Лантаниды электронное строение

Положение лантанидов в периодической системе обсуждалось ранее (стр. 11). Электронное строение указано в табл. 31.1, там же приведены электронные конфигурации различных образуемых лантанидами ионов. Не все эти электронные конфигурации установлены с достаточной надежностью вследствие большой сложности электронных спектров этих атомов и ионов, а также из-за трудностей анализа. [c.502]

Некоторые лантаниды встречаются и в других состояниях окисления, хотя эти состояния всегда менее устойчивы, чем состояние, характерное для группы. Наличие состояний окисления И и IV в какой-то мере можно связать с электронным строением, если предположить, что вакантная, заполненная наполовину и заполненная полностью /-оболочки обладают особой устойчивостью. Такое же явление (хотя и в меньшей степени) наблюдается в обычных рядах переходных элементов (особенно у Мп ) и для потенциалов ионизации первого короткого периода (ср. рис. 7.1). Так, 5с, У и Ьа образуют только ионы М +, поскольку удаление у них трех электронов приводит к образованию конфигурации инертного газа. Ьи и 0с1 также образуют только ионы М +, но уже потому, что эти ионы имеют устойчивую конфигурацию 4/ и 4/ соответственно. В условиях химических реакций все пять перечисленных элементов теряют не менее трех электронов, так как ионы М + и М+ имели бы значительно больший радиус, чем ионы М +. [c.503]

Электронное строение. Сравнение с лантанидами [c.527]

Элементы всех остальных побочных групп имеют один или несколько электронов на нижнем -уровне, а лантаниды и актиниды на /-уровне. Все они имеют невысокие потенциалы возбуждения последних линий, которые расположены в ультрафиолетовой области, а у некоторых элементов — в видимой области спектра (Сг, и и W и др.). Строение атомов лантанидов и актинидов отличается от атомов других элементов тем, что частично заполненный уровень (4/ или 5/) относится к глубокой внутренней оболочке. [c.46]

Слоистое в энергетическом отношении строение а/гао. ов, обнаруживающееся в структуре рентгеновских спектров, как уже упоминалось, очень важно для правильного понимания природы главных групп периодической системы. Знакомство с этим строением в той мере, в какой оно отражается в тонкой структуре рентгеновских/спектров, обнаруживающей подразделение отдельных электронных оболочек, позволяет понять также и особенности строения побочных подгрупп периодической системы, включая и группы лантанидов и актинидов. [c.259]

На основании данных Хунда, относящихся к 1926—1926 гг., предполагалось, что у лантанидов достраивается слой 4f, причем слои Ы и б5 сохраняют ту же конфигурацию, что у лантана, т. е. что эти элементы имеют по два электрона на уровне 6 в слое 5 и по одному электрону на уровне 5 в слое й. Таким образом, общая формула строения лантанидов принималась 4/"5а б52, где п менялось от 1 до 14 при переходе от церия к лютецию. В настоящее время на основании исследования спектров испускания установлено, что на слое Ы электроны имеются только у трех элементов этой группы — у лантана, гадолиния и лютеция [636]. Строение электронных оболочек скандия, иттрия, лантана и лантанидов показано в табл. 27, причем для уровней К, Ь, М (или 1, 2, 3) число электронов дано суммарно, а для уровней Л/, О й Р (или 4, 5 и 6), характерных для рассматриваемых элементов, число электронов приводится для каждого слоя отдельно. [c.233]

СТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБОЛОЧЕК СКАНДИЯ, ИТТРИЯ. ЛАНТАНА И ЛАНТАНИДОВ [c.234]

В главе VI уже указывалось, что актиниды рассматриваются как аналоги лантанидов. Строение атома актинидов характеризуется достройкой слоя 5/ (у лантанидов достраивается слой 4/). Современные работы по изучению спектров поглощения этих элементов подтверждают эту аналогию. Однако более низкие значения энергии связи 5 f-электронов по сравнению с энергией связи 4 f-электронов обусловливают и определенные различия в свойствах лантанидов и актинидов, проявляющиеся, в частности, в появлении высших (выше 4) валентных состояний и в большей их устойчивости. Для урана, плутония, нептуния и америция характерна высшая валентность 6, тогда как следующие за америцием кюрий и берклий не проявляют валентности выше 4 для калифорния известна только валентность 3, так же как н для актиния [624]. [c.349]

Редкоземельные (лантаниды) и трансурановые трехвалентные (актиниды) элементы обладают очень близкими между собою свойствами вследствие того, что в них происходит заполнение 4f и 5/ электронных оболочек, и строение наружных электронных оболочек, принимающих участие в химических связях, не изменяется от элемента к элементу. Размеры их ионов также оказываются близкими. Поэтому разделение их обычными химическими методами оказывается очень трудным и осуществляется хроматографическими методами с применением ионообменных смол. [c.402]

Па основании 1 сего сказанного, а также спектроскопии и, ТЬ, Ан1 можно сделать вывод о строении электронных обо.ючек атомов А., сопоставив это строение с данными для лантанидов. Совокупность дап)1ых [c.51]

Гафний. Гафний непосредственно следует за лантанидами. До появления теории строения атомов элемент с порядковым номером 72 искали в редкоземельных минералах. Но из теории строения атомов следовало, что достройка третьего (снаружи) электронного слоя у редкоземельных металлов заканчивается на элементе с порядковым номером 71 элемент с порядковым номером 72 должен по строению атома быть сходным уже не с редкоземельными металлами, а с титаном и цирконием. После этого гафний незамедлительно и был открыт при помощи рентгеноспектрального анализа в циркониевых рудах. [c.672]

Атомы их имеют в наружном и ближайшем к нему слоях почти одинаковое число электронов, что и обусловливает сходство между данными элементами. Атомы лантанидов отличаются друг от друга лишь строением глубже лежащего, третьего электронного слоя, считая от внешнего. Этот третий слой у большинства атомов лантанидов является незаполненным и достраивается с увеличением порядковых но,-меров. Ввиду сходства с лантаном лантаниды должны находиться с ним в одной клетке таблицы. Для удобства они помещаются вне таблицы, а в клетке отмечаются лишь их порядковые номера. [c.69]

Причиной такого большого сходства свойств лантанидов обычно считают то, что эти элементы имеют одинаковое строение внешних электронных 6 - и 5с -орбит. Это происходит потому, что с Ьа начинают заполняться 4/-орбиты, которые находятся в глубине атома. Эти орбиты очень хорошо экранируются внешними электронами, так что изменение числа 4/-электронов почти не влияет на химические свойства атома. Присоединяемые электроны не становятся валентными электронами в химическом смысле — они не могут ни обобщаться с электронами других атомов, ни теряться с образованием положительных ионов. [c.613]

Особенность строения атомов лантанидов состоит в том, что в них происходит достройка внутренней электронной оболочки Af, в то время как оболочки 5з, 5р и бз заполнены. В связи с этим все лантаниды схожи по своим химическим свойствам. Наиболее характерная их валентность—три. [c.141]

Деление лантанидов на две грунны — цериевую (от Ьа до Ей) и иттриевую (от 0с1 до Ьи) — вначале основывалось на нахождении этих земель в различных минералах. Позже оно было подтверждено некоторым отличием химических и физических свойств (растворимость солей, парамагнетизм и др.). После развития теории строения атомов это деление нашло глубокое обоснование в электронных конфигурациях (табл. 4). [c.26]

Опыт показал, что заполнение 4/-оболочки в шестом периоде начинается сразу после лантана и продолжается до лютеция. В результате 14 редкоземельных элементов, атомы которых различаются лишь строением третьей снаружи электронной оболочки, весьма близки по химическим свойствам и все похожи на лантан. Отсюда и возникло название для этих 14 элементов — лантаниды или, как предложил советский ученый С. А. Щукарев, лантаноиды. Лишь после лантанидов, начиная с гафния, происходит наслоение 5с -электронов. [c.150]

Магнитный момент таких атомов и пропорциональная квадрату магнитного момента величина, называемая парамагнитной восприимчивостью, определяются электронной структурой. Поэтому исследование поведения ионов и атомов в магнитных полях может дать сведения о строении электронных оболочек. Особенно удобным оказалось исследовать таким образом свойства трехвалентных ионов лантанидов. В самом деле, при образовании трехвалентных положительных ионов лантанидов отрываются три электрона с пятой (5 ) и шестой (б ) оболочек, а во всех оболочках, кроме четвертой, имеется четное число электронов, причем половина электронов имеет спин + /2, а половина — /2, так что суммарный спин равен нулю. Поэтому магнитные свойства всего иона в целом определяются только строением /-слоя четвертой электронной оболочки — числом /-электронов и величиной их суммарного спина. [c.158]

На основании всего сказанного, а также спектроскопии урана, тория, америция можно сделать вывод о строении электронных оболочек атомов актинидов, сопоставив это строение с данными для лантанидов. [c.159]

Спектры испускания атомов редкоземельных элементов характеризуются весьма большой сложностью и очень большим числом спектральных линий. Эта сложность спектров редких земель обусловлена сложностью строения электронной оболочки их атомов. В ряду лантанидов (1 = 58—71), начинающемся после лантана (2 = 57), идет последовательное заполнение внутренней 4/-оболочки. Для спектров редких земель, как и для спектров актинидов, характерно появление наряду с атомными также и ионных линий при возбуждении спектра в дуговом источнике света, что связано с относительно небольшой величиной потенциалов ионизации их атомов ). [c.266]

Как указывалось в гл. 3, интенсивное исследование самых тяжелых элементов показало, что группа элементов, похожая на группу лантанидов, начинается с актиния. В этой главе будет рассмотрено строение электронных оболочек актинидных элементов и их соединений. [c.116]

Строение электронных оболочек газообразных атомов актинидов и лантанидов [c.118]

В длинных периодах системы Менделеева, включающих так называемые вставные декады, содержится по десять элементов, у которых число электронов в наружной оболочке равно двум (два -электрона) и которые различаются лишь числом -электронов во второй снаружи оболочке. Такими элементами являются, например, элементы от скандия до цинка или от иттрия до кадмия. Вторая снаружи оболочка играет меньшую роль в проявлении химических свойств, чем наружная оболочка, ибо связь электронов наружной оболочки с ядром слабее, чем во второй снаружи. Поэтому элементы, в атомах которых наружные оболочки построены одинаково и различны лишь вторые снаружи оболочки, гораздо меньше различаются друг от друга по химическим свойствам, чем элементы с различным строением наружных оболочек. Так, все элементы вставных декад , образующие в совокупности так называемые побочные подгруппы основных восьми групп менделеевской системы, являются металлами все они характеризуются переменной валентностью. В шестом периоде системы Менделеева, кроме вставной декады , имеются ещё 14 следующих за лантаном элементов, у которых различие в строении электронных оболочек проявляется лишь в третьей снаружи электронной оболочке (идёт заполнение /-мест в четвёртой оболочке при наличии заполненных мест Эти элементы (лантаниды) на- [c.23]

Примечание . Ряд переходных металлов (Сг, Мп, Ее, Со) с сильно связанными неспарснными внешними За -электронами, а также лантаниды и актиниды с неспаренны.чи электрона.ми глубинных 4/- и 5/-оболочек с повышением температуры испытывают магнитные переходы в последовательности ферромагнетная - антифер-ро.магнигная - парамагнитная фаза. 2. В скобках дан прогноз переходов, основанный на закономерностях электронного строения металлов [4]. [c.35]

Анализ показал, что возможно ограничиться рассмотрением шести различных типов АЦ [42, 44] (табл. 1). Центры, представленные в табл. 1, отличаются составом ближайшего лиганд-ного окружения связи Nd- . У центров типа I максимальное количество атомов хлора, а у центров VI - углеводородных радикалов. Конечно, связь Nd-R, скорее всего, в таком виде (табл. 1) не существует, а стабилизируется за счет координации молекул ароматического растворителя либо за счет образования слабых мостиковых связей при взаимодействии Nd-R с AIR3. Для каждого типа АЦ были проведены квантово-химические расчеты геометрического и электронного строения пяти возможных изомерных структур (табл. 1, рис. 5), отличающихся между собой способом связывания концевого звена растущей полимерной цепи с атомом лантанида [42, 44]. Для АЦ I-V типов энергетически выгоднее л-структуры относительно о-структур. При этом, при переходе от I к V типу АЦ различие в энергиях между п- и а-структурами снижается с 44.8 до 13.9 кДж/моль. Для VI типа АЦ более выгодной является о-структура. [c.314]

В V периоде элемент IV группы — цирконий — непосредственно следует за элементом П1 группы —. иттрием, а в VI пер1Иоде между элементом III группы — лантаном — и элементом IV группы — гафнием — вклиии-вается длииный ряд лантанидов. У лантанидов происходит достройка электродами третьего снаружи электронного слоя. С возрастанием за1ряда атомного ядра у них электронные оболочки все более стягиваются к ядру, и радиус атома уменьшается (табл. 13). Из-за этого, и у элементов, следующих за лантанидами, атомные радиусы оказываются относительно малым и близкими к атомным радиусам соответствующих элементов V периода. Сходство строения атомов здесь дополняется близостью. их радиусов. Поэтому и по химическим свойствам элементы цирконий и гаф,ний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам и т. д. оказываются попарно чрезвычайно сходными. [c.152]

Свойства элементов и их соединений. Галлий, инднй, таллий, как и лантаниды, относятся к III группе Периодической системы Д. И. Менделеева. Они находятся в главной подгруппе и являются аналогами алюминия. В основном электронном состоянии атомы этих элементов имеют строение внешних электронных оболочек Три электро- [c.212]

В последнее время считают, что три элемента, стояпще 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. И, 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]

Некоторые из возникавших трудностей были устранены с развитием теории строения атомов. Однако и в настоящее время при обсуждении строения системы элементов возникают разногласия по отдельным вопросам главная и дополнительные подгруппы 3-й группы, актиниды как аналоги лантанидов и др. В известной степени эти дискусстии связаны с нечеткостью тех главных критериев, которые должны быть положены в основу того или иного варианта системы за основной критерий принимается то характер заполнения электронами соответствующих подуровней в атоме, то химические свойства простых веществ или образуемых рассматриваемыми элементами соединений. Однако и в том и в другом случае задача оказывается не столь простой. На рис. 8 приведен один из вариантов системы (длинная форма), предложенный американскими учеными [4] , по своей форме напоминающий Опыт системы элементов Д. И. Менделеева, где содержится попытка отразить взаимосвязь основных типов элементов. Здесь это делается с учетом строения атомов. Характер заполнения электронами энергетических подуровней в атомах лежит также в основе таблицы, предложенной Линдером [6] и другими авторами. [c.91]

В faбл. 6 представлено строение электронных оболочек или предполагаемое строение газообразных атомов актинидов. Для сравнения подобные сведения да- ил и для лантанидов. В скобках приведены предполагаемые структуры. [c.117]

Как указано в табл. 6, четырнадцать 4/-элекТроноЕ добавляются в группе лантанидов, начиная с церия (2 = 58) и кончая лютецием (2 = 71) а в группе актинидов четырнадцать 5/ электронов также добавляются, начиная с тория (2 = 90) и кончая лоуренсием (2=103). В случае актиния, тория, урана и америция сведения строении оболочек были получены из анализа сиектро скопических данных, полученных при измерении эмиссионных линий нейтральных и заряженных газообразных атомов. Представление о строении оболочек протакти- [c.117]

В группу редкоземельных элементов, нлл лантанидов (лантаноидов), входят 14 элементов церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций. По числу входящих в нее элементов и по своеобразию их свойств эта группа занимает особое положение в неорганической химии. Весьма интересна и увлекательна даже история открытия входящих в нее элементов, охватывающая почти полтораста лет (церий был открыт в 1803 г., прометий — в 1942—1947 гг.), включающая непрерывное последовательное обнаружение новых элементов в ранее казавшихся индивидуальными препаратах. Лишь исследование Мозли впервые позволило точ ю установить, что эта группа включает 14 элементов, и только достижения в области атомной энергетики позволили искусственным путем действительно получить неоднократно до того открываемый и получивший название, но не встречающийся в природе 61-й элемент — прометий. Изучение электронной структуры атомов элементов показало,что для лантанидов характерно заполнение внутренней 14-электрониой /-оболочки, в соответствии с чем для структуры атомов этих элементов характерны состояния от (церий) до (лютеций). Своеобразия строения электронных [c.162]

Магнитный момент таких атомов и пропорциональная квадрату магнитного момента величина, называемая парамагнитной восприимчивостью, определяются электронной структурой. Поэтому исследование поведения ионов и атомов в магнитных полях может дать свадения о строении электронных оболочек. Особенно удобным оказалось исследовать таким образом свойства трехвалентных ионов лантанидов. В самом деле, при образовании трёхвалентных положительных ионов лантанидов отрываются три электрона с пятой (5й) и шестой (6 2) оболочек, а во всех оболочках, кроме четвертой, имеется четное число электронов, причем половина электронов имеет спив- - /2> половина — о сум- [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология