Cтраница 4
Сжатие атомов лантаноидов влечет за собой увеличение потенциалов ионизации и уменьшение активности. Металлы, стоящие непосредственно за лантаноидами, благодаря сжатию имеют сильно пониженную активность, часто меньшую, чем у стоящих над ними. Это приводит к тому, что в побочных подгруппах, кроме подгруппы IIIB, радиусы атомов элементов VI периода оказываются почти такими же, как и радиусы элементов V периода той же подгруппы. В побочных подгруппах ( кроме IIIB) активность металлов обычно растет снизу вверх, а не сверху вниз, как в главных подгруппах. Для иллюстрации сошлемся на потенциалы ионизации и электродные потенциалы никеля, палладия и платины. [46]
Так, бериллий и кальций являются частичными электронными аналогами, а кальций и барий - полными. Разделение элементов на группы по электронной аналогии внутри каждой группы элементов полезно при классификации свойств элементов и мы этим приемом будем пользоваться систематически. Восстановительная активность атомов и простых веществ увеличивается с возрастанием порядкового номера элемента. Это определяется последовательным увеличением главного квантового числа внешней электронной оболочки атомов, приводящего к увеличению радиусов элементов. Особенность поведения лития в водных средах уже рассматривалась при обсуждении общих свойств металлов; она связана с тем, что процесс окисления лития при этом в большей мере, чем для других ионов, стимулируется гидратацией его иона. Способность к комплексообразо-ванию у большинства рассматриваемых элементов выражена слабо. В качестве комплексообразователей в комплексных соединениях невысокой устойчивости выступают ионы лития и бериллия, имеющие самые малые значения радиусов. Координационные числа этих элементов в комплексных соединениях ( 2 - для Li и 4 - для Ве2) небольшие, но они увеличиваются с ростом размеров ионов при переходе к более тяжелым элементам. Однако прочность комплексных соединений остальных элементов в качестве комплексообразователей крайне невысока, что связано с большими значениями их радиусов. По способности образовывать комплексные соединения и по другим свойствам магний проявляет диагональное по периодической системе сходство с литием. Диагональное сходство элементов часто наблюдается потому, что переход к следующему периоду сопровождается увеличением главного квантового числа внешней электронной оболочки атома элемента и, как следствие, увеличению радиуса и уменьшению первой энергии ионизации атома. Но переход к следующему элементу вправо по периоду ведет к увеличению заряда ядра и, соответственно, сжатию электронной оболочки и, во многих случаях, повышению первой энергии ионизации атома. Таким образом, переход в периодической системе вниз и вправо от одного элемента к другому как бы оставляет некоторые свойства атома без изменения или изменяет, но немного. [47]
В пределах IVA-группы наблюдается немонотонная зависимость свойств от положения элемента в группе. Так, ОЭО германия оказывается больше, чем кремния, хотя первый потенциал ионизации германия меньше. С учетом четырех потенциалов ионизации оказывается, что прочность связи валентных электронов с ядром выше у атома германия. Этим и объясняется более высокое значение ОЭО германия по сравнению с кремнием. Радиусы элементов также изменяются немонотонно. При переходе от С к Si наблюдается резкое возрастание атомного радиуса, а затем радиус меняется незначительно. [48]
Устойчивость соединений, где элементы находятся в состоянии окисления 7, растет в последовательности: Mn, Tc, Re. Небольшой атомный радиус и плотная упаковка, кубическая объемноцентрированная решетка у Мп и гексагональная у Тс и Re определяют относительно высокие температуры плавления. Они растут вниз по подгруппе. Следовательно, они труднее отдают электроны. Радиусы элементов в подгруппе VIIB изменяются незначительно. Устойчивость соединений высшей степени окисления 7 растет от марганца к рению, а их окислительные свойства падают. Радиусы ионов в степени окисления 7 растут от Мп к Re, поэтому гидроксиды элементов являются сильными кислотами, свойства которых падают от марганца к рению. [49]