Элементы переходные электронные конфигурации атомов

Но атомы металлов третьего переходного ряда, от Ьи до Н , не настолько больше атомов соответствующих металлов второго переходного ряда, как можно было бы ожидать. Причина этого заключается в том, что после Ьа вклиниваются металлы первого внутреннего переходного ряда-лантаноиды. Переход от Ьа к Ьи сопровождается постепенным уменьшением размера атомов по причине возрастания ядерного заряда-этот эффект носит название лантаноидного сжатия. Поэтому атом гафния оказывается не столь большим, как следовало бы ожидать, если бы он располагался в периодической таблице непосредственно за Ьа. Заряд ядра у 2г на 18 единиц больше, чем у Т1, а у НГ он на 32 единицы больше, чем у 2г. Вследствие указанного обстоятельства металлы второго и третьего переходных рядов имеют не только одинаковые валентные электронные конфигурации в одинаковых группах, но также почти одинаковые размеры атомов. Поэтому металлы второго и третьего переходных рядов обладают большим сходством свойств между собой, чем с металлами первого переходного ряда. Титан напоминает 2г и НГ в меньшей мере, чем Zr и НГ напоминают друг друга. Ванадий отличается от МЬ и Та, но сами названия тантал и ниобий указывают, как трудно отделить их один от другого. Тантал и ниобий были открыты в 1801 и 1802 гг., но почти полвека многие химики считали, что имеют дело с одним и тем же элементом. Трудность выделения тантала послужила поводом назвать его именем мифического древнегреческого героя Тантала, обреченного на вечный бесцельный труд. В свою очередь ниобий получил свое название по имени Ниобы, дочери Тантала. [c.438]

Такие понятия, как конфигурация и терм, являются характеристиками электронного строения молекулы, они неприменимы в строгом смысле к описанию состояния отдельных атомов в составе молекулы. Тем не менее с использованием соображений симметрии удается для некоторых молекул установить примерное строение электронной оболочки атома в составе молекулы. Хорошо известным примером в этом отношении может служить молекула метана, в которой, как это впервые показал Л. Полинг, эффективная конфигурация атома углерода есть Этот вопрос обсуждается, как правило, в литературе весьма подробно, см. [17], [8], [12], [20]. Рассмотрим подобную задачу на примере более сложной системы — комплекса №Уг, где в качестве У может быть взят атом кислорода. Симметрия комплекса предполагается Сзу Атомы переходных элементов имеют малую энергию возбуждения. Для атома N1 (см. гл. 3, 6) разность полных энергий АЕ = Е Зс 4х) — ( F, 3 4х ) составляет всего лишь 205 см" = 0,03 зВ. При столь незначительной величине АЕ орбитальные энергии 4s и Зй -злект-ронов претерпевают тем не менее существенные изменения. Например, для основного в конфигурации с F-тepмa = -0,70693, 45 = = -0,27624, в то время как для терма -0,45730 и = -0,23576. [c.218]

Мы уже обсуждали (гл. 6) факторы, определяющие форму неорга нических молекул, составленных из атомов переходных элементов. Главным образом это — размер и заряд центрального иона, наличие свободной электронной пары, возможность расширения валентного уровня сверхоктета, являющегося предельным для элементов второго периода, способность к образованию л -связей. стерические требования к группам, связанным с центральным атомом, и, вероятно, важнее всего принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов, не имеющих свободных электронных пар, следует ожидать, и это действительно обнаруживается, правильные формы. Молекулы с координационными числами 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 характеризуются следующими структура, чи линейной, треугольной, правильной тетраэдрической, тригональной бипирамидой, октаэдрической, пятиугольной бипирамидой и квадратной (архимедовой) антипризмой. Можно сказать, что всякий раз, когда электронный уровень атома переходного элемента, не принимающий участия в связи, будет иметь сферическую симметрию, структура таких комплексов будет правильной, определяемой только координационным числом. Можно вы писать электронные конфигурации, которые приводят к правильным симметричным комплексам. Для наиболее распространенных координационных чисел 6 и 4 имеют место следующие конфигу рации [c.282]

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно вспомнить некоторые основные принципы, положенные в основу представлений о строении электронных оболочек атома. В главе 15 мы видели, что при последовательном присоединении электронов к атому каждый новый электрон занимает уровень с минимальной энергией, который в тот момент свободен Пользуясь этим принципом, рассмотрим электронные конфигурации атомов переходных элементов от скандия до цинка. Известно, что скандий следует за кальцием Двадцать электронов атома кальция расположены следующим образом [c.577]

Отметим, что для любого числа электронных пар от двух до шести и независимо от того, эквивалентны эти пары или нет, конфигурации, приведенные в табл. 6-1, верно предсказывают форму молекул непереходных элементов . Некоторые примеры приведены в табл. 6-2, а в табл. 6-3 даны геометрические формы молекул непереходных элементов. Следует отметить, что максимальное число ординарных нормальных ковалентных связей, образуемых любым непереходным элементом, равно семи, так как это максимальное число электронов на внешнем квантовом уровне химически реакционноспособного атома. Таким образом, не следует ожидать появления примеров с восьмью и девятью электронными парами в валентном уровне, за исключением некоторых переходных элементов, у которых по крайней мере некоторые из связей, образуемых электронными парами, будут формироваться за счет координационной ковалентности, и в этом случае будет участвовать ( -подуровень. Например, ТаРа и ацетилацетонат тория ТЬ(С5Н702)4 имеют структуру квадратной антипризмы, показанной в табл. 6-3. Известно лишь одно соединение — Мо(СМ) , в котором имеется восемь электронных пар, но обладающее структурой додекаэдра. Однако было отмечено ранее, что атом молибдена в этом ионе в действительности имеет девять электронных пар на валентном уровне, одна из которых — не поделенная пара. [c.207]

Против существования устойчивого карбонила урана авторы [39] выдвигают следующие аргументы 1) устойчивы обычно те карбонилы, в которых центральный атом приобретает электронную конфигурацию благородного газа (если считать СО-лиганд двухэлектронным донором). Для урана этой конфигурации отвечал бы состав и(С0)1з, который представляется невозможным из пространственных соображений. 2) В отличие от переходных элементов VI-VIII групп, уран — сильно электроположительный элемент, а карбонилы элементов этого типа (например, бериллия или магния) неизвестны. [c.158]

СКАНДИИ (S andium) S — химический элемент III гр. нериодич. системы Менделеева п. н.21, ат. в. 44,956. В природе известен только один стабильный изотоп 8с 5. Из искусственных радиоактивных изотопов практич. интерес представляет S > (ri/j=83,9 дня), применяемый как радиоактивный индикатор. С.— первый переходный элемент С одним Зй-электро-ном конфигурация внешних электронов атома 3d4s . Энергии ионизации (в эв) S - S +- S 2 + S " равны соответственно 6,54 12,80 24,75. Сечение захвата тепловых нейтронов атомом С. 2А 1,0 барн. [c.446]

Если же электрон теряет атом переходного элемента, то электронная конфигурация возникающего положительного иона отличается от конфигурации любого нейтрального атома. Например [c.126]

В рядах переходных элементов существует также несколько общих направлений в изменении энергии ионизации по вертикали, которые имеют большое значение для понимания свойств этих элементов. Прежде чем останавливаться на этом вопросе более подробно, надо рассмотреть существенное различие между процессами ионизации атомов непереходных и переходных элементов. Если атом непереходного элемента теряет один электрон, то основное состояние образовавшегося положительного иона всегда имеет электронную конфигурацию основного состояния нейтрального атома предшествующего элемента [c.126]

К- Б. Яцимирский и сотрудники [87] полагают, что фиксация молекулярного азота соединениями переходных элементов может быть обусловлена образованием л-ком-плексов между молекулой азота и металлом в одной из низших степеней окисления. Входящий в состав комплекса атом металла должен иметь некоторое число d-электронов, но при этом должны оставаться вакантные d-орбиты. С этой точки зрения к наилучшим электронным конфигурациям переходных металлов можно отнести конфигурации d , сР и d . [c.18]

Побочные переходные металлы II группы — цинк, кадмий и ртуть — обладают многими признаками ковалентных кристаллов (например, сильно выраженной анизотропией свойств) и представляют уже переходную ступень к неметаллическим элементам III—VII групп. Их электронные конфигурации (d V) одинаковы. Хотя обычная валентность этих металлов в неорганических соединениях равна 24-, образование их кристаллических структур обусловлено, по-видимому, не отделением электронов и взаимодействием электронного газа с положительными ионами, а разделением внешних электронов со своими шестью ближайшими соседями в слое, характерным для ковалентных структур. Из правила Юм-Розери K=8—N) следует, что число ковалентных связей или число ближайших соседей каждого атома в структурах цинка, кадмия и ртути, для которых iV=2, должно быть равно шести. Действительно, цинк и кадмий образуют гексагональные решетки с аномально большим расстоянием между слоями (отношения da равны 1,8563 и 1,8859 соответственно вместо 1,6333.. . для идеальной решетки). Поэтому каждый их атом имеет шесть ближайших соседей в плотно упакованном слое и по три значительно более удаленных в двух смежных слоях, отстоящих соответственно на 11,36 и 11,56% дальше, чем ближайшие соседи. Поэтому координационное число у цинка и кадмия в действительности равно шести. Что касается ртути, то она кристаллизуется в ромбической решетке, для которой К= . Подтверждением ковалентной природы связи в цинке, кадмии и отчасти в ртути являются экспериментальные значения коэффициента Холла, которые для кристаллических структур цинка и кадмия не отрицательны, как для металлов, а положительны. После плавления цинк, кадмий и ртуть имеют два свободных электрона на атом и становятся нормальными металлами. [c.228]

Металлоорганическая химия переходных металлов поистине безгранична — множество новых соединений еще не открыто. Вспомним, например, что имеются 24 переходных элемента и что известны тысячи лигандов. В состав одного комплекса могут входить лиганды различных типов и не один атом металла. Как уследить за всем этим многообразием Существуют ли подходы к систематизации этих соединений и их реакций Материал в разд. I расположен таким образом, чтобы упорядочить и прояснить эту обширную область химии. Так, в гл. 2 изложены фундаментальные концепции, относящиеся к типам связей, определены основные понятия, такие, как формальная степень окисления, (1-электронная конфигурация, общее число валентных электронов и координационное число. [c.11]

Для первого ряда внутрирядных переходных элементов (лантаноидов или 4/-семейства) соединения со степенью окисления + 111 являются не только самыми распространенными для всех членов ряда, но и наиболее устойчивыми, как это видно из табл. 4-16 соединения с другими степенями окисления (+11 и +1У) сравнительно редко встречаются. Наиболее устойчивые соединения со степенью окисления + IV у Се (4/ 65 ). Со степенью окисления +1У атом Се приобретает электронную конфигурацию атома инертного газа. Можно предсказать и степень окисления + 1У у ТЬ, так как в этом состоянии атом тербия приобретает электронную конфигурацию атома 0(1 со степенью окисления + 111 со сферически симметричным, наполовину заполненным 4/-подуровнем. Степень окисления +11 наиболее характерна для Ей, который в этом состоянии ид1еет конфигурацию 4/ . Можно [c.155]

КУРЧАТ0ВИЙ (Kur hatovium) Ки, искусств, радиоактивный ХИМ. элемент IV гр. периодич, системы, ат. н. 104 первый элемент третьей переходной серии. Стабильных изотопов не имеет. Известно 10 изотопов с мае. ч. 253-262. Наиб, лолгоживущий изотоп Ки (Г,, 1,1 мин, а-излучатель). Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5j 6.s 6p (>d-7s степень окисления -(- 4, [c.558]

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]

К числу наиболее детально изученных соединений переходных элементов относятся карбонилы металлов, самым известным из которых является N1(00)4. Карбонилы других переходных металлов менее устойчивы, и их получают с большим трудом. В то время как карбонил никеля получается при непосредственном взаимодействии металла с СО, большинство других карбонилов синтезируют более сложным путем, например реакцией СО с галогенидом металла при высоком давлении в присутствии сильного восстановителя, например металлического Ма или oH5MgBr. К настоящему времени из карбонилов металлов лучше всего охарактеризованы У(СО)в, Мп2(СО)ю, Ре(С0)5, Рег(С0)9, Рез(СО)12, Со2(СО)8 и Ni (С0)4. Первый из них наименее устойчив. Структуры остальных карбонилов можно объяснить, основываясь на том, что у атома металла достигается заполненная электронная оболочка путем обобществления электронов от групп СО или с другим атомом металла. Так, Сг имеет шесть валентных электронов (Зс и 4х) и приобретает еще 12 электронов от шести групп С = О , так что возникает оболочка из 18 электронов, т. е. конфигурация криптона. Аналогично можно объяснить Ре(СО)э и N ( 0)4. В Мп2(С0)ю каждый атом Мп окружен октаэдрически пятью молекулами СО и другим атомом Мп. Связь Мп — Мп возникает со спариванием спинов электронов и объясняет наблюдаемый диамагнетизм соединения, на первый взгляд непонятный, так как Мп имеет нечетное число валентных электронов (7). И в этом случае достигается заполненная оболочка, поскольку каждый атом Мп окружен шестью своими несвязывающими валентными электронами, двумя электронами, обобществленными между атомами Мп, и десятью электронами от пяти молекул СО. Структура Ре2(С0)д состоит из двух октаэдров Ре(СО)в с тремя обобществленными молекулами СО. Кроме того, происходит спаривание спинов в связи Ре — Ре. Подсчет числа электронов и в этом случае приводит к 18 электронам у каждого атома железа (восемь валентных электронов, шесть электронов от трех необобществленных групп СО, три электрона от трех обобществленных групп СО и один электрон от второго атома Ре). Структуры Рез(СО)12 и Сог(СО)8, по-видимому, сходны в том, что в них имеются мостиковые СО и связи металл — металл. [c.209]

В первоначальном виде метод был до некоторой степени ограничен необходимостью иметь излучение именно с длиной волны, немного меньшей,- чем у края поглощения тяжелого атома. Однако как указал Петерсон [64], при измерениях интенсивности с использованием счетчика квантов, можно оценить разности, довольно удаленные от края поглощения, как, например, в случае края поглощения хлора (Я = 4,397 A) при медном излучении (Я = = 1,54 А). В табл. 4-1 приведены параметры рассеяния для АГа-излучения хрома, меди и молибдена. Если применять фото-метод регистрации излучения, желательно, чтобы аномально рассеивающий атом имел / больше 3 К электронов [51], хотя определимые разности Бийво наблюдались для значений /", меньших этой величины. Например, Фридрихсонс и Метиесон [29], используя линию Кл медного излучения и серу с f" = 0,6 в качестве аномально рассеивающего атома, установили абсолютную конфигурацию глиотоксина — продукта жизнедеятельности грибка. Недавно при определении абсолютной, конфигурации -винной кислоты в качестве аномально рассеивающего атома был использован кислород [31]. При линии Ка медного излучения значение f" лежит в пределах от 0,03 до 0,1, но определимые разности Бийво были найдены при использовании автоматического дифрактометра. В табл. 4-2 приведен перечень мишеней для первого ряда переходных элементов с /", равным 3 или более. [c.163]

Из этих данных следует, что внешние два s-электрона кальция легко переходят к атому кислорода, так как им соответствуют в два-три раза более низкие ионизационные потенциалы, чем внешним двум электронам кислорода последний, кроме того, имеет в три раза ббльшую электроотрицательность. Это относится и к соединениям других щелочноземельных металлов с элементами группы кислорода, которые также образуют ионные структуры типа Na l (табл. 28). Переходные металлы П1 группы, судя по низким значениям первых трех ионизационных потенциалов, могут передать два электрона атому кислорода, у которого заполняется внешняя оболочка до -конфигурации, а третий электрон может стать [c.179]