Элементы переходные электронное состояние

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]

Химическая связь в соединениях переходных элементов осуществляется электронами пз- и (п—1 ) -орбиталей причем орбитали в состоянии насыщения (полностью ненасыщенной), (наполовину насыщенной), (насыщенной) обладают повышенной устойчивостью. Изменения в строении предвнешнего (п—1)й- [c.489]

У переходных -металлов металлическая связь осуществляется в основном валентными п -электронами. Средняя концентрацяя коллективизированных электронов (электронов проводимости) колеблется от одного до двух на атом. По этой причине -элементы в свободном состоянии — типичные металлы. Они достаточно электропроводны, теплопроводны, пластичны, имеют плотнейшие кристаллические решетки (табл. 17.32). Однако по многим другим свойствам переходные металлы существенно отличаются от [c.492]

Атомы переходных элементов в валентном состоянии содержат наряду с - и р- также и -электроны. Участи -электронов в гибридизации повышает [c.43]

Поскольку активированные угли характеризуются наиболее широким спектром электронных состояний атома углерода по сравнению с другими переходными формами углерода, можно считать, в первом приближении, что данные о поверхностных химических соединениях активированных углей дают наиболее общую картину химии поверхности углеродных материалов. Разорванные связи на поверхности угля могут связывать целый ряд элементов (азот, галогены, серу, кислород) с образованием прочных поверхностных соединений. В обзоре приведена краткая сводка химических методов идентификации различных поверхностных фупп. На рис.1 представлены различные типы функциональных поверхностных фупп, обсуждавшихся в литературе. [c.16]

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]

Спектры поглощения. Одна из характерных особенностей переходных элементов заключается в том, что они дают окрашенные соединения. Поглощение в видимой и ультрафиолетовой областях (10 000—50 000 см- ) соответствует изменению энергии электронов и является важным источником информации об электронных состояниях. На рис. 4.10 приведен пример спектра поглощения, причем по горизонтальной оси отложены частоты колебаний v (вместо них можно воспользоваться вол- [c.228]

Третьим типом окрашенных соединений являются соединения переходных металлов и элементов с /-электронами эти вещества обычно окрашены во всех физических состояниях. Основной причиной окраски является наличие неспаренных электронов, т. е. пустых или наполовину заполненных орбит в и / квантовых оболочках. Здесь мы ограничимся рассмотрением соединений переходных металлов первого переходного периода. Для ионов переходных металлов существенны два типа электронных процессов — с1—( -переходы и переходы с переносом заряда. В с1— -переходах электрон переходит с одного ( -уровня на другой, очень часто с уровня на уровень йу. (Именно поэтому положение максимумов поглощения существенно для теории таких ионов (см. стр. 168.) Такие переходы, строго говоря, запрещены они вообще появляются только вследствие возмущающих влияний. По- [c.341]

Корреляция с концентрацией валентных электронов (квэ), впервые предложенная Бильцем [53], позволяет предположить, что Тс зависит от общего числа валентных электронов (электроны вне заполненной оболочки), переходного элемента и углерода (или азота). Карбиды и нитриды с кристаллической структурой 51 и квэ, равной 8, имеют Тс менее 1 К с квэ 9 — высокие Тс (ЮК) и с квэ, близкой к 10, — очень высокие Тс (>10 К) [55]. Эта зависимость позволяет предположить, что карбиды металлов одной группы должны иметь сверхпроводящие свойства, аналогичные сверхпроводящим свойствам нитридов металлов предыдущей группы. Следовательно, стехнометрические карбиды Nb и ТаС, и нитриды ZrN и HfN имеют сравнимые Тс. Такая же корреляция, очевидно, имеет место и для Не, и многих других параметров, которые характеризуют сверхпроводящие свойства. Успешное применение этой закономерности, вероятно, можно объяснить тем, что плотность электронных состояний, как это показывают измерения Y, также хорошо коррелирует с квэ. Более подробно корреляция между электронной структурой и квэ рассматривается в гл. 8. [c.232]

И состояние 4з заполняется раньше, чем Зс . Таким образом, в электронной структуре всех трех переходных рядов элементов всегда наблюдается запаздывание на один подуровень, а в структуре редкоземельных элементов отставание еще больше. Третий переходный ряд начинается с лантана — 57-го по порядку элемента с электронной конфигурацией атома.. . 65 5 церий, следующий после лантана,— первый из 14 элементов, в которых заполняется /-подуровень. Так как /-электроны впервые появляются в четвертой оболочке, 4/-подуровень до этих пор оставался не занятым. Электронная формула церия должна быть.. . б5 5 4/ , но на самом деле 5 -электрон переходит в /-состояние, и конфигурация получается 6з 4/ . В электронной структуре/-элементов наблюдаются отставание на два подуровня. Такой неожиданный порядок заполнения электронных состояний объясняется расщеплением 96 [c.96]

По-видимому, лигандов первого класса несколько больше, но в общем хелатообразующих лигандов обоих типов чрезвычайно много. Надо заметить, что в этой классификации предполагают, что все координационные связи-ковалентные и что электронная плотность может смещаться как к атому металла, так и от него. Как будет видно из дальнейшего, не всегда целесообразно трактовать координационную связь как ковалентную, иногда ее следует рассматривать как результат чисто электростатического взаимодействия. Кроме того, в представленной выше классификации один и тот же лиганд может относиться к нескольким видам, что в некоторой мере снижает ее значение. Действительно, вид, к которому относится данный лиганд, зависит от особенностей центрального атома металла, а в некоторых случаях даже от природы других лигандов, связанных с тем же атомом металла. Легко увидеть, как возникает первая из этих ситуаций. Лиганд, принимающий участие в обратной дативной я-связи (М — с атомом металла, например с N1 , НЬ или Р1 , не может образовать подобные связи с Т , Мо и некоторыми другими атомами, поскольку последние вообще не способны образовывать я-связь по этому механизму. Далее, некоторые центральные атомы металла способны к образованию иного типа я-связи, а именно я-связи лиганд — металл (Ь М) . Первые элементы в ряду переходных металлов, в особенности в их высших окислительных состояниях, попадают в этот разряд. Последние элементы переходных металлов в низшем окислительном состоянии не образуют таких связей. [c.392]

Прежде чем применить диаграмму энергетических уровней для предсказания или интерпретации спектра октаэдрических комплексов ионов сР, например иона [V , необходимо познакомиться с квантовомеханическим правилом отбора, которое запрещает электронные переходы между состояниями с различной спиновой мультиплетностью. Это значит, что в нашем случае возможны только три перехода — из основного состояния (F) в три возбужденных триплетных состояния и (Р). В принципе, за счет слабого спин-орбитального взаимодействия могут происходить переходы, запрещенные по спину, т. е. переходы между уровнями с различной спиновой мультиплетностью однако интенсивность соответствующих им полос на несколько порядков меньше интенсивности полос для переходов, разрешенных по спину, и такие полосы обычно не наблюдаются. В спектре поглощения иона [V (НпО)б1 + экспериментально обнаружены три полосы, соответствующие энергии 17 ООО, 25 ООО и 38 ООО см . При помощи диаграммы энергетических уровней, построенной аналогично диаграмме рис. 26.13 с учетом точных значений энергии различных состояний для свободного иона V ", можно обнаружить, что при А =21 500 слГ должно быть три перехода с энергиями 17 300, 25 500 и 38 600 см . Как видно, этот вывод очень хорошо согласуется с экспериментом. Однако подобное совпадение с опытом получается не во всех случаях. Для высокоспиновых комплексов металлов первого ряда переходных элементов в обычных состояниях окисления иногда приходится несколько изменять истинные значения энергии состояний свободного иона. Такая процедура будет описана в разд. 26.11. [c.67]

Если бы мы опирались при характеристике железа только на соединения, в которых железо двухвалентно, мы должны были бы отнести железо к числу очень резко выраженных металлов и констатировать ближайшее сходство железа с магнием. Перейдя в трехвалентное состояние, железо с утратой еще одного валентного электрона утрачивает и резко металлический характер и приближается по свойствам уже к элементу, переходному от металлов к неметаллам — алюминию. Наконец, в шестивалентном состоянии железо утрачивает все черты металла и выступает как резко выраженный неметалл в этом состоянии оно ближе всего напоминает шестивалентную серу. [c.702]

Понятно, что акцепторами являются ионы и атомы с большим сродством к электронам (большой электроотрицательностью), имеющие вакантные орбитали, т. е. главным образом атомы последних элементов переходных рядов и атомы неметаллов, и особенно атомы тех же элементов в высоких положительных валентных состояниях и положительные ионы, например ри, Р1 , Р1 +, Ре +, Ag+ и т. д. Лигандами, наоборот, могут быть электронейтральные молекулы и отрицательные ионы, играющие роль доноров свободных или неподеленных электронных пар, и иногда — молекулы, не имеющие таких пар, но построенные с участием л-свя-зей, которые также как бы играют роль свободных (вернее, полусвободных) электронных пар. В каждом лиганде имеется один или несколько донорных атомов, если это не я-лиганд, в котором донором является сама я-связь между двумя атомами углерода. Донорные атомы — это атомы неметаллов, превратившиеся в исходном соединении в отрицательные ионы или в отрицательно поляризованные атомы. Вследствие этого они приобретают нуклеофильные свойства. Типичные донорные элементы [c.20]

В первом внутреннем переходном ряду общей для всех элементов является степень окисления +111. Это соответствует участию в образовании связи бз -электронов и одного М-электрона или, если М-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 а у второго подуровень / полностью заполнен [c.132]

Эффект электронного КР не ограничивается случаем лантаноидов. Для молекул гексафторидов некоторых переходных металлов наблюдающиеся низколежащие электронные уровни отстоят от основного состояния на несколько тысяч обратных сантиметров. Электронное ХР на переходах между основным и первым возбужденным электронным состояниями разрешено, поскольку оба состояния возникают обычно из одной и той же электронной конфигурации и, следовательно, имеют одинаковую четность. Электронные переходы в КР для системы с беспорядочно ориентированными частицами характеризуются специфическими правилами, касающимися степени деполяризации наблюдаемых линий. Электрические дипольные переходы между уровнями в этих беспорядочно ориентированных системах не поляризованы, поэтому эффект электронного КР может иметь важное значение для определения электронной структуры ряда соединений переходных элементов. Показано [18], что существуют довольно строгие зависимости между поляризационными свой- [c.142]

Гамильтониан для ионов в твердой фазе отличен от гамильтониана для свободного иона. Электроны центрального иона переходного элемента или иона лантанида будут находиться в электростатическом поле зарядов ближайшего окружения. Такое окружение иногда аппроксимируется точечными зарядами, и расчет проводится исходя из потенциала, который такие заряды создают в месте нахождения й- или /-электронов рассматриваемых ионов. Потенциал кристаллического поля Ясг оказывает малое возмущение на ионы лантанидов, находящихся в твердой фазе, т. е. член спин-орбитального взаимодействия в гамильтониане больше, чем Нс , и I остается хорошим квантовым числом. Обратное положение наблюдается для ионов переходных металлов в этом случае Яср рассматривают уже как значительное возмущение свободного иона, и ] уже не является хорошим квантовым числом. В данной главе существенным аспектом теории кристаллического поля и теории поля лигандов является не точный расчет электронных состояний, а скорее тип симметрии кристаллического поля в месте расположения ионов. Окружающие ионы могут быть расположены таким образом, что элементом высшей симметрии является ось вращения четвертого порядка в направлении 2. Теперь удобно соотнести рассмотрение электронных состояний и т. п. к этой оси. Используя терминологию квантовой механики, эту ось можно рас- [c.98]

Важнейшим проявлением специфики электронного строения и вытекающих отсюда химических свойств платиновых элементов является их склонность к образованию комплексных соединений. Элементы-металлы других групп периодической системы, особенно поливалентные элементы переходных рядов, также дают комплексные соединения той или иной устойчивости практически со всеми известными лигандами. Спецификой комплексных соединений платиновых элементов и прежде всего наиболее изученных комплексов платины и палладия является высокая прочность ковалентной связи, обусловливающая кинетическую инертность этих соединений. Последнее даже делает невозможным определение обычными методами такой важной характеристики комплекса, как его /Сует- Обмен лигандами внутри комплекса и с лигандами из окружающей среды также затруднен. Это позволяет конструировать, например, октаэдрические комплексы платины (IV), в которых все шесть лигандов различны. Такие системы могут существовать без изменения во времени состава как в растворах, так и в твердом состоянии. Мы уже отмечали, что, напротив, осуществить синтез столь раз-нолигандмых комплексов для элементов-металлов, образующих пре- [c.152]

Не менее интересно рассмотреть переходную облас гь между /- и /-металлами. Лютеций и лоуренсий, завершающие ряд лантаноидов и актиноидов, имеют валентно-электронную конфигурацию (п—2)/ (п—1)с1 п5 . Предыдущие элементы иттербий у элемент 102 также имеют завершенную /-электронную оболочку (п — —2)/ я5 а электроны на п—1)с(-уровне отсутствуют. В соответствии с электронным строением отмеченные 4 элемента в основном состоянии, строго говоря, не могут быть отнесены к /-элементам, поскольку сформированный / -электронный слой обладает повышенной стабильностью и во взаимодействии может не участвовать. Действительно, для иттербия, например, весьма характерны производные со степенью окисления +2, а для лютеция и лоур( нсия, как и следовало ожидать, 4-3. В то же время иттербий в стегени окисления + 3 выступает как типичный /-элемент. Таким образом, на границе между /- и /-элементами наблюдается такая же двойственность в поведении, как и у элементов подгруппы мед и цинка при переходе от /- к 5р-металлам. [c.368]

Для адиабатической реакции может потребоваться сохранение других квантовых чисел в зависимости от того, сохраняют ли они какое-либо значение при переходе от реагентов через переходное состояние к продуктам. Например, для обеспечения адиабатической корреляции реагентов и продуктов в линейном обмене атома с двухатомной молекулой (A-j-B—С А—В-)-С) необходимо сохранение как орбитального момента электрона, так и спина. В более общем случае, когда молекулярная сим-1Метрия ниже, можно определить только все элементы (или даже некоторые) симметрии электронных состояний реагентов, проходящих через переходное состояние к продуктам. Эти принципы хорошо применимы к реакциям атомов и малых мо- [c.155]

Правильнее рассматривать не заполнение электронных состояний атомов, а электронных зон. В ряде работ показано, что энергия образования сплава переходных элементов определяется в первую очередь /-зоной, ее смещением при образовании сплава и ее деформацией. Эти характеристики существенно зависят от положения компонентов в таблице Менделеева и прежде всего от заиолненности /-оболочек. [c.652]

К П. относят нек-рые газы (напр., О , N0), щелочные и щел.-зе. .. металлы, нек-рые металлы переходных групп с незаполненными или /-электронными оболочками, сплавы этих металлов, хим. соед, переходных металлов, их водные р-ры, твердые р-ры переходных элементов в диамагнитных матрицах, а также своб. радикалы, бирадикалы, молекулы в триплетных электронных состояниях. В парамагнитное состояние переходят антиферро-, ферри- и ферромагнетики при т-рах выше т-р соответствующих фазовых переходов. [c.445]

Для трех ферромагнитных элементов первого ряда переходных металлов электронная конфигурация приведена в табл. 16.3. Из таблицы видно, что у изолированных атомов всех этих элементов в основном состоянии 45-уровни полностью укомплекто- [c.141]

Активными проводниками идей, объясняющих каталитическую активность металлов и сплавов посредством i-электро-нов, выступили Дауден [168], Эли и Купер [169] и другие химики [152]. Они считают, что переходные элементы в кристаллическом состоянии имеют особую электронную структуру. Часть электронов из d-оболочек переходит в зону проводимости, и возникает обмен между d- и внешней s-оболочками, чему способствует совсем незначительная затрата энергии. Например, переход палладия из основного состояния в d-состояние [c.242]

Характерная особенность связей второго типа состоит в том, что их образование сопровождается взаимным переносом электронов рассматриваемыми атомами. Распределение образующих связь электронов между двумя атомами зависит от конкретных электронных состояний, участвующих в образовании связи, и от значений электроотрицательности соответствующих элементов. Наиболее слабые взаимодействия, приводящие к образованию связи, наблюдаются в комплексных соединениях переходных металлов, где взаимодействие осуществляется между -электронами иона металла и S- или / -электронами, локализованными на донорном атоме лиганда. В качестве примеров можно привести следующие комплексы [Со еп)з]з+, [Fe(dipy)3] +, [№]з- [Сг(Сг04)з] - и т. д. Изучение спектроскопических и магнитных свойств этих комплексов позволило установить, что комплексообразование вызывает изменения состояния -электронов иона металла и частичное изменение электронного состояния рассматриваемой молекулы лиганда, однако электроны остаются, по существу, локализованными на индивидуальных частицах, которые образуют комплекс. Наиболее сильные взаимодействия, приводящие к возникновению связи, наблюдаются в случае атомов с частично заполненными s- или р-под обол очками. Примерами таких молекул могут служить Нг, Н2О, СН4, СбНб и др. [c.40]

Большинство ионных соединений образуются путем объединения элементов, расположенных у противоположных концов периодической таблицы. Обычно это окислы, сульфиды или галогениды электроположительных металлов, подобных металлам I, П и П1 групп или переходных элементов. Свинец в состоянии окисления + П также образует более или менее ионные соли, равно как и большие оксо-анионы— IO7, С0 ", N0 и др.— образуют ионные соли со многими ионами металлов. Основные требования при образовании ионных соединений, т. е. таких твердых тел, которые состоят из множества положительных и отрицательных ионов, удерживаемых вместе почти исключительно кулоновскими силами между противоположно заряженными ионами, заключаются в том, что атомы металла должны иметь относительно низкий потенциал ионизации, а атомы неметаллов или радикалы — сравнительно высокое сродство к электрону. Вообще сродство к электрону [c.51]

В простых соединениях переходных элементов два электрона на атомной ns-орбитали обычно принимают участие в образовании валентных связей поэтому степень окисления атома переходного элемента минимальна и равна П. Кроме того, в образовании связей могут участвовать электроны (п—1) -орбиталей. Так, атом марганца, конфигурация которого в основном состоянии (Ar)3d4s2, может проявлять положительные степени окисления И, П1, IV, V, VI и VII. О Мп(И), т. е. когда пять электронов на З -орбиталях не участвуют в образовании связей, говорят, что атом марганца имеет несвязывающую i/ -кон-фигурацию. Аналогично [c.236]

В табл. 8.4 приведены некоторые примеры тетраэдрических молекул. Вообще тетраэдрическая координация четырех лигандов наиболее обычна для оксосоединений, комплексов и для некоторых переходных элементов в низких состояниях окисления, когда небольшой заряд атомного остова приводит к ограничению числа электронных пар, удеряашатых на валентной оболочке. Галогениды меди [c.216]

По мнению Гайсинского, такая длассификация, несмотря на ее сложность, остается верной духу периодической системы, цель которой—выразить возможно полнее основные химические свойства элементов. Поскольку электронная конфигурация уранидов зависит от физического состояния окисления, то влияние 5/-электронов на химические и физические свойства атомов отличается от соответствующего влияния 4/-электронов в атомах лантаноидов и скорее приближается к влиянию -электронов у переходных элементов. Можно сказать, что электронные конфигурации уранидов имеют как бы смещанный характер 6с1—5/. Это обстоятельство и заставляет выделять ураниды в особую группу. [c.394]

Влиянием возбуждеины.х электронных состояни " обычно пренебрегают, хотя они могут играть известную роль для ряда молекул, содержащих, например, атомы переходных элементов. [c.230]

Четность электронных состояний определяется исключительно значением орбитального квантового числа электронов. Все электронные состояния, возникающие вследствие взаимодействия спиновых и орбитальных моментов х-электрона, являются четными, поскольку волновая функция для -орбитали (/ = 0) всюду положительна. Волновая функция для р-орбитали (/ = 1) меняет знак при отражении в начале координат, и, по определению, все электронные состояния, возникающие из конфигурации (р) или (р)" (п — нечетное число), являются нечетными. Оператор поляризуемости ара — четный оператор, так как р — р, ао— — а, и ра—>сгр. Следовательно, интеграл ( 4 I ро I Фя) О, если и имеют ту же четность. Если одна из волновых функций четная, а другая нечетная, то произведение г йОраг для малого элемента объема АУ равно, но противоположно по знаку значению этого произведения для малого, но равного элемента объема ДУ , связанного с АУ путем отражения в начале координат. Эта процедура может быть повторена для всего пространства, так что конечным результатом будет (115 ар ф ) = 0. Таким образом, электронные переходы в комбинационном рассеянии между уровнями, возникающими из (4/)"- и из (Зй) -конфигураций, формально разре-щены. К сожалению, комбинационное рассеяние свободных ионов переходных металлов или редкоземельных элементов еще не обнаружено, однако данные относительно переходов таких ионов в кристаллах доступны. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология