Cтраница 3
В настоящее время структуры большинства металлов хорошо известны. Разделив пополам расстояние между центрами любых двух смежных атомов в решетке металла, получаем атомный радиус. Значения атомных радиусов металлов приведены в табл. 1.3. Атомные радиусы металлов в периодах уменьшаются, так как при одинаковом числе электронных, слоев в атомах металлов возрастает заряд ядра, а следовательно, и притяжение ядром электронов. Так, для элементов третьего периода Na, Mg и Al ra соответственно равны 189, 160, 143 пм. Сравнительно медленно уменьшается га элементов вставных декад, особенно в триадах элементов, входящих в VIII группу. [31]
![]() |
Изменение атомных радиусов элементов-аналогов с возрастанием атомного. [32] |
Возрастание ковалентных радиусов от азота к сурьме в V группе происходит с зигзагообразными отклонениями, повторяющимися и на кривой их металлических радиусов. Ветвь кривой атомных радиусов - переходных металлов располагается слева от кривой для элементов подгруппы азота, а ветвь для / - переходных металлов Vc подгруппы - празеодима, диспрозия и протактиния - занимает крайнее левое положение. По значению атомного радиуса ванадий заметно смещен вправо по отношению к ниобию и танталу. [33]
Вскоре после того, как был сформулирован первый ряд грубых значений атомных радиусов для кристаллов всех типов [ W. L. Bragg, Phi... Между 1920 и 1927 гг. Ланде, Вазаштерна, Гольдшмидтом и Паулингом были составлены полные ряды значений ионных радиусов; эта работа будет изложена в гл. В том же году Гольдшмидт опубликовал значения атомных радиусов, полученные из металлов и из неметаллических ковалентных кристаллов [ V. [34]
![]() |
Электроотрицательность элементов ( по шкале Полин га и положение их в Периодической таблице.| Периодичность температур кипения элементов. [35] |
Стандартная энтальпия плавления изменяется подобным образом, в соответствии с порядковым номером ( зарядом ядра) элемента. Зависимость температуры кипения от порядкового номера элемента показана на рис. 15.3. Стандартные энтальпии испарения ( разд. На рис. 15.4, а показана зависимость значений атомных радиусов от порядковых номеров элементов, а на рис. 15.4, б сравниваются