построены аналогично элементам IV—VI побочных подгрупп. Типичная для лантанидов конфигурация электронов проявляется в семействе актинидов, по-видимому, только после нептуния (2 = 93). Возможно, что четвертый и следующие элементы семейства актинидов по своему строению похожи на четвертый и следующие элементы семейства лантанидов. (Подробнее об этом см. т. II, гл. 14. Ср. также табл. II приложения.) Если эти предположения, установленные на основании данных магнитных измерений, правильны, то элементы торий, протактиний и уран следует поместить в побочные подгруппы IV—VI групп не только по их химическому поведению, но и на основании строения их атомов. [c.22]

Согласно спектроскопическим, химическим и другим данным в атомах наиболее тяжелых элементов периодической системы 7з-, б (- и 5/-С0СТ0ЯНИЯ энергетически очень близки друг к другу. Поэтому однозначное определение их электронной конфигурации затруднено. Так, у протактиния, для которого основное состояние можно представить в виде электронной конфигурации [Нп это состояние на- [c.557]

Электронная конфигурация атома протактиния соответствует схеме 5s 5p bd °5p6s 6p%d4s . По своим химическим свойствам протактиний хорошо вписывается в подгруппу ванадия и является химическим аналогом ниобия и тантала, что связано с близостью величин энергии связи электронов на 5/- и 6ui-ypOB-нях у протактиния. Основная его степень окисления равна пяти. Он имеет степень окисления пять в своем высшем окисле и соединениях с галогенами, изоморфно сокристаллизуется со многими соединениями тантала. [c.329]

В настоящее время многие ученые склоняются к выводу, что торий и протактиний, по-видимому, вообще не имеют 5/-электронов, Что касается урана, нептуния, плутония и америция, то их электронная конфигурация зависит, вероятно, от физического состояния и степени окисления. Значит, в этом случае 5/-электроны оказывают сильное влияни,е на физические и химические свойства элементов, чем, собственно, и объясняется своеобразие свойств легких актиноидов. Поэтому второе редкоземельное семейство но сути дела оказывается вырожденным , и вряд ли правильно располагать его в периодической системе так, как требует актиноидная гипотеза. [c.196]

В настоящее время общепризнано, что протактиний принадлежит к переходной группе актинидов , образуемой 5/-электронами (см. разд. 17, стр. 191). Нейтральный атом протактиния, вероятно, имеет электронную конфигурацию 5s25/7 5 i05/26526p66 7s2( / ) или ns p bd bf6s%p 6d 7s . [c.177]

И 5/-СОСТОЯНИЯ энергетически очень близки друг к другу. Поэтому однозначное определение их электронной конфигурации затруднено. Так, у ротактиния, для которого основное состояние можно представить в виде электронной конфигурации [Кп1 это состояние настолько близко к состояниям или что трудно установить однозначно, какое из них лучше передает электронную конфигурацию атома протактиния в невозбужденном (основном) состоянии. Как видно из рис. 251, по мере увеличения порядкового номера элемента энергия связи 5/-электронов с ядром атома постепенно увеличивается, а энергия связи 6 -электронов понижается. Поэтому становится более выгодным переход 6с -электро-нов в 5/-состояние. [c.649]

Протактиний является первым членом актинидного ряда элементов, названных так потому, что они напоминают актиний. Актиниды, подобно лантанидам, существуют вследствие постепенного заполнения f-орбиталей (в данном случае 5/), которые во всех членах этого ряда (кроме первых) играют незначительную роль в образовании связи. Заполнение /-уровня заканчивается в No и Lr. Протактиний имеет электронную конфигурацию [Rn]5P6d 7s или [Rn]5f 6d 7s2, и, поскольку энергии электронов 5/-, 6d-, 7s-, 7/ -орбиталей в этом атоме отличаются незначительно, может осуществляться ковалентная гибридная связь с участием 5/-электронов, что приводит к состояниям окисления IV и V. Pa(V) напоминает Nb(V) и Ta(V), но он более склонен к гидролизу. Анионные комплексы образуются с фторидами, хлоридами, нитратами, сульфатами, роданидамн и цитратами Pa(V) не образует простого катиона. При восстановлении сульфатом трехвалентного титана или амальгамой цинка образуется Ра (IV),. который легко окисляется кислородом воздуха . [c.348]

