Гафний электронная структура

Следует отметить, что гафний — первый элемент, открытый в результате изучения электронной структуры атома как аналог циркония. [c.78]

Элементы подгруппы титана. Титан Т1 и его электронные аналоги — цирконий 2г, гафний Hf и искусственно полученный в 1964 г. курчатовий Ки являются элементами побочной подгруппы четвертой группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Электронная структура их атомов выражается формулой. .. п— 1)с1 где п — номер внешнего слоя, совпадающий с номером периода. При возбуждении атома внешние л-электроны распариваются, поэтому титан и его аналоги могут проявлять валентность, равную двум. Но более характерно для них четырехвалентное состояние, отвечающее максимальному числу неспаренных электронов на валентных энергетических подуровнях [c.315]

Окислы. Атом кислорода невелик, его радиус меньше радиусов атомов углерода и азота однако настоящие фазы внедрения кислорода — только твердые растворы и низшие окислы переходных металлов. В силицидах и боридах фактором, препятствующим образованию фаз внедрения, является большой атомный радиус, в окислах такой фактор — электронная структура атома кислорода. Электронная оболочка атома кислорода ls 2s 2p имеет два неспаренных электрона. Кислород подчиняется правилу октета, и завершенная электронная структура может быть получена путем приобретения двух электронов. Поэтому у кислорода донорная способность ослаблена склонностью к поглощению электронов. Цирконий и гафний легче отдают электроны, поэтому только титан образует с кислородом фазу переменного состава на основе окисла TiO с преимущественно металлической связью (радиус кислорода в ней 0,7 A) и координационным числом титана 6. [c.236]

В ряде работ [156] в качестве компонентов каталитического комплекса использовались соединения переходных металлов — аналогов по электронной структуре титана и ванадия гафния, актиния, тантала и тория. Аналогами алюминия являются галлий и таллий. Аналоги титана, ванадия и алюминия должны быть более реакционноспособными, так как энергетические уровни их валентных электронов выше, больше размеры атома и, следовательно, выше их склонность к поляризации. [c.189]

Известные аналитические и технологические трудности разделения элементов-аналогов (цирконий и гафний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам), металлов платиновой группы и группы редких земель также могут быть объяснены общностью свойств в связи со сходством электронных структур и тождественностью или близостью радиусов их ионов или атомов. [c.18]

В IVB подгруппу (подгруппа титана) входят титан Ti, цирконий Zr, гафний Hf и искусственно полученный элемент № 104 — курчатовий Ки. Электронная структура их атомов представлена в табл. 19. [c.243]

Описать электронную структуру атомов хрома, иттрия, гафния, актиния вероятную структуру атома элемента с порядковым номером 105. [c.14]

На каком основании в ряде случаев в подгруппу титана включается торий Сравнить электронную структуру атомов гафния, тория и курчатовия, их валентные возмол ности, химические свойства гафния и тория. [c.197]

В табл. 16 приведена электронная структура элементов титана, циркония и гафния. [c.65]

Электронная структура атома гафния К -L -М -N -bs bp bdP-% . Электронная структура атома гафния и ионов НР , для bd- и б5-орбиталей [c.126]

Редкими землями называется группа из пятнадцати химически-сходных элементов, расположенная в периодической таблице между барием (II группа) и гафнием (IV группа). В то время, когда это название давалось, термин редкие земли был выбран, с одной стороны, для обозначения относительной редкости этих элементов, с другой—-для указания сходства их окислов с окислами щелочноземельных. металлов. Ввиду того, что периодический закон предусматривал между барием и гафнием только один элемент, существование редкоземельной группы в течение некоторого времени являлось загадкой. Развитие теории строения атомов показало, что объяснение этого факта лежит в их необычной электронной структуре. [c.35]

Ныне одной из важнейших проблем в учении о химических элементах и периодической системе является проблема 104 элемента, синтез которого недавно был осуществлен, но химические свойства еще не изучены. Этот элемент по структуре электронной оболочки должен относиться к с1-эле-ментам и являться аналогом 72-го элемента гафния. Если последнее будет доказано, то актиноидная гипотеза Сиборга получит блестящее подтверждение и окончательно снимет с повестки дня проблему актиноидов. [c.290]

При увеличении числа связей, образуемых данным ионом металла с соседями, возрастает прочность металла и повышается энтальпия испарения (сублимации). Полинг, рассматривавший структуры решеток металлов с позиций теории ВС, отметил, что прочность металлов возрастает при переходе от металлов, имеющих малое число валентных электронов, к металлам переходного характера с его точки зрения металлы, имеющие частично незаполненные d-зоны, располагают большим числом электронов для осуществления межионных связей, а потому и должны быть прочнее. Энтальпия сублимации, отнесенная к одному электрону, действительно изменяется в ряду металлов от I до V группы таким образом, что ее максимальное значение приходится на титан, цирконий и гафний, а энергия, отнесенная к одному электрону, колеблется в пределах 84—168 кДж/моль, что близко к обычным энергиям химической связи. Необходимо, конечно, учитывать, что распределение энергии по большему числу связей скажется на падении ее значения на одну связь. Значение энтальпии испарения металлов имеет, в общем, тот же порядок, что и у ионных кристаллов, однако проводить сравнения трудно из-за влияния природы анионов. Соответствующие значения для хлоридов калия, натрия, магния лежат в пределах 125—168 кДж/моль, а энтальпия испарения металлического натрия равна 100,3. [c.285]

Металлами четвертой группы периодической системы Д. И. Менделеева являются титан Т1, цирконий 2г и гафний НГ. Торий ТН, относящийся к группе актиноидов, очень близок по свойствам к подгруппе титана и также имеет структуру -металла. Общая электронная формула этой подгруппы d s , но 2г и НГ имеют вакантные электронные уровни и поэтому их восстановительные свойства сильнее выражены и для них высшие степени окисления более характерны (табл. 12.10). [c.325]

Физические и химические свойства. Титан, цирконий и гафний, как и все переходные элементы,— металлы. Они существуют в двух полиморфных модификациях при низкой температуре их решетка гексагональная плотноупакованная (к.ч. 12 а-модификация), при высокой — объемно-центрированная кубическая (к.ч. 8 -модификация). При таких больших координационных числах имеющихся валентных электронов недостаточно для образования обычных валентных связей, поэтому у них реализуется металлическая связь, основанная на обобществлении валентных электронов всеми атомами. Отличительная особенность металлической связи — отсутствие направленности, вследствие чего в кристалле возможно значительное смещение атомов без нарушения связи. Этим объясняется высокая пластичность всех трех металлов, в первую очередь их а-модификаций. Наиболее пластичен титан, гафний наиболее тверд и труднее поддается механической обработке.,/Образование о.ц.к. структур у -модификаций, по всей вероятности, связано с некоторой локализацией связи появление определенной направленности, характерной для ковалентной связи, объясняет большую твердость и меньшую пластичность -модификаций титана, циркония и гафния. [c.211]

Сплавы титана с металлами. К числу наиболее существенных факторов, определяющих взаимодействие в металлических системах и поддающихся сценке, относятся соотношение размеров атомов, электронное строение и число валентных электронов, тип кристаллической структуры. Сходство ЕО взаимодействии титана, циркония и гафния с другими металлами обусловлено аналогичным строением их атомов, совпадением структур обеих полиморфных модификаций, а небольшое различие — тем, что атом титана имеет несколько мень- [c.237]

Подгруппа титана (Ti, Zr, Hf). Кристаллы каждого из этих элементов существуют в двух модификациях. Низкотемпературная а-модификация характеризуется гексагональной плотной упаковкой атомов -модификация обладает ОЦК структурой. Отношение параметров решетки da у гексагональных упаковок составляет около 1,59 оно несколько меньше, чем при гексагональной плотной упаковке шаров. Энтропия плавления титана, циркония и гафния мала. Хотя дифракционные исследования строения жидких фаз еще не производились, можно думать, что в окрестности температуры плавления среднее координационное число атомов жидкости остается почти таким же, как в ОЦК кристаллах (см. табл. 16). Температурный интервал существования жидкой фазы очень велик. У циркония он составляет более 2500 К, а у гафния — более 3000 К. Можно предполагать, что в жидкой фазе четыре валентных s- и d-электрона обобществлены и таким образом концентрация электронного газа (или электронной жидкости ) велика. Поэтому жидкая фаза сохраняет устойчивость до температур 4—5 тыс. градусов. С этих позиций можно пытаться истолковать и аномально большие энтропии испарения. Они могут быть обусловлены иониза- [c.189]

Физико-химические характеристики титана и его аналогов дефектность <1- электронной оболочки, средние по величине значения потенциалов ионизации и атомных радиусов, высокие температуры плавления и типичные для металлов плотноупакованные структуры обуславливают многообразие металлохимических возможностей этих элементов. Титан и его аналоги цирконий и гафний образуют непрерывные твердые растворы друг с другом в обеих модификациях. Это тройная система является единственным примером системы, в которой реализуется два вида непрерывных твёрдых трехкомпонентных растворов в двух модификациях (а+р - Т1). Со многими переходными металлами они также образуют твердые растворы замещения, часто непрерывные (Р-Т1 с ванадием). При этом по мере увеличения различия в электронной конфигурации атомов растворимость элементов в титане [c.120]

Такую же структуру двух внешних электронных слоев, как у титана, имеют и другие влементы, сходные с ним (цирконий, гафний, торий). Поэтому все они выделены в побочную подгруппу IV группы (подгруппу титана) Ti, Zr, Hf и Th. [c.365]

Одновременно раскрыта и причина деления элементов каждой группы периодической системы на главную и побочную подгруппы. У атомов элементов больших периодов после заполнения электронами подуровня наружного энергетического уровня очередные электроны размещаются на подуровне 3 второго снаружи энергетического уровня (стр. 41). Строение же наружного энергетического уровня в основном сохраняется у десяти элементов подряд. В каждой группе появляются элементы, в атомах которых строение наружного энергетического уровня не сходно с таковым для типических элементов группы. Например, структура наружного энергетического уровня у атомов типических элементов четвертой группы — углерода и кремния — пз пр у германия, олова и свинца — такая же структура — п8 пр -, у титана, циркония и гафния на наружном энергетическом уровне имеется только 2 -электрона (и ), а два электрона находятся на -подуровне второго снаружи энергетического уровня. Однако эти электроны принимают участие в образовании химической связи, поэтому максимальная валентность всех элементов этой группы одинакова и равна четырем. [c.51]

В чем же оно заключается Прежде всего, в легком проявлении церием четырехвалентности. Валентное состояние 4 + по устойчивости немногим отличается от 3- -для церия. Это легко объяснить недостаточной прочностью связи его двух 4/-электронов. Четырехвалентные соединения церия во многих чертах сходны с таковыми для других элементов IV группы — титана, циркония, гафния и тория. Веские доказательства приводит кристаллохимия например, фторид церия СеГ имеет одинаковую кристаллическую структуру с тетрафторидами прочих представителей подгруппы титана. Имеются, наконец, определенные черты сходства этих элементов и в металлическом состоянии. [c.191]

Согласно теории ВС, координационное число (к.ч.) равно числу орбиталей, пригодных для образования связей. У титана, циркония и гафния таких орбиталей девять. Однако максимально реализуемое к.ч. зависит не только от возможностей центрального атома, но и во многом от свойств лиганда, от его электронной структуры, поляризуемости, размеров и т. д. (рис. 62). Для титана наиболее характерны к.ч. 6 и 4, очень редко 7. Титан акцептирует отрицательные заряды лигандов, пока эффективный заряд на нем не будет значительно снижен. Так, в Т1С11 эффективный зарядна атоме Т1 приблизительно -Ь1. Легко поляризуемые лиганды, например крупный ион С1 , легко и отдают заряд, поэтому для передачи суммарного заряда их требуется меньше, чем слабополяризуемых лигандов, таких, как небольшой ион Р. Отсюда в первом случае более характерно к.ч. 4, во втором — [c.210]

Перестройка электронной структуры у первых элементов ряда приводит к существенному отличию изложенного выше представления от актинидной теории. Поведение всех элементов ряда может быть описано свойствами не одного элемента-пред-шественника, а нескольких первых членов Ас, ТЬ, Ра и и. С этой точки зрения группа элементов от ТЬ до могла бы быть названа актинидно-уранидной. Существенно, что аналогии ак-тинидно-уранидного ряда, хотя и неполные, распространяются на ряды переходных Зй-, 4й- и 5й-элементов, в том числе на гафний, тантал и вольфрам. [c.16]

Анализ электронных структур моноокиси гафния (НЮ) и его полуторного окисла (HijOg) показал, что эти соединения термодинамически менее устойчивы, чем двуокись гафния [2, 3]. Поэтому они не образуются при окислении металла кислородом ни как промежуточные, ни как конечные продукты. В то же время для циркония возможно образование метастабильной моноокиси ZrO с кубической структурой [4]. [c.129]

При п- -1 = 7 первым заполняется уровень, соответствующий п = 4, 1 = 3 (4/) и лишь затем следуют 5 -, бр-уровни и начинающий седьмой период 75-уровень. Поэтому, хотя в атомах следующего за барием элемента — лантана и появляется 5 -элeктpoн (5 6s2), в атомах четырнадцати элементов — от церия до лютеция, расположенных за лантаном, идет заполнение третьей снаружи электронной оболочки /-электронами (церий — 4/5 6s2, лютеций — 4/ 5 652). И лишь начиная с гафния, продолжается достраивание пятой оболочки -электронами, которое заканчивается в атомах ртути (4f 5 °6s2). Шестой период системы Менделеева заканчивается радоном 4/ 5 бs2p6), а в седьмом периоде до открытия заурановых элементов было известно всего шесть элементов. Если электронные структуры первых трех элементов седьмого периода не вызывали споров (например, для актиния — 6 7s2), то для тория и более тяжелых элементов электронные структуры стали ясны лишь после исследования заурановых элементов. В свое время мы рассмотрим этот вопрос подробнее, а пока остановимся, [c.38]

В длиннопериодной ( рме таблицы элементов, непосредственно отражающей порядок заполнения АО электронами, лантаноиды и актиноиды располагаются между IIIB и IVB группами, так как после образования электронных структур их атомов электроны начинают заполнять вакантные места в -орбитали. В б-м периоде при этом образуются атомы d-элементов с гафния по ртуть — (Хе) 6s 4/ 5инертным газом радоном — (Xe)4/ 5d 6s 6p . 7-й период, как незавершенный, заканчивается двумя d-элементами курчатовием (№ 104) и нильсборием (№ 105), следующими за актиноидами. [c.48]

Электронные конфигурации атомов элементов 104—121 в основном состоянии приведены в табл. 4. Эти электронные структуры аналогичны структурам трансактинидов, изображенным на рис. 1 и 2. В соответствии со сказанным ранее, у атомов элементов 104—112 заполняются электронами 6й-уровень и они являются гомологами элементов от гафния до ртути. Элементы 113—118 образуются путем заполнения электронами 1р-уровня и являются аналогами элементов от таллия до радона. Элемент [c.27]

Как было отмечено выше, структура больших (4-го и 5-го) и сверхбольших (6-го и 7-го и т. д.) периодов определяется наличием своеобразных вставок, включающих элементы, у которых заполняются внутренние, пропущенные ранее электронные оболочки. Начиная с 4-го периода, появляются вставные декады d-элементов, которые представляют собой связующее звено между s-и р-элементами. Начиная с 6-го периода, помимо указанных вставных декад, между лантаном (5d 6s-) и гафнием (5d 6s ), а также актинием (6d4s-) и курчатовием (6d 4s"-) вклиниваются семейства лантаноидов и актиноидов, содержащие по 14 элементов, у которых, в общем, происходит заполнение (п—2)/-оболочки. Все эти элементы (d- и /-) называются переходными. В отличие от s- и р-элементов валентными у d- я /-элементов являются пе только электроны внешнего слоя, но и незавершенных внутренних. Это обстоятельство обусловливает две их химические особенности. Во-первых, возможность [c.15]

Существование в Периодической системе вставных d и /-рядов существенно влияет на ионизационные потенциалы и атомные (ионные) радиусы последующих элементов. Особенно велико влияние заполненного 4/1 -слоя, которое называется лантаноидным сжатием (контракцией). Это явление заключается в том, что наличие завершенного 4/14-уровня способствует уменьшению объема атома за счет взаимодействия оболочки с ядром вследствие последовательного возрастания его заряда. Поэтому, наприм(ф, с увеличением атомного номера в ряду лантаноидов происходит неуклонное уменьшение размеров атома. Это же явление объяенж т целый ряд особенностей, характерных для d- и sp-элементов VI периода, следующих за лантаноидами. Так, лантаноидная контракция обусловливает близость атомных радиусов и ионизационных потенциалов, а следовательно, и химических свойств -элементов V и VI периодов (Zr—Hf, Nb—Та, Мо—W и т. д.). Особенно ярко это выражено у элементов-близнецов циркония и гафния, поскольку гафний следует непосредственно за лантаноидами и лантаноидное сжатие компенсирует увеличение атомного радиуса, вызванное появлением дополнительного электронного слоя. Эффект лантаноидной контракции простирается чрезвычайно далеко, оказывая влияние и на свойства sp-элементов VI периода. В частности, для последних характерна особая устойчивость низших степеней окисления Т1+ , РЬ , Bi+з, хотя эти элементы принадлежат, соответственно, к III, IV и V группам. Это объясняется наличием так называемой инертной б52-эле- ктронной пары, не участвующей в образовании связей группировки электронов, устойчивость которой опять-таки обусловлена лантаноидной контракцией. У таллия, свинца и висмута участвуют в образовании связи лишь внешние бр-электроны (Tl[6s 6p ], Pb[6s 6p2], Bi[6s 6p ]). Аналогичное явление актиноидной контракции , по-видимому, также должно наблюдаться, хотя и в меньшей степени. Однако проследить это влияние пока невозможно вследствие малой стабильности трансурановых элементов и незавершенности VII периода. Таким образом, положение металла в Периодической системе и особенности структуры валентной электронной оболочки играют определяющую роль в интерпретации химических и металлохимических свойств элементов. [c.369]

Группу скандия, относимую к -элементам, можно было бы почти с таким же успехом рассматривать как семейство элементов, родственных алюминию. Свойства орбиталей этих металлов таковы, что поведение их 5 й(-электронов не сильио отличается от поведения, 92р-электронов алюминия. В основе как иона АР-ь, так и ионов М + группы скандия лежит структура инертного газа связи в большинстве соединений алюминия и металлов группы скандия преимущественно ионные, и -орбитали элементов группы скандия, по-вндимому, ие оказывают значительного влияния на свойства нх соединений. От.метим, напрпмер, последовательное изменение от А1 + к Га значения pH, при котором акватированный ион(III) находится в равновесии с осадком М(ОН)з. Тенденции в изменении как кислотно-основных, так и окислительно-восстановительных свойств в этой группе очень сходны с ходом изменения этих свойств в группе щелочноземел1з-ных металлов. Наличие лантаноидов (4/-элементов) с 2 от 57 до 71 и происходящее вследствие этого повыше ше заряда ядра у переходных элементов ряда гафния на 32 единицы по сравнению с зарядом ядра у аналогичных элементов ряда циркония [c.329]

Кремний 0ТН0СР1ТСЯ к четвертой груцпе периодической системы элементов Д. И. Менделеева и по своим свойствам и свойствам своих соединений является типичным представителем этой группы элементов. Если рассматривать соотношения между кремнием и двумя подгруппами IV группы периодической системы элементов, представленными, с одной стороны, германием (экасилицием Д. И. Менделеева), оловом и свинцом и, с другой, титаном, цир-лонием, гафнием и торием, то оказывается, что свойства кремния, ш ак нейтрального атома, определяемые расположением электро-иов на внешней орбите, более близки к свойствам подгруппы, включающей германий (однотипность структуры кристаллической решетки элементов, внеп1ние кристаллографические формы и т. д.). Если же рассматривать свойства атомов, находящихся а5 ионизированном состоянии, т. е. лишенных валентных электронов, то кремний оказывается тогда более близким по структуре н свойствам к элементам подгруппы титана. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология