Оболочка - благородный газ
Cтраница 2
Другая важная эмпирическая зависимость касается сил осцилляторов при переходах минимальных энергий в расплавленных нитратах щелочных металлов. Они растут также при добавлении к расплаву KNO3 нитратов поливалентных катионов с оболочкой благородного газа. [16]
Суть атомной связи в органических соединениях в том, что для образования общей электронной пары каждый атом-партнер поставляет по одному электрону со своей наружной оболочки. Общее число электронов остается, таким образом, неизмененным, но у каждого атома возникает конфигурация электронов, аналогичная оболочке благородного газа. [17]
Выбор правильного исходного предложения может быть сделан. NaCl металл всегда передает все валентные электроны галогену, кислороду и другим неметаллическим атомам, которые превращаются в анионы с заполненной з2ре - оболочкой благородных газов. На этом представлении основана классическая теория валентности ионных соединений. Эта теория и привела к выяснению происхождения кристаллической структуры карбидов, нитридов, окислов, галогенидов, поскольку переход валентных электронов ведет к образованию ионов с внешними р6 - обо-лочками, перекрытие которых приводит к возникновению шести коротких и сильных а-связей, усиленных кулоновским притяжением катионов и анионов. [18]
Два внутренних ls - электрона, имеющих конфигурацию гелия, образуют замкнутую оболочку ( / ( - оболочку) и сильно экранируют заряд ядра; поэтому внешний электрон лития связан слабо. Так у лития ( и в дальнейшем у Na, К, Rb, Cs) получается электронная конфигурация щелочного металла вследствие присоединения s - эле-ктрона к ядру, окруженному оболочкой благородного газа. [19]
В наиболее широко распространенных вариантах периодической системы водород помещен в главной подгруппе I группы ( в скобках), а в главной подгруппе VII группы - без скобок. Этим условно выражено гораздо большее сходство водорода с галогенами, чем со щелочными металлами, в атомах которых так же, как и в атомах водорода, во внешнем уровне один s - электрон. До устойчивой оболочки благородного газа как в атомах водорода, так и в атомах галогенов не хватает одно го электрона. Присоединяя недостающий электрон, атомы этих элементов превращаются в отрицательно заряженные ионы Н - и Г - соответственно в гидридах и галидах. [20]
Электронные конфигурации благородных газов отвечают особенно большой энергии связи электронов в атоме. Чтобы удалить один электрон из атома благородного газа, надо затратить большую работу, чем из атома всякого другого элемента. Когда к электронной оболочке типа оболочки благородного газа присоединяется еще один электрон, как в атомах щелочных металлов, он оказывается особенно слабо связанным. [21]
Что касается s - элементов, то аналогичная ситуация наблюдается и для элементов больших периодов. У / о-элемен-тов наблюдается другая картина. Если в малых периодах под валентной оболочкой, как и у s - элементов, располагается остов благородного газа, то в атомах р-элементов больших периодов валентным nsn / з-оболочкам предшествуют заполненные ( п - 1) с ( - оболочки сверх оболочки предыдущего благородного газа. Таким образом, трудно ожидать полную аналогию в свойствах серы и селена в высших степенях окисления. С другой стороны, в промежуточных степенях окисления отсутствует какая-либо аналогия между элементом VIA-группы - серой и элементами VIB-группы, например хромом. [22]
Комплекс XIV из полностью трднс-циклододекатриена получается в виде ярко-красных игл. Он рассматривается как ключевой промежуточный продукт при тримеризации бутадиена. Имея во внешней оболочке 10 электронов от никеля и шесть электронов из двойных связей, этот комплекс координационно ненасыщен. Четвертое координационное положение никеля может быть заполнено, например, добавлением 1 моль СО ( двухэлектронный лиганд) при - 80 С, в результате чего формируется оболочка благородного газа с 18 электронами и образуется бесцветный продукт. Тенденция никеля к построению оболочки инертного газа позволяет легко заменить циклододекатриен другими лиган-дами. Так, избыток бутадиена реагирует с комплексом XIV с отрывом циклододекатриена XIII и образованием нового комплекса XV, в котором три молекулы бутадиена связаны в цепь Ci2, содержащую транс-двойную связь и две концевые я-аллильные группировки. Комплекс XV был выделен в виде довольно стабильного промежуточного продукта и охарактеризован путем почти количественного гидрирования до н-додекана. В процессе синтеза в комплексе XV происходит замыкание цикла и образуется XIV или возможно комплекс XIV, в котором четвертое координационное положение заполнено донорной молекулой бутадиена. [23]
Ионы бора и алюминия сильно отличаются от ионов галлия, индия и таллия, хотя вместе они составляют подгруппу IIIA. В ( ОН) 3 проявляет кислые свойства, А. ОН) 3-амфотерное соединение и согласно правилу увеличения основных свойств в направлении сверху вниз ( вследствие увеличения радиусов ионов) следовало бы ожидать увеличения основных свойств у остальных гидроокисей элементов этой подгруппы. ОН) 3 основные свойства выражены слабо. Наружные оболочки ионов бора и алюминия напоминают оболочки благородных газов, а наружные оболочки ионов галлия и других элементов этой подгруппы обладают восемнадцатиэлектронной структурой. [24]
 |
Схема различной ориен - [ IMAGE ] Микроструктура металла. [25] |
Координационное число металла при образовании ОЦК решетки равно восьми. Такая решетка, как уже говорилось, свойственна, например, металлическому натрию, железу при температуре до 911 С. Атом натрия имеет один электрон на внешней электронной оболочке, с помощью которого он образует металлическую связь с другими атомами. В то же время остальные его валентные орбитали являются вакантными. Избыток числа орбиталей над числом электронов приводит к образованию такой структуры, когда каждый атом натрия создает у себя устойчивую восьми-электронную оболочку благородных газов, отстоящих как слева ( Ne), так и справа ( Аг) от натрия в периодической системе. Это достигается при количестве ближайших атомов в кристаллической решетке ( координационном числе) равном восьми. [26]
В случае полярных связей, которые возникают между положительными и отрицательными ионами, например в решетке кристалла соли, природа сил, удерживающих систему в равновесии, не вызывает сомнений: это простые электростатические силы притяжения. Гораздо труднее ответить на вопрос о том, какие факторы ограничивают действие этих сил, в результате чего устанавливается определенное расстояние между противоположно заряженными ионами, иными словами, почему при достаточно большом сближении между этими ионами появляются силы отталкивания. На это квантовая механика дает следующий ответ. Рассмотрим в качестве положительных ионов протоны; они, естественно, будут притягиваться к отрицательным ионам. Так как у замкнутых электронных оболочек, образующихся у ионов решетки простых солей и подобных оболочкам благородных газов, заряд распределен сферически симметрично, тох согласно элементарным законам теории потенциала на протон будет действовать только часть облака заряда, лежащая внутри сферы, на поверхности которой находится протон. Таким образом, в конце концов наступает момент, когда начинает преобладать отталкивание заряда ядра. Так как плотность заряда согласно изложенному на странице 220 и ел. [27]
Смысл этого примечательного вывода состоит в том, что в этом случае благодаря отражению волн де Бройля может возникнуть только стоячая волна, бегущая волна не может иметь места, д) Проводимость веществ. Знак эффекта Холла, Итак, теперь мы имеем все необходимое для построения квантово-механической теории электронов в металле. Интересующихся количественной теорией для трехмерного случая мы отсылаем к специальной литературе. Согласно формуле ( 16) зона имеет О о. По принципу Паули в каждом состоянии может находиться только один электрон. Электрон в атомной связи без учета спина можно охарактеризовать квантовыми числами п, I и mt ( см. стр. Для кажж тройки этих чисел, характеризующей зону, на атом может приходиться по два электрона. Напротив, у атомов щелочных элементов снаружи - атомного остатка с конфигурацией благородного газа имеется отдельный я - электрон. Однако согласно принципу Паули благодаря спину атом может иметь два / ts - электрона. Таким образом, зона, относящаяся к валентному электрону, занята только наполовину. Как влияет разная занятость зон на проводимость. Для перехода электрона в соседнюю зону этой энергии обычно недостаточно. Если же все более высокие уровни оказываются занятыми ( оболочки благородных газов), такой переход невозможен, вещество является изолятором. Другое дело в случае атомов щелочных элементов, у которых всегда возможны такие переходы вследствие того, что зона занята лишь наполовину, поэтому щелочные металлы в твердом состоянии являются типичными электронными проводниками. Сложнее обстоит дело в случае щелочноземельных металлов, у которых на я - оболочке находятся два электрона. То, что эти вещества все же являются проводниками, объясняется тем, что соседняя зона лежит на столь малом расстоянии от я - зоны, что электроны легко переходят в нее. [28]
Страницы: 1 2