Щелочные металлы атомы, строение

Естественно, что фундаментальный закон химии, открытый Д. И. Менделеевым, — периодический закон—должен найти себе объяснение в закономерности строения атоМов, вскрываемой квантовой механикой. Периодичность в изменении химических свойств элементов при возрастании заряда ядра определяется периодическим повторением у определенных атомов строения внешних электронных оболочек. Легко заметить, что число электронов в последовательности от 5 до ближайшей конфигурации (первый период) или (остальные периоды) равно 2, 8, 8, 18, 32 (табл. 3), т. е. совпадает с числом элементов в периодах системы Д. И. Менделеева и объясняет, почему именно столько элементов содержится в данном периоде. Период начинается элементом, у которого впервые в системе возникает новый квантовый слой, содержащий один л-электрон (щелочной металл), и оканчивается элементом, у которого впервые в этом квантовом слое достраивается шестью электронами -подоболочка (благородные газы). Очевидно, что номер периода )авен главному квантовому числу электронов внешнего слоя. Например, атом натрия, открывающий третий период, и атом аргона, заканчивающий его, имеют конфигурации К 13л и К соответст- [c.60]

В соответствии со строением электронной оболочки атом водорода, отдавая один электрон, проявляет степень окисления +1 (образуются ионы Н+). Это позволяет говорить о сходстве водорода с щелочными металлами. Поэтому водород может быть отнесен и к главной подгруппе I группы, которую составляют щелочные металлы. [c.107]

Ионы щелочных металлов с зарядом +1 (Ы+, Ыа+, К+, КЬ+...) имеют устойчивую электронную оболочку, как в атомах инертных газов, а следовательно, и очень высокую энергию ионизации и возбуждения. По сложности и структуре спектр иона щелочного металла аналогичен спектру соответствующего инертного газа (с тем же числом электронов), но все линии в спектре иона смещены в коротковолновую область. Например, ион натрия цКа+ 8 -2з р имеет точно такое же строение электронных оболочек, как и атом неона юМе Поэтому их уровни имеют одинаковую струк- [c.40]

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]

Фосфор имеет целый ряд аллотропных модификаций. Основные черный, красный и белый фосфор. При нормальных условиях наиболее устойчив черный фосфор. Иначе говоря, его свободная энтальпия минимальна. Но потенциальный барьер, препятствующий переходу метастабильных модификаций в черный фосфор, велик, поэтому при обычных условиях черный фосфор не образуется. Здесь тоже сказывается то интересное правило периодической системы элементов, о котором говорилось в гл. IX при описании строения щелочных металлов. Подобно графиту, черный фосфор состоит из слоев Рд (рис. 50). Атомы фосфора в слое группируются в шестиугольники. Каждый атом химически связан с тремя соседними атомами фосфора. [c.205]

Эффективная отрицательная атака на атом азота способствует циклизации. Водород при р-углероде под влиянием группы СК приобретает кислый характер, поэтому наличие оснований вызывает более сильную атаку на атом азота. Из рассмотренного становится очевидным, что щелочи, амины [24], амиды щелочных металлов [35], нуклеофильные реагенты [36] типа органических кислот, фенолов и другие соединения катализируют циклизацию. Даже незначительное содержание некоторых примесей может оказать заметное влияние на циклизацию и направление течения реакции [37]. На процесс образования сопряженных связей влияют регулярность строения макромолекул, молекулярная масса и надмолекулярная структура полимеров. Хироси [38] показал, что для ПАН синдиотактической структуры циклизация протекает при более низкой температуре по сравнению с ПАН атактической структуры. [c.264]

Содержание участков различного строения в макромолекулах бутадиеновых каучуков связано с условияш полимеризации. Сопоставление результатов, полученных различными авторами при исследовании химического строения бутадиеновых каучуков, показывает, что содержание участков строения I,4- ,4 с разветвлениями по .-метиленовой группе в каучуках, полученных в присутствии щелочных металлов, больше, чем в эмульсионных полибутадиенах. Участки 1,4-1,2-1,4 с разветвлением по третичному углеродному атому в звене 1,2 обнаружены, главным образом, в эмульсионных полибутадиенах. Наиболее регулярное строение шдеют литийбутадиеновые каучуки и цис- ,4-полибутадиен, который построен в основном из звеньев [c.32]

Строение первичного продукта присоединения одного атома щелочного металла не исследовалось известно только, что он дает сигнал ЭПР. Можно предположить, что образуется ион-радикал А (типа ионов-радикалов ароматических углеводородов) или что атом калия присоединяется к фосфору с образованием нейтрального радикала Б. Однако данных для выбора одного из этих предположений пока нет.- [c.196]

Гипотеза Григоровича. По мнению В. К. Григоровича, расположение атомов в твердых и жидких простых веществах определяется, в основном, их электронным строением [8]. В металлической решетке, где внешние электроны положительных ионов сильно возбуждены вследствие возмущающего действия соседних атомов, сравнительно небольшой прирост температуры может быть достаточным для наступления перекрытия и обменного взаимодействия внешних р оболочек ионов, не перекрывающихся при низких температурах ([8], стр. 202). Так, например, объемноцентрированная кубическая структура натрия, область существования которой простирается от 30 К до температуры плавления, по Григоровичу, может быть объяснена с помощью следующих соображений. Из экспериментальных данных (об оптических свойствах, эффекте Холла и т. д.) известно, что натрий в твердом и жидком состоянии имеет один электрон проводимости на атом. Это означает, что его валентный электрон с Зз уровня переходит в электронный газ. Атомы натрия в конденсированном состоянии имеют внешнюю 25 2р оболочку. Взаимодействие ионов с электронным газом приводит к сближению и перекрыванию р-орбиталей внешних р оболочек ионов, в результате чего возникают обменные / вухэлектронные о-связи, направленные по трем осям прямоугольных координат. Образование шести связей каждым атомом со своими соседями приводит к простой кубической ячейке со свободным объемом в центре, который может быть заполнен таким же ионом. Так, из двух простых кубических под-решеток, энергетически невыгодных, а потому редко реализующихся в металлах, образуется ОЦК структура, одна из трех типичных металлических структур. Гипотеза Григоровича иллюстрируется рис. 43. Точно так же обосновывается возникновение ОЦК структур и у других щелочных металлов. Для лития, ионы которого имеют 15 оболочку, возникновение ОЦК структуры связывается с предположением о переходе 8 электронов на р уровни. [c.175]

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]

По-видимому, толчком к открытию Циглера послужило обнаружение взаимодействия олефинов с органическими соединениями щелочных металлов. Позднее было найдено, что этой способностью обладают все металлоорганические соединения металлов первых трех групп периодической системы. Реакция этого типа была изучена на примере растворимых соединений алюминия (HAlRj). В результате образуются неразветвленные цепи алифатического строения, содержащие на конце атом алюминия. Рост цепи прекращается в результате реакции вытеснения (диспропорционирования). [c.237]

Много исследований посвящено изучению строения стекла и выяснению особенностей стеклообразного состояния. Обычное стекло состоит из двуокиси кремния, сплавленной с окислами щелочных (К, N8) и других металлов (Са, Ва, РЬ и др.). В таких стеклах каждый атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода, расцоложенными по углам тетраэдра. Атомы кремния и кислорода находятся на расстоянии 1,6 А, как и в кристалле каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния или с одним атомом кремния и одним атомом металла. Таким образом, в стекле имеется более или менее нарушенная трехмерная сетка, свойственная кварцу. Наличие ионов металла приводит к разрушению трехмерной сетки и образованию полимерных цепей разветвленной и линейной структуры. Очевидно, в стекло имеются группировки атомов кремния и кислорода, связанные ковалентными связями, которые между собой соединяются ионными связями [254]. Так, Пребус обнаружил в стекле наличие линейных цепей длиной около 100 А [255]. Естественно, что при большой вязкости стекла упорядочивание этих полимерных цепей очень затруднено и поэтому при охлаждении образуется аморфная масса с неупорядоченной структурой. [c.350]

Способность образовывать координационные соединения не ограничивается переходными металлами, вакантные орбиты ионов к-рых обладают большим сродством к электрону. В настоящее время известно большое число координационных соединений попов с замкнутыми висшними р-оболочками (ионы щелочных и щелочноземельных металлов и галогенов). Представления о К. с. нозволяют объяснить структуру и свойства сольватов (если растворителем является вода — гидратов) этих ионов. Атомы галогенов могут использовать свои неподеленные пары и образовывать не одну связь (как это предполагается в элементарной теории валентности), а по крайней мере, две, а то и три. Это и определяет строение т. паз. мостиковых соединений, в к-рых, как, нанр., в полимерных цепях Р(1С12, атом Р11 связан с четырьмя атомами С], а каяадый атом С1 является мостиком между двумя атомами Р(1. [c.355]

Систематическое рассмотрение типов кристаллических структур и свойств моносоединений щелочных, щелочноземельных металлов, имеющих внешние s-электроны, а также следующих за ними d- и /-переходных металлов II—VIII групп с элементами групп кислорода, азота, углерода, с бором и водородом в связи с их электронным строением, ионизационными потенциалами и электроотрицательностями свидетельствует о том, что при образовании этих соединений имеется непрерывный переход от ионных кристаллов щелочных и щелочноземельных металлов к ковалентноионным соединениям d- и /-переходных металлов полупроводникового характера. Главную роль при этом играет передача валентных электронов от атома металла к атому неметалла, в результате чего образуются ионы с внешними ортогональными р -оболочками, взаимодействие которых носит обменный характер. Металлическая проводимость и отрицательное значение коэффициента Холла таких соединений обусловлены наличием некоторой концентрации свободных электронов, представляющих избыточные, слабосвязанные электроны металла. При отсутствии электронов или в случае захвата их на глубокие 4/-уровни кристаллы имеют свойства полупроводников. [c.189]