Cтраница 3
При потере 4 ва-летных электронов образуется Тг - 1 1, обладающий таким же устойчивым строением, как атом аргона. Для объяснения этого строения принимается, что один из валентных электронов перешел на третью оболочку. Аналогично для двухвалентного титана допускается, что два электрона переместились из четвертой оболочки. Такие же принципы положены в основу при определении строения других элементов с переменной валентностью. [31]
Очевидно, что при дальнейшем увеличении числа электронов в атомах элементов, следующих за барием, может итти заполнение оболочек или 4 / -, или bd - или, наконец, 6 / - электронами. Уже в четвертом и пятом периодах системы Менделеева, содержащих по 18 элементов, заполнение d - мест второй снаружи оболочки происходило раньше заполнения р-мест наружной оболочки. В атомах же двадцати четырех элементов, расположенных между барием и таллием, идет заполнение четвертой оболочки / - электронами и пятой оболочки d - элек-тронами. [32]
Уже в четвертом периоде таблицы Менделеева, начиная со скандия, очередные электроны попадают не в наружный четвертый слой, а в предыдущий. Именно поэтому у элементов с атомными номерами от 21 до 30 разница в свойствах не такая резкая, как у более легких элементов. Подобная же картина наблюдается в пятом периоде, И здесь, начиная с иттрия, новые электроны заполняют не пятую, а предпоследнюю, четвертую оболочку - прч этом образуется еще один ряд так называемых переходных металлов. Перенеся эту аналогию на шестой период. [33]
Хотя атомная упаковка и электронная конфигурация, свойственные внешним базисным плоскостям обоих металлов, могут оказывать значительное влияние на физическую адсорбцию, следует, вероятно, учитывать также и влияние ближайшего нижнего слоя. Можно ожидать, что это влияние на поверхностное силовое поле в случае меди будет более резко выраженным, чем в случае цинка. Кроме того, периодичность силовых полей на этих двух поверхностях различается тем, что цинк обладает более открытой. При переходе от меди к цинку в четвертой оболочке добавляется второй s - электрон и можно ожидать, что связанные с поверхностью электронные облака будут быстро стягиваться. То же самое справедливо и для аналогичных переходов от серебра к кадмию и дт золота к ртути. [34]
Однако энергия связи электронов первых подгрупп данной оболочки может быть большей, чем энергия электронов последних подгрупп предыдущей оболочки. Поэтому 19 - й электрон атома калия и 20 - й электрон атома кальция не начинают постройки Sd-подгруппы, а занимают 4 - 5-положение, так как это соответствует большей энергии связи их в атоме. Таким образом, последовательность в образовании электронами оболочек атома в этом случае нарушается. И только когда наиболее выгодная в энергетическом отношении s - подгруппа четвертой оболочки достроена, следующие электроны в атомах скандия, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля и меди окончательно достраивают третью оболочку. [35]
Уже в четвертом периоде таблицы Менделеева, начиная со скандия, очередные электроны попадают не в наружный четвертый слой, а в предыдущий. Именно поэтому у элементов с атомными номерами от 12 до 30 разница в свойствах не такая резкая, как у более легких элементов. Подобная же картина наблюдается в пятом периоде. И здесь, начиная с иттрия, новые электроны заполняют не пятую, а предпоследнюю, четвертую оболочку - образуется еще один ряд так называемых переходных металлов. [36]
Очевидно, что при дальнейшем увеличении числа электронов в атомах элементов, следующих за барием, может итти заполнение оболочек или 4 / -, или 5rf - или, наконец, бр-электронами. Уже в четвертом и пятом периодах системы Менделеева, содержащих по 18 элементов, заполнение rf - мест второй снаружи оболочки происходило раньше заполнения р-мест наружной оболочки. Так и в шестом периоде заполнение бр-мест начинается только с элемента № 81 -таллия. В атомах же двадцати четырех элементов, расположенных между барием и таллием, идет заполнение четвертой оболочки / - электронами и пятой оболочки rf - электронами. [37]
При увеличении числа электронов в атоме заполняются те свободные состояния, которые соответствуют наинизшей энергии. Дальше же такая простая закономерность нарушается. Например, оказывается, что первый слой четвертой оболочки соответствует меньшей энергии, чем третий слой третьей оболочки. У атома же леза ( № 26) заполнены первые две оболочки ( 10 элек тфонов), первые два слоя третьей оболочки ( 8 электро нов), в третьем же слое заполнено 6 мест из 10 вакант ных. Оставшиеся 2 электрона размещаются в первом слое четвертой оболочки. [38]
Однако энергия связи электронов первых подгрупп данной оболочки может быть больше, чем энергия связи электронов последней подгруппы предыдущей оболочки. Поэтому 19 - й электрон атома калия и 20 - й электрон атома кальция не начинают постройки Sd-подгруппы, а занимают 4з - положение, что соответствует большей энергии связи их в атоме. Этим нарушается последовательность в образовании электронами оболочек атома. Когда наиболее выгодная в энергетическом отношении s - подгруппа четвертой оболочки достроена, следующие электроны в атомах скандия, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля и меди окончательно достраивают третью оболочку. То же самое повторяется и при заполнении следующих оболочек. Этим объясняется образование побочных групп в периодической системе элементов. [39]
Однако энергия связи электронов первых подуровней данной оболочки может быть большей, чем энергия электронов последних подуровней предыдущей оболочки. Поэтому 19 - й электрон атома калия и 20 - й электрон атома кальция не начинают постройки Зо. Таким образом, последовательность в образовании электронами оболочек атома в этом случае нарушается. И только когда наиболее выгодный в энергетическом отношении s - подуровень четвертой оболочки достроен, следующие электроны в атомах скандия, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля и меди окончательно достраивают третью оболочку. [40]
Как можно заметить, у элементов от Sc до Ni предпоследняя оболочка не заполнена. Поэтому можно сказать, что первым элементом с устойчиво заполненной оболочкой М является цинк. Элементы от Sc до Си имеют целый ряд характерных свойств, которые следует связать с наличием незаполненной предпоследней оболочки; к этим свойствам относятся, например, переменная валентность и образование окрашенных парамагнитных ионов. Все они называются переходными элементами - название, раньше применявшееся к триадам Fe, Co a Ni, Ru, Rh и Pd и Os, r и Pt. После Кг происходит тот же процесс, что и после аргона, причем один и два электрона переходят на пятую оболочку у Rb и Sr, соответственно, а затем, начиная с Y и дальше, заканчивается заполнение четвертой оболочки. [41]
Однако энергия связи электронов первых подуровней данной оболочки может быть большей, чем энергия электронов последних подуровней предыдущей оболочки. Так, первая электронная пара четвертой оболочки ( 45-электроны) обладает несколько большей энергией связи, чем электроны последнего подуровня третьей оболочки ( Зс. Поэтому 19 - й электрон атома калия и 20 - й электрон атома кальция не начинают постройки Sd-подуровня, а занимают 4-положение, так как это соответствует большей энергии связи их в атоме. Таким образом, последовательность в образовании электронами оболочек атома в этом случае нарушается. И только когда наиболее выгодный в энергетическом отношении s - подуровень четвертой оболочки достроен, следующие электроны в атомах скандия, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля и меди окончательно достраивают третью оболочку. [42]