По тем же соображениям празеодим (/V), диспрозий (/ V), протактиний и калифорний с пятью электронами вне стабильных конфигураций должны находиться в V группе вместе с ванадием, ниобием и танталом. В VI группу попадают не только уран (/ iPs ) и неодим (/V), но также гольмий и эйнштейний Прометий (/ s ), эрбий (/ s ), нептуний (f d s ) и фермий с семью электронами, не связанными в устойчивые оболочки, принадлежат к VII группе, а самарий (/ s ), тулий плутоний (/V) и менделеевий по той же причине — к VIII. Поскольку в каждой из восьми групп оказывается по два лантаноида и по два актиноида, в одной группе (а именно, в первой) их не оказывается. Действительно, ни один из элементов с заполняющимися 4/- и 5/-оболочками не имеет термов, внешних электронных конфигураций и моментов, отвечающих I группе. [c.40]

Актиноиды с заполняющейся 5/ -подоболочкой размещаются совершенно идентично элементам с заполняющейся 4/ -подоболочкой, причем с гораздо большей определенностью. У тория вследствие близости 5/- и -уровней электроны занимают не 5/-, а 6 -ypoBenb, и он имеет ту же электронную конфигурацию (p s ), что и -переходные металлы IV группы, причем их оптические термы и спины также одинаковы. Таким образом, торий, представляя /-переходный металл IV подгруппы, т. е. аналог церия, проявляет близость и с -переходными металлами IV6 подгруппы. У протактиния общее число /-, - и s-электронов одинаково с числом - и s-электронов металлов V группы — ванадия, ниобия, тантала и празеодима. Уран проявляет аналогичное [c.42]

Степени окисления во втором внутреннем переходном ряду далеко не так постоянны, как в первом. Это показано в табл. 4-11, в которой перечислены степени окисления, известные для элементов этого ряда. Первые три элемента ряда —торий, протактиний и уран по изменению и устойчивости степеней окисления сходны с элементами групп IV Л, V А и VI Л соответственно. Состояние + 111 для элементов, стоящих в ряду до америция, у которого, по предположению, 5/ -электронов, неустойчиво. Существование соединений четырехвалентного кюрия, например mF и mOj, показывает, что конфигурация 5/ не так прочна, как 4/ . Состояние + 1V для беркелия и возможное существование двухвалентного америция можно понять как следствие того, что подуровень 5/ наполовину заполнен. [c.133]

Легко видеть, что размещение лантаноидов и актиноидов по группам периодической системы по сумме электронов вне заполненных оболочек и стабильных конфигураций 4/ и 5/ является нонвариантным решением лантаноидной и актиноидной проблем. Так как именно периодическое повторение электронного строения атомов при возрастании атомного номера является единственной причиной периодического повторения свойств и, следовательно, сущностью периодического закона, то указанное размещение лантаноидов и актиноидов по группам 6-го и 7-го периодов исключает возможность иных решений, будь то обособление этих элементов в два семейства, выносимых под таблицу, или же сохранение части актиноидов до тория, протактиния, урана и т. д. в 7-м периоде с вынесением другой их части вниз в качестве трансториевых, транспротактиниевых, трансурановых и т. д. элементов. Это решение, полученное на основе современных данных атомной физики о строении электронных оболочек, совершенно точно соответствует идеям Менделеева. [c.20]

Кристаллические структуры актиноидов (см. табл. 39) также тесно связаны с особенностями их электронного строения. Актиний с внешней оболочкой свободного атома s p d s , теряя три валентных электрона, в металлическом состоянии образует ионы Ас с внешней оболочкой р . В результате взаимодействия с электронным газом эти ионы сближаются, но при низких температурах их р-орбитали не перекрываются и вследствие нсевдосферической симметрии ионов упаковываются в плотную гранецентрированную решетку с небольшой тетрагональностью. При повышении температуры вследствие развития р-орбиталей может возникнуть обменное взаимодействие, результатом чего может быть появление объемноцентрированной кубической Р-модификации. Торий имеет внешнюю конфигурацию p d s и в металлическом состоянии четырехвалентен. Его ионы (Th ) имеют внешнюю ортогональную р -оболочку. При низких температурах при сближении ионов перекрытия р-орбиталей не происходит, ионы ведут себя как псевдосферические и в результате ненаправленного взаимодействия с электронным газом упаковываются в плотную кубическую структуру а-тория. С повышением температуры происходит увеличение энергии электронов р -оболочки, р-орбитали вытягиваются и перекрываются, начиная с температуры 1690°. Выше этой температуры возникают ортогонально направленные обменные связи, в результате чего появляется объемноцентрированная кубическая структура р-тория, устойчивая до температуры плавления. Протактиний в связи с наличием внешней оболочки у его иона и устойчивым валентным состоянием Ра , обусловливающим более высокую электронную концентрацию Ъэл1атом), может иметь подобно ванадию, ниобию и танталу и по тем же причинам объемноцентрированную кубическую структуру. Фактически было найдено, что при 20° протактиний имеет ОН, тетрагональную решетку. Тетрагональность может быть обусловлена загрязнениями образца. [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология