Гелий атом, строений

В соответствии с изменениями потенциалов ионизации в периодах и группах в общем происходит относительное изменение свойств элементов. Однако потенциал ионизации не может служить единственной количественной мерой относительной металличности или неметалличности элементов. Действительно, самым высоким потенциалом ионизации обладает атом гелия, но так как он относится к инертным элементам, говорить о характере его свойств довольно трудно. Далее, если рассмотреть изменение потенциала ионизации в пределах второго периода (см. рис. 8, — Не), то обнаруживаются скачки. Потенциал ионизации у кислорода оказывается меньше, чем у азота. Такие скачки, связанные с некоторыми особенностями строения внешних электронных оболочек атомов, наблюдаются и в остальных периодах, хотя неметаллические свойства нарастают. [c.65]

Справа выписано число неспаренных внешних электронов и формулы соответствующих водородных соединений. Валентность, согласно изложенному, должна равняться этому числу неспаренных электронов. Мы видим, что в полном соответствии с опытными данными водород, литий, фтор и натрий — одновалентны, кислород — двухвалентен, азот — трехвалентен. Атомы инертных газов гелия и неона не образуют молекул, так как все их электроны спарены, поэтому их валентность равна нулю. Противоречие мы наблюдаем лишь для атомов Ве, В, С, для которых возможны и другие валентности (указанные в скобках). Но это противоречие только кажущееся и объясняется тем, что мы привыкли считать, что свободные атомы, образуя химическую связь, обязательно сохраняют строение своих электронных оболочек. Но не существует никаких причин, по которым это должно быть только так атом, образуя связь, уже не является свободным, и его электронная конфигурация может и должна — в большей или меньшей степени) измениться. Поэтому необходимо принимать во снимание те изменения энергии, которые могут возникнуть при образовании химической связи. [c.71]

Рассматривая электронное строение атомов различных элементов в порядке возрастания их порядкового номера, мы убедились (с. 28), что атом водорода (1в ) одновалентен, тогда как валентность атома гелия (1з ) равна нулю. Валентность атома лития (ls 2s ) во всех соединениях равна единице, тогда как бериллий (18 2в ) становится двухвалентным благодаря переходу атома в возбужденное состояние (18 28 2р ). Это объясняется тем, что энергия, затрачиваемая на возбуждение атома, с избытком компенсируется при образовании [c.42]

Атом давно перестал быть неделимым. После открытия естественной радиоактивности, катодных лучей и электронов были предложены первые модели строения атомов. Согласно модели первооткрывателя электрона Томсона (1904) атом представляет собой сферу положительного электричества одинаковой плотности пО всему объему диаметром порядка 0,1 нм. Электроны как бы плавают в этой сфере, нейтрализуя положительный заряд. Колебательное движение электронов возбуждает в пространстве электромагнитные волны. Экспериментальную проверку этих наглядных представлений предпринял английский физик Эрнест Резерфорд в-своих знаменитых опытах по рассеянию а-частиц (ядра атома гелия). Схема установки Резерфорда (1907) приведена на рис. 8. Радиоактивный препарат Р излучает а-частицы ( снаряды ) в виде узкого пучка, на пути движения которого ставится тонкая золотая фольга Ф. Регистрация а-частиц, прошедших через фольгу, производится микроскопом М на люминесцирующем экране Э по вспышке световых точек сцинтилляция). Если модель атома Томсона верна, а-частицы не могут пройти даже через очень тонкую фоль- [c.31]

Рассмотрим строение атомов элементов первых периодов таблицы Д. И. Менделеева. В первом периоде расположены только два элемента И и Не. Для обоих 1 = 0, так как га = 1, и формы их электронных орбиталей сферические 1 и Но на 15-орби-тали гелия размещаются два электрона с противоположными спинами, образуя очень устойчивую пару атом Н практически полностью инертен. [c.49]

Атом гелия имеет такое строение [c.77]

На рис. 2 схематически изображено строение атомов водорода, гелия и лития. Атом самого легкого элемента — водорода состоит из двух частиц. Вокруг ядра вращается один электрон. Вокруг ядра гелия вращаются уже два электрона, вокруг ядра лития — три. Чем тяжелее атом, тем сложнее его строение. Например, кислород, занимающий восьмое место в периодической системе элементов, имеет восемь электронов два из них вращаются на /С-оболочке, остальные шесть— на -оболочке. Конечно, приведенные модели атомов отражают их строение весьма схематично. На самом деле прост- [c.18]

Благодаря тому что электроны принадлежат одновременно двум атомам, каждый атом водорода приобретает структуру гелия, каждый атом углерода — структуру неона и каждый атом хлора — структуру аргона. Структуры этих молекул на бумаге представляют в одной плоскости, однако следует помнить, что октеты атомов имеют тетраэдрическое строение. В тех случаях, когда важно отразить объемную конфигурацию, следует представить структуру на схеме в трех измерениях (как это сделано для Р4 на рис. 88). [c.190]

Строение атома углерода, находящегося в первом ряду IV группы периодической системы Менделеева, можно выразить схемой, изображенной на рис. 6, а. Атом углерода во внутреннем электронном слое, соответствующем атому инертного газа гелия, имеет 2 электрона, в следующем, внешнем электронном слое атом углерода имеет 4 электрона, являющихся валентными. Из курса неорганической химии известно, что наличие во внешнем электронном слое малого числа электронов (у элементов I, II и III групп) приводит к легкой потере этих электронов и превращению атомов в катионы (например, Na+, Са +, [c.27]

Томсон в 1904 г. математически разработал аналогичную модель атома. Его статья имеет очень выразительное заглавие О строении атома исследование устойчивости и периодов колебания совокупности корпускул, расположенных с равными интервалами по окружности круга с применением результатов к теории атомного строения [2]. Согласно Томсону, положительный заряд атома распределен равномерно по всему его объему, тогда как корпускулы (так Томсон называет электроны) занимают внутри атома некоторое определенное положение. Томсон показывает расчетом, что такая модель атома может быть устойчива лишь при расположении корпускул либо в серии концентрических колец (если корпускулы вынуждены двигаться в одной плоскости), либо в ряде концентрических сфер (если допустить, что они могут двигаться во всех направлениях). Стабильность кольца (или сферы) достигается только при определенном числе корпускул в них в этом случае атом не способен удерживать дополнительно ни положительный, ни отрицательный заряд. Распределив все атомы в ряд (следуя порядку увеличения числа корпускул), мы получим сначала систему, которая ведет себя подобно атому одновалентного электроположительного элемента следующая система ведет себя подобно атому двухвалентного электроположительного элемента, в то время как на другом конце ряда у нас имеется система, которая ведет себя подобно нульвалентному атому ей непосредственно предшествует система, которая ведет себя подобно атому одновалентного электроотрицательного элемента, тогда как ей в свою очередь предшествует система, ведущая себя подобно атому двухвалентного электроотрицательного элемента [там же, стр. 262]. С глубокой проницательностью Томсон проводит далее аналогию между таким накоплением корпускул и свойствами элементов в двух первых периодах от гелия до неона и от неона до аргона. [c.29]

Простейший пример ковалентной связи представлен в молекуле водорода. При образовании молекулы два атома водорода объединяют принадлежащие им валентные электроны, которые в молекуле находятся уже в совместном владении обоих атомов, осуществляя их связь. Тем самым каждый из соединенных в молекулу атомов водорода переходит в новое качественное состояние и имеет в наружной электронной оболочке два электрона, подобно атому гелия. Строение молекулы водорода можно изобразить схемой [c.22]

Рис. 11.2. Вещества, в которых каждый атом имеет электронное строение благородного газа. Каждая черточка означает пару валентных электронов. a + и кремний имеют электронное строение аргона с 18 электронами. Атомы Н удерживают только два электрона (электронное строение гелия). Остальные изображенные здесь атомы имеют по 10 электронов (электронное строение неона).

Каждый последующий элемент периодической таблицы имеет (как правило) то же строение атома, что и предыдущий, но к атому добавляется еще один электрон, который 1) либо входит в состав внешнего слоя, 2) либо начинает собой новый слой, 3) либо входит в состав одного из ранее образовавшихся внутренних слоев. Первый, ближайший к ядру атома, электронный слой не может вместить в себя более двух электронов поэтому он становится завершенным уже у элемента с порядковым номером 2 — гелия. Начи- [c.78]

На рисунке 17 показаны схемы строения атомов некоторых элементов по Бору. Однако для большинства элементов они оказались слишком громоздкими и неудобными. Поэтому в 1915 г. по предложению В. Коссе ля были приняты упрощенные схемы строения атомов (рис. 18). Атом водорода имеет только один электрон. Следующий за ним (но заряду ядра) гелий имеет два электрона в слое К. Такая конфигурация электронов очень устойчива, и атомы гелия не могут отдавать или присоединять электроны. [c.45]

Первый период состоит из двух элементов — водорода 1Н и гелия гНе. Атом водорода имеет наиболее простое строение вокруг его ядра с зарядом + 1 движется один электрон. Ядро атома гелия имеет заряд +2, и вокруг него движутся два электрона. Оба электрона в атоме гелия размещены на одинаковом расстоянии от ядра и притягиваются к нему с одинаковой силой. [c.44]

Следовательно, основная масса атома должна быть сосредоточена в ядре. Однако масса ядра не определяется только числом протонов. Так, ядро атома гелия имеет два протона, ядро атома водорода — один протон. Однако атом гелия в 4 раза тяжелее, чем атом водорода. Каково строение ядра гелия Ответ на этот вопрос был получен после открытия третьей элементарной частицы — нейтрона. Нейтрон не несет электрического заряда, он является нейтральной частицей. Его масса почти равна массе протона. Таким образом ядро атома гелия должно состоять из двух нейтронов и двух протонов. В этом случае заряд ядра равен 2+, а его масса в 4 раза больше массы атома водорода. [c.130]

Представим, что модель атома соответствует по размерам стадиону на 67 ООО мест. Тогда ядро атома будет величиной с булавочную головку. Как мы знаем, атом водорода содержит только один протон. Он будет локализован в центре стадиона. Единственный электрон, присутствующий в нейтральном атоме, движется в различных направлениях по всему остальному пространству стадиона. Ядро атома гелия может быть заменено четырьмя булавочными головками, соответствующими двум протонам и двум нейтронам. Тогда два электрона нейтрального атома гелия будут перемещаться по всему остальному пространству огромного стадиона. Если учесть, что четыре булавочные головки, занимающие ничтожное пространство в центре поля, составляют почти всю массу стадиона, становится понятным, почему строение атома так трудно представить с помощью подобных аналогий. [c.131]

ПО предложению В. Косселя, были приняты упрощенные схемы строения атомов (рис. 18). Атом водорода имеет только один электрон. Следующий за ним (по заряду ядра) гелий имеет два электрона в слое К. Такая конфигурация электронов очень устойчива и атомы гелия не могут отдавать или присоединять электроны. [c.46]

Не вдаваясь в подробное изложение результатов применения этого метода для изучения строения атомов, ограничимся рассмотрением некоторых отдельных примеров [2]. Водородный атом имеет только один электрон, и так как энергия связи электрона в. АГ-группе всегда больше, чем в -группе, то этот электрон, несомненно, будет 1 -электроном. Атом следующего элемента, гелия, обладающий двумя электронами, должен, таким образом, иметь конфигурацию 1 . Поскольку. ЙГ-группа в атоме гелия заполнена и третий электрон, соответствующий атому лития, принужден войти в -группу, распределение трех электронов будет отвечать конфигурации 1 22х. Атом бериллия завершает заполнение подгруппы 2 , так что следующий электрон уже входит в группу 2р, образуя при этом структуру 15 2 2/ , соответствующую атому бора, и т. д. [c.16]

Итак, минимальное значение п + /=1. При этом возможно только п = 1 и / = О, т. е. 15-электрон. Первый атом периодической системы — атом водорода — содержит один 15-электрон, второй атом — атом гелия — два 15-электрона, что обозначается формулой электронного строения 15. В первой электронной оболочке мест больше нет, гелием заканчивается первый период системы Менделеева. [c.37]

Современная химия установила, что и атом не предел делимости. Атом сам состоит из еще более простых частиц. Эти элементарные частицы названы протонами, нейтронами, электронами. Протоны и нейтроны составляют ядро атома, а вокруг ядра вращаются электроны. Например, атом водорода состоит из одного протона, вокруг которого двигается один электрон. Атом второго элемента из периодической системы элементов Д. И. Менделеева — гелия, сложнее, атом его состоит из 2 протонов, из 2 нейтронов и из 2 электронов. Атом углерода еще сложней. Ядро его состоит из 6 протонов,, из 6 нейтронов, вокруг ядра двигается 6 электронов. Последний элемент таблицы уран имеет очень сложное строение. Ядро его состоит из 92 протонов, 146 нейтронов и двигающихся вокруг ядра 92 электронов. [c.12]

Вскоре после создания волновой механики появились две работы, положившие начало рассмотрению многоэлектронных систем. Это — работа Гейзенберга (1926 г.), посвященная атому гелия, и работа Гейтлера и Лондона (1927 г.), в которой была рассмотрена молекула водорода. Таким образом, возник новый раздел квантовой механики, а именно квантовая химия. Этот раздел стал быстро развиваться. Появились методы валентных связей и молекулярных орбит. С помощью этих методов и их различных модификаций началось теоретическое рассмотрение строения разных классов химических соединений. Особенно успешно развивалась теория молекул с сопряженными связями, которая позволила сделать ряд предсказаний, впоследствии подтвержденных опытом. [c.5]

Атом гелия. За исключением атома водорода, атом гелия является наиболее простым атомом, так как он содержит только два электрона, нейтрализующих заряд ядра, равный 2е. Первый электрон направляется в Is-состояние, как и в атоме водорода, и это состояние имеет наименьшую, энергию. Однако имеется два Is-состояния соответственно двум возможным направлениям спина, которые всегда удваивают число квантовых состояний, указанных в таблице 5.4. Поэтому строение атома гелия может быть написано в форме Is , в которой показатель степени указывает число электронов в Is-состоянии. [c.97]

Строение атома углерода, находящегося в первом ряду, в IV группе периодической системы Менделеева, можно выразить схемой, изображенной на рис. 30, А. Атом углерода во внутреннем электронном слое, соответствующем атому инертного газа гелия, имеет 2 электрона, в следующем, [c.48]

Заполнение энергетических уровней. Энергия электрона в атоме вообще зависит от квантовых чисел п и I. Чем больше электронов в атоме, тем поле, в котором находится электрон, больше отличается от чисто кулоновского и тем отчетливее эта зависимость. В результате заполнение уровней происходит с некоторым отклонением от последовательности, которую можно было бы ожидать (сначала заполняется слой с п=1, потом с п=2, п=3 и т. д.). В действительности, от водорода до гелия заполняется слой п= и атом гелия имеет строение 15 . Затем начинается заполнение слоя п = 2. У лития в этом слое один х-электрон 15 25. У бериллия таких электронов два Ве ls 2s2. Далее заполняются р-орбитали. В атоме бора один р-электрон В 8 2з 2р. У неона нх уже шесть Ме 152252рб Слой п=2 полностью укомплектован. У натрия начинается заполнение слоя п = 3 N3 15 25 2р 3з. У аргона в этом слое восемь электронов Аг 1з 2з 2р 3з 3р . Энергетический уровень 45 лежит ниже, чем уровень за, который должен был бы заполняться у элемента, следующего за аргоном. Поэтому атом калия имеет строение [c.165]

Из приведенных данных видно, что по величине энергии ионизации водород стоит шачительно ближе к фтору, чем к литию, и никакие металлические свойства свободному атому водорода, следовательно, не присущи. Точно так же положительно заряженный ион водорода не имеет ничего общего со свойствами ионов щелочных металлов, поскольку является элементарной частицей — протоном. Вместе с тем в электрохимическом ряду напряжений водород ведет себя как металл. Это объясняется тем, что электрохимический ряд напряжений служит характеристикой атомов металлов в водных растворах (см. гл. V, 11). При ионизации атома водорода в присутствии воды образуется ион гидроксония Н3О+, что сопровождается выделением энергии. Вследствие этого энергия ионизации атома водорода в водном растворе резко снижается и становится близкой к величине энергии ионизации атомов металлов. Заметим, что по некоторым физическим свойствам ион Н3О+ в растворе ведет себя подобно катионам щелочных металлов. Однако эти особенности не относятся к атому или иону водорода и не дают оснований рассматривать его как металл. Сходство строения внешней электронной оболочки атома водорода с внешними электронными оболочками атомов щелочных металлов носит, следовательно, такой же формальный характер, как и однотипность строения внешних электронных оболочек атома гелия и атомов элементов II группы. [c.160]

При заполнении электронных слоев и оболочек атомы подчиняются 1) принципу наименьшей энергии, согласно которому электроны сначала заполняют вакантные орбитали с минимальной энергией 2) принципу Паули 3) правилу Гунда — на вырожденных орбиталях суммарное спиновое число электронов должно быть максимальным. В квантовых ячейках с одинаковой энергией заселение электронами происходит так, чтобы атом имел наибольшее число неспаренных электронов. Это отвечает нормальному состоянию атома (минимум энергии). Рассмотрим связь между электронным строением атомов и положением элементов в короткой 8-клеточной Периодической сис ме (см. форзац). У каждого следующего элемента Периодической системы по сравнению с предыдущим на один электрон больше. Наиболее прост первый период системы, состоящий лишь из двух элементов. У водорода единственный электрон заселяет наинизшую по энергии орбиталь 1 , а у гелия на этой орбитали два электрона с антипарал-лельными спинами. Гелием заканчивается первый период системы и исчерпаны все вариации квантовых чисел при п = I. Таким образом, у атома гелия полностью формируется наиболее близкий к ядру А -слой. [c.40]

Рассмотрим вначале структуру, которую можно ожидать для соединения водорода с фтором — самым легким элементом седьмой группы. Атом водорода имеет одну орбиталь и один электрон. Следовательно, он может достигнуть конфигурации гелия в результате образования одной ковалентной связи с другим элементом. Фтор имеет семь электронов на внешней оболочке ( -оболочке). Эти семь электронов занимают четыре орбитали -оболочки. Они соответственно образуют три пары электронов на трех орбиталях, а на четвертой орбитали имеется один электрон. Отсюда следует, что атом фтора также может достигнуть аргоноидной конфигурации путем образования одной ковалентной связи с использованием одного своего электрона. Таким образом, приходим к выводу, что фтористый водород имеет молекулу следующего строения [c.131]

Следующий этап анализа заключается в определении размера кольца, присутствие которого установлено в исследуемом соединении. Существуют надежные данные, что шестичленные карбоцик-лические системы часто образуют интенсивный ион с М1е = ЪЪ. В масс-спектре исследуемого соединения подобный ион имеется, и можно принять, что молекула этого соединения содержит циклогексановое кольцо. Однако всех данных, которыми мы располагаем на данном этапе анализа, недостаточно для установления строения, так как, если метильная и изопропильная группы присоединены по отдельности к циклогексановому кольцу, все 10 атомов углерода налицо и валентные требования атомов углерода и водорода удовлетворяются при отсутствии кислорода. Отсюда следует, что метильная группа является частью осколка из трех атомов углерода, который в данном случае должен быть гел -диметильной группировкой. Далее, в связи с тем, что эта группа может быть оторвана от циклогексанового кольца без нарушения углеродного скелета, две метильные группы присоединены к циклогексановому кольцу не непосредственно, а через один атом углерода. Таким образом, частичное строение исследуемого соединения может быть представлено в виде [c.51]

Основные научные исследования посвяш,ены развитию электронных представлений в химии. Предложил (1916) статическую электронную теорию строения атомов и молекул, согласно которой а) атомы благородных газов обладают особенно устойчивой восьмиэлектронной внешней оболочкой (атом гелия — двухэлектронной) б) атомы других элементов во внешней оболочке имеют неполный электронный октет в) образование химического соединения происходит вследствие перехода электронов от атома одного элемента к атому другого элемента и появления ионной химической связи, то есть благодаря электростатическому притяжению. Наиболее устойчивыми должны быть те соединения, в которых валентные электроны распределяются так, чтобы каждый атом был окружен оболочкой, имитирующей электронную оболочку благородного газа. Гипотеза Косселя о гетерополярных связях легла в основу теории ионной связи и гетеровалентности. [22, 324[ [c.258]

Это представление можно углубить, если принять во внимание спектроскопические данные. Спектры (см. стр. 280 и сл.) показывают, что у атомов каждого элемента этой группы 2 электрона связаны особенно непрочно по сравнению с остальными, и именно на -уровне с теми же главными квантовыми числами, что и у соседних щелочных металлов. При отщеплении только одного электрона спектр оставшегося электрона находится в том же соотношении к спектру атома предшествующего щелочного металла совершенно так же, как спектр однократно ионизированного гелия к спектру атом 1 водорода. Однако в соответствии с более высоким главным квантовым числом связь в данном случае оказывается далеко не такой прочной, как у гелия. Таким рбразом, сильно электроположительный характер элементов главной подгруппы II группы объясняется строением их атомов аналогично тому, как это было сделано для щелочных металлов. Однако из строения атома следует, что электроположительный характер элементов главной подгруппы II группы должен быть в среднем несколько слабев, чем у щелочных металлов. Поэтому у последних на внешней оболочке связь оказывается еще более слабой, чем у элементов главной подгруппы II группы. Справедливость этого положения подтверждается сравнением потенциалов ионизации (табл. 46), полученных из спектроскопических данных, с данными табл. 28 (стр. 180). Связь электронов на внешней оболочке у металлов щелочноземельной группы прочнее, чем у щелочных металлов, так как атомы последних имеют более высокий эффективный заряд ядра (ср. стр. 256 и с л.) [c.268]

Ядро, как и атом в целом, имеет оболочечное строение. Особой стойчивостью отличаются атомные ядра, содержащие 2—8—20— 8—50—82—114—126—164 протонов (то есть ядра атомов с таким орядковым номером) и 2—8—20—28—50—82—126—184—196— 28—272—318 нейтронов, вследствие законченного строения их болочек. Только недавно удалось подтвердить эти воззрения расче-ами с помощью ЭВМ. Такая необычная устойчивость бросилась глаза, прежде всего, при изучении распространенности некоторых лементов в космосе. Изотопы, обладающие этими ядерными числа- и, называют магическими. Изотоп висмута 8з Bi, имеющий 126 нейронов, представляет такой магический нуклид. Сюда относятся акже изотопы кислорода, кальция, олова. Дважды магическими вляются для гелия — изотоп 2 Не (2 протона, 2 нейтрона), для альция — 20 Са (20 протонов, 28 нейтронов), для свинца — РЬ 82 протона, 126 нейтронов). Они отличаются совершенно особой рочностью ядра. [c.181]

Во многих случаях, главным образом в патентной литературе, предлагается использовать титановые соединения в качестве сшивающих агентов для полиоксисоединений, таких, как поливиниловый спирт, целлюлоза, и для соединений менее определенного строения, например, моно- и диглицеридов подсолнечного, льняного и хлопкового масел [1—3, За]. Такие сетчатые полимеры получают при добавлении титанатов к растворам полиоксисоединений в органических растворителях. При обработке титанатами продукты обычно осаждаются в виде нерастворимых твердых веществ или гелей неопределенной структуры. Однако предполагается, что атом титана в этих соединениях является гексакоординационным, связывая две или более цепи четырьмя ковалентными и двумя координационными связями [4, 5] [c.90]

Осн. исследования посвящены развитию электронных представлений в химии. Пред/юлсил (1916) статическую электронную теорию строения атомов и молекул, согласно которой а) атомы благородных газов обладают особенно устойчивой восьмиэлектропной внешней оболочкой (атом гелия — двухэлектронной) б) атомы др. элем, во внешней оболочке имеют неполный электронный октет в) образование хим. соед. происходит вследствие перехода электронов от атома одного элем, к атому другого и появления ионной хим. связи, т. е. благодаря электростатическому притяжению. Наиболее устойчивыми [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология