Энергия и атомный номер

S- и р-Элементы. Мы рассмотрели общие тенденции в характере изменения значений радиусов и энергии ионизации атомов, их сродства к электрону и электроотрицательности в зависимости от атомного номера элемента. При более глубоком изучении этих тенденций можно обнаружить, что закономерности в изменении свойств элементов в периодах и группах значительно сложнее. В характере изменения свойств элементов по периоду проявляется внутренняя периодичность, а по группе — вторичная периодичность. [c.36]

Периодическая система как естественная классификация элементов по электронным структурам атомов. Положение элемента в периодической си стеме и электронная конфигурация его атома.. >, р, d-, /-Элементы. Струк тура периодической системы. Группы, подгруппы и семейства элементов Периодичность свойств химических элементов. Зависимость энергии иониза ции и сродства к электрону атомов от. атомного номера элементов. Дополни тельные виды периодичности в периодической системе Д. И. Менделеева [c.25]

В области высокоэнергетических взаимодействий на первый план выступают индивидуальные свойства атомов, молекул, ядер [32, 33]. Свойства атомов характеризуют величиной заряда ядра Ze (е - элементарный заряд, Z - атомный номер). Размеры атома определяются его электронной оболочкой. Порядок величин линейных размеров атома 10 см, поперечного сечения 10 1 см и объема Ю см . Масса атома равна произведению его массового числа на атомную единицу массы = М1,66 10 кг. Энергия связи электронов в атоме [c.41]

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

В табл. 21.9 указан ряд важнейших свойств атомов элементов группы 5А. Наблюдаемые в этих свойствах общие закономерности подобны обсуждавшимся ранее для элементов групп 7А и 6А с возрастанием атомного номера элемента в пределах группы происходит увеличение атомного радиуса и металлического характера. Отметим также, что в сравнении с соответствующими элементами групп 6А и 7А атомные радиусы элементов группы 5А больше, а энергии ионизации и электроотрицательности меньше. [c.314]

Для иллюстрации процессов распада некоторых изотопов на рис. 2 приведено несколько типичных схем уровней энергии, Атомный номер изотопа меняется по горизонтали, [c.12]

Как правило, порядок заполнения электронных п/-оболочек по мере увеличения атомного номера элемента (15, 25, 2р, 35, Зр, 45, М, 4р,. ..) объясняется тем, что орбитальные энергии в многоэлектронном атоме возрастают в той же последовательности. Так, например, опережающее заполнение 45-АО в атомах К и Са по сравнению с М-кО связывают с тем, что 45 < Ёзй. Но тогда встает вопрос почему 4 < ез Обычно ответ сводится к тому, что преимущество 45-А0 обусловлено наличием трех внутренних локальных максимумов, которые обеспечивают их большее проникновение в остов по сравнению с Зй-АО, не имеющими таких максимумов. [c.102]

В случае РФС наблюдаемая полуширина линии (полная ширина на половине высоты) значительно вьппе, чем в случае УФС. Фотоионизация электронов оболочки приводит к возбужденным состояниям, время жизни которых значительно короче, чем в случае УФС, поскольку время жизни пропорционально —энергии фотоионизационного перехода. Данные по поглощению и испусканию рентгеновских лучей [33] показывают, что присущая внутренним атомным уровням щирина линий снижается с уменьшением атомного номера и может быть порядка [c.335]

Образовавшийся в атоме свободный уровень заполняется одним из наружных электронов, при этом энергия возбуждения снимается либо в результате флуоресценции, либо с испусканием так называемых электронов Оже, Последний процесс преобладает в материалах с низким атомным номером. [c.43]

Как показывает расчет, у средних элементов периодической системы с атомным номером от 30 до 80 полная энергия связи примерно пропорциональна массе ядра и составляет 8,7—8,0 Мэй на единицу массы [удельная энергия связи). У элементов же с более высоким атомным бесом указанная пропорциональность не [c.53]

Размещение электронов в атомах. Электроны размещаются на уровнях и подуровнях оболочек атомов в соответствии с принципом, согласно которому устойчивое состояние электрона в атоме связано с минимальным значением его энергии, и с принципом Паули. Таким образом, электроны, число которых в атоме равно заряду его ядра, а следовательно, атомному номеру элемента, заполняют последовательно энергетические уровни и подуровни от низших к высшим. Размещение электронов по уровням и подуровням, харак-терн уемое главным и орбитальным квантовыми числами, выражается формулами, в которых уровни обозначаются цифрами, подуровни— условно буквами, а число электронов в подуровне — индексами у соответствующих букв. Так, например, формула s 2s 2p показывает, что в х-подуровне первого уровня находятся два электрона, в 5-подуровне второго уровня — два и в р-подуровне второго уровня — шесть электронов, а общее число электронов в атоме равно сумме индексов, т. е. в данном случае — десяти. [c.30]

В электрохимическом ряду напряжений металлов все щелочные металлы стоят значительно левее водорода, причем с увеличением атомного номера (и уменьшением потенциала ионизации) электрохимическая активность металлов увеличивается. Исключение составляет литий — расположение на левом фланге электрохимического ряда напряжений металлов обусловлено исключительно высокой энергией гидратации лития, максимальной среди металлов. [c.144]

Кривая зависимости энергии отрыва первого электрона от атомного номера элемента (рис. 12) имеет явно выраженный периодический характер. Наименьшей энергией ионизации 3—5 эВ обладают s-элементы 1 группы, наибольшей — s- и р- элементы VIH группы. [c.32]

Постройте график зависимости первой энергии ионизации и радиуса атомов х-элементов I группы от и.х атомного номера. Объясните характер графиков. [c.40]

Рис, 104. Зависимость свойств двухэлементных соединений от атомного номера элемента с положительной степенью окисления а — температура плавления оксидов б—энергия Гиббса образования хлоридов [c.198]

Активность металлов с ростом атомного номера в начале большого периода растет а в конце периода совершенно не проявляется. Медь и золото, хотя и не имеют свободных -орбиталей, но энергия для возбуждения их (d — 5)-уровней сравнительно мала, [c.197]

Характер заполнения орбиталей атомов К. Са и 5с показывает, чго энергия электронов зависит не только от заряда ядра, но и от взаимодействия между электронами. На рис. И показана зависимость энергии атомных орбиталей от порядкового номера элемента (логарифмическая шкала). За единицу энергии электрона принято значение [c.24]

В табл. 21.8 указан ряд важнейших свойств атомов элементов группы 6А. Энергия простой связи X—X получена путем оценки данных для соответствующих элементов, кроме кислорода. В последнем случае, поскольку связь О—О в молекуле Oj не является простой (см. разд. 8.6 и 8.7, ч. 1), оценку проводили по значению энергии связи О—О в пероксиде водорода. Восстановите льный потенциал, указанный в последней строке таблицы, относится к восстановлению элемента в его стандарлном состоянии с образованием Н,Х(водн.) в кислом растворе. Для большинства указанных в табл. 21.8 свойств снова наблюдается закономерная зависимость от атомного номера элемента. Атомные и ионные радиусы увеличиваются, соответственно энергия ионизации уменьшается, как и следует ожидать на основе изложенного в разд. 6.5, ч. 1. [c.300]

Больщая часть перечисленных в табл. 21.4 свойств закономерно изменяется в зависимости от атомного номера элемента. В пределах каждого периода соответствующий галоген имеет почти самую высокую энергию ионизации, уступая только следующему за ним благородному газу. Точно так же каждый галоген в пределах своего периода имеет самую больщую электроотрицательность. В группе галогенов атомные и ионные радиусы увеличиваются с возрастанием атомного номера. Соответственно энергия ионизации и электроотрицательность уменьшаются в направлении от легких к тяжелым галогенам. При обычных условиях галогены существуют, как уже сказано выще, в виде двухатомных молекул. При комнатной температуре и давлении I атм 12 представляет собой твердое вещество, Вг2-жвдкость, а С12 и Р -газы. Высокая реакционная способность р2 очень затрудняет обращение с ним. Хранить Р2 можно в металлических сосудах, например медных или никелевых, так как на их поверхности образуется защитное покрытие из фторида соответствующего металла. Обращение с хлором тоже требует особой осторожности. Поскольку хлор путем сжатия при комнатной температуре можно превратить в жидкость, обычно его хранят и транспортируют в жидкой форме в стальных емкостях. Хлор и более тяжелые галогены обладают большой реакционной способностью, хотя и не такой высокой, как фтор. Они непосредственно соединяются с большинством элементов, за исключением благородных газов. [c.290]

У элементов любой отдельно взятой группы с возрастанием атомного номера происходит увеличение атомного радиуса и соответственно уменьшение электроотрицательности и энергии ионизации. Металлический характер элементов изменяется в зависимости от их электроотрицательности. В семействах неметаллических элементов первый член каждого семейства значительно отличается от остальных его членов. Во-первых, он образует не более четырех связей с другими атомами (т.е. число электронов в валентной оболочке его атома ограничено октетом). Кроме того, он обнаруживает намного большую способность к образованию п-связей, чем более тяжелые элементы той же группы. [c.329]

Относительные интенсивности линий в сериях характеристического рентгеновского спектра определяются соответствующими правилами отбора, т. е. вероятностями квантовых переходов, а Зависимость выходов, флуоресценции (1) и оже-электро-частоты, как уже было сказано J,pJ, вакансии в /(-оболочке (см. равенство VI.5), дают раз- от атомного номера 2 элемента ности энергии квантовых уровней электронов. [c.139]

Вероятность оже-процесса уменьшается с увеличением энергии первичного ионизирующего излучения или пучка электронов (ионов) и атомного номера Z элемента. Для выхода рентгеновской флуоресценции имеет место обратная зависимость. При атомных номерах 3<2<14 для химического анализа используют обычно KLL — оже-переходы, а при 14 2 38 LMM — переходы. В случае энергий переходов >10 кэБ преобладает рентгеновская флуо- [c.139]

Рассмотрим, как изменяются первые энергии ионизации с увеличением атомного номера у атомов одной и той же подгруппы периодической системы (табл. 3.5). [c.84]

На какие вопросы должна ответить теория строения электронной оболочки атома Вот некоторые из них почему спектр одиоатом-ного газа имеет линейчатый характер и его структура зависит от атомного номера элемента Почему энергия последовательной ионизации атома имеет дискретные значения Чем определяется периодическая зависимость изменения энергии ионизации, сродства к электрону, радиуса атомов от атомного номера элементов Почему атомы способны образовывать химическую связь и химические свойства элементов подчиняются периодическому закону [c.17]

Вид зависимости интенсивности сплошного спектра торможения при одном и том же направлении, но для различных материалов (металлов) анода приведен на рис. 5.1. Как видно из графика, положение коротковолновой границы зависит не от природы тормозящего слоя (т. е. атомного номера металла антикатода), а от кинетической энергии и массы быстролетящей заряженной частицы (электрона). [c.113]

Радиоактивный распад с испусканием р- и а-частиц приводит к изменению заряда ядра, т. е. к превращению исходного ядра в ядро другого элемента. В случае Р -распада атомный номер увеличивается на единицу, при р+-распаде уменьшается на единицу. В обоих случаях массовое число не изменяется. В результате а-распада атомный номер уменьшается на два, а массовое число—на четыре. Часто а- и р-распад ядер сопровождается электромагнитным излучением очень высокой энергии, которое называют у-излучением. Наличие 7-излучения свидетельствует, что первоначально в результате радиоактивного распада образуется ядро в возбужденном состоянии, которое переходит в основное состояние с испусканием у-квантов. а-, р- и у-излучения обладают высокой энергией, измеряемой сотнями тысяч и даже миллионами электрон-вольт. Для сравнения можно сказать, что энергия разрыва одной химической связи измеряется несколькими электрон-вольтами энергия, необходимая для удаления одного электрона из окружающей атом электронной оболочки, измеряется несколькими электрон-вольтами или небольшим числом десятков электрон-вольт. Поэтому каждая а- или р-частица или у-квант могут на своем пути произвести вполне ощутимые действия. Так, в газе, ударяясь о встречные атомы или молекулы, они способны выбивать из них электроны и превращать их в ионы. Поэтому электрическая проводимость газа становится на какой-то очень короткий промежуток времени больше, и если частица пролетела между электродами, то удается зарегистрировать прохождение тока ( вспышку проводимости). Если число распадающихся атомных ядер не превышает нескольких тысяч в секунду, то каждая вспышка может быть зарегистрирована отдельно (проводимость, возникшая в результате пролета одной частицы успеет упасть до малых значений перед пролетом следующей частицы) и тем самым можно сосчитать число актов радиоактивного распада. Это можно сделать и другим способом, поместив радиоактивное вещество в специальный раствор, содержащий какой-либо сцинтиллятор — вещество, молекулы которого под действием р-частиц начинают испускать свет. Естественно, что каждая р-частица может вызвать свечение не очень большого числа молекул сцинтиллятора, однако современные высокочувствительные фотоумножители позволяют регистрировать такие слабые вспышки, и по числу вспышек света можно определить число распавшихся радиоактивных атомов. [c.27]

Количество теплоты Внутренняя энергия Энтальпия Энергия Гиббса Теплоемкость Энтропня системы Число протонов, атомн номер Число нейтронов Массовое число Марса атома Магнетон Бора [c.206]

Интересно сопоставить изменение величин дефектов масс при увеличении атомного номера элемента и кривую кларков (см. рис. 11.1). Величина дефекта массы характеризует то количество энергии, которое выделяется при синтезе атомного ядра данного элемента из отдельных нуклонов — нейтронов и протонов. Как видно из рис. П.1, кривая дефектов масс имеет максимум в районе л<елеза, а у более тяжелых элементов дефект масс падает. В. И. Спицыным в 1938 г. было сформулировано следующее правило [1, с. 53] изменение величин кларков элементов с возрастанием атомных номеров в общем соответствует характеру изменений на кривой дефектов масс. Действительно, если наложить кривую кларков на кривую дефектов масс, то окажется, что обе эти кривые имеют сходный характер. Такое соответствие, несомненно, указывает на то обстоятельство, что более устойчивые элементы (больший дефект массы) имеют и большую распространенность (высокое значение кларка). [c.244]

Для отрыва последнего электрона от атомного ядра с зарядом 2 требуется затратить в раз больше энергии, чем для ионизации атома водорода. По расчету на грамм-атом эта энергия равна 313,6 2 ккал. Радиусы К-слоев в сложных атомах относятся друг к Другу, как обратные значения зарядов ядер, т. е. с возрастанием атомного номера элемента последовательно уменьшаются. Однако даже у наиболее тяжелых атомов они все еще в сотни раз превышают собственные размеры атомных ядер. [c.84]

Уровни энергии атомных орбиталей существенно зависят от порядкового номера элемента. Особенности кривых зависимости связаны с эффектами экранирования (рис. 1.11) и имеют большое значение при распределении электронов в атомах элементов, образующих последовательности в рядах и периодах периодической системы. [c.72]

Элемент, атомный номер Относительная атомная масса Конфигурация внешнего электронного слоя Атомный радиус, нм Ионный радиус, нм Энергия ионизации, эВ [c.102]

Характер заполнения орбиталей атомов К, Са, и Зс показывает, что энергия электронов зависит не только от заряда ядра, но и от взаимодействия между электропами. На рис. 11 показана зависимость энергии атомных орбиталей от порядкового номера элемента (логарифмическая шкала). За единицу энергии электрона принято значение 13,6 эВ (энергия электрона пенозбуждеиного атО ма водорода). Анализ рис. II показывает, что с уаеличениеу порядкового но мера эле мента Z энергия электронов данного состояния (1,5, 2 , 2/ и т. д.) уменьшается. Одпако характер этого уменьшения для электронов разных энергетических состояний различен, что выражается в пересечении хода кривых. В частности, поэтому при Л = 19 и 20 кривые энергии 45-электрона лежат ниже кривой энергии З -электрона, а при 2 =. 21 кривая энергии Зсг-электрона лежит ииже к(1Ивой 4/7-электрона. Таким образом, у калия и кальция заполняется 4х-орби аль, а у скандия 3 /-орбиталь. [c.27]

Избыток энергии возбужденных частиц идет на уиеличение энергии алектронов и энергии поступательного движения самих частиц, если частицы являются атомами. В остальных случаях, кроме того, увеличивается вращательная и колебательная энергия частиц. Во всех этих случаях существуют ограничения видов энергии и возможностей ее распределения между двумя продуктами реакции. Ограничения заключаются в следующем 1) сохраняется количество движения образующихся фрагментов, что определяет распределение энергии ностуиатбльного движения (обратно пропорционально массам), 2) сохраняется общий момент количества движения, а также его компоненты вдоль некоторых фиксированных осей , 3) сохраняется общий электронный момент количества движения и, наконец, 4) сохраняется электронный спин, хотя это последнее правило маловероятно для некоторых частиц, содержащих атомы с атомным номером выше 10. [c.342]

Рис. 12. Зависимость энергии ионизации атомои от атомного номера элемента

Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны (т.е. фотоны высокой энергии). Положение гамма-лучей в шектромаг-нитном спектре показано на рис. 5.3, ч. 1. Гамма-лучи можно обозначать символом о7- Ядра, испускающие такое излучение, не меняют ни своего атомного номера, ни массового числа. Гамма-излучение почти всегда сопровождает какое-ниб удь другое [c.246]

Третий вид бета-процесса — орбитально-электронный захват — заключается в захвате ядром электрона из внеядерной структуры атома и приводит к тем же самым изменениям ядра, что и испускание позитрона. Наиболее вероятен захват электрона ядром из находящегося в непосредственном соседстве от ядра АГ-слоя К-захват), но возможен захват из I- н УИ-слоев. Непосредственно обнаружить процесс электронного захвата более сложно, чем другие бета-процессы. Электронный захват (/(-захват) обнаруживается благодаря вторичным процессам, происходящим в атоме вследствие образования /С-вакансии. При заполнении Л -слоя электроном одного из выщележащих слоев (например, при Ь—/(-переходе) выделяется энергия Е —Е1), что приводит к излучению характеристических рентгеновых лучей, соответствующих атомному номеру 2—1 (т. е. номеру образовавшегося при /(-захвате элемента), либо к вылету электрона с одного из верхних слоев (так называемый эффект Оже). [c.401]

Радиоактивный распад с испусканием Р- и а-частиц приводит к изменению заряда яДра, т. е. к превращению исходного ядра в ядро другого элемента. В случае Р"-распада атомный номер увеличивается на единицу, при р+-распаде — уменьшается на единицу. В обоих случаях массовое число не изменяется, В результате а-распада атомный номер уменьшается на два, а массовое число — на четыре. Часто а- и р-распад ядер сопровождается электромагнитным излучением очень высокой энергии, которое называют у-излучением. Наличие 7-излучения свидетельствует, что первоначально в результате радиоактивного распада образуется ядро в возбужденном состоянии, которое переходит в основное состояние с испусканием у-квантов. а- и Р-Частицы, так же как и 7-излучение, обладают высокой энергией, измеряемой сотнями тысяч и даже миллионами электронвольт. Для сравнения можно сказать, что энергия разрыва одной химической связи измеряется несколькими эВ энергия, необходимая для удаления одного электрона из окружающей атом электронной оболочки, измеряется несколькими эВ или небольшим числом десятков эВ, Поэтому каждая а- или р-частица или у-квант могут на своем пути произвести вполне ощутимые действия. Так, в газе, ударяясь о встречные атомы или молекулы, они способны выбивать из них электроны и превращать их в ионы. Поэтому газ становится на какой-то очень короткий промежуток времени более электропроводным, и если частица пролетела между электродами, то удается зарегистрировать прохождение тока ( вспышку электропроводности). Если число распадающихся атомных ядер не превышает несколько тысяч в секунду, то каждая вспышкй может быть зарегистрирована отдельно (электропроводность, возникшая в результате пролета одной частицы успеет упасть до малых значений перед пролетом следующей частицы) и тем самым можно считать число актов радиоактивного распада. Это [c.23]

Рис. 49. Заоисимость энергии стабилизации в октаэдрическом поле от атомного номера редкоземельного элемента

Тем не менее даже на этом этапе развнтия периодического закона оставался неясным физический смысл явления периодичности, т. е. констатировался сам факт периодического изменения свойств элементов, но не было понятно, почему при монотонном возрастании атомного номера свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. И только на третье.м этапе, с развитием квантово-механической теории электронного строения атома, стало возможным вскрыть физический смысл периодического закона. Выяснилось, что сущность периодичности заключается в существовании предельной емкости электронных слоев и в периодическом возобновлении сходных валентных электронных конфигураций на все более высоком энергетическом уровне в результате наложения квантово-механического принципа Паули на классический принцип наименьшей энергии в атомной системе. [c.7]

Кюрий и кюриды — элементы второй семерки актиноидов. Получение новых тяжелых элементов представляет собой сложную задачу, причем сложности возрастают по мере увеличения атомного номера элемента. Это объясняется тремя основными причинами. Во-первых, концентрация исходных элементов, ядра которых необходимо подвергать бомбардировке, очень невелика и, соответственно, вероятность попадания частицы-снаряда в ядро-мишень также мала. Во-вторых, все тяжелые элементы склонны к реакции деления под воздействием нейтронов, что уменьшает выход ожидаемого элемента. В-третьих, для получения тяжелых трансурановых элементов возникает необходимость использования в качестве бомбардирующ,их частиц не только нейтронов и ядер гелия, но и более массивных ядер (углерода, азота и т. д.), а их разгон до необходимых энергий, в свою очередь, требует создания все более мощных ускорителей. К тому же период полураспада новых элементов становится все меньше, что также осложняет их выделение, идентификацию и изучение свойств. Все это и привело к тому, что за первые 24 года (1940—1964) были синтезированы 12 тяжелых элементов, а за последнее время — только 4. [c.446]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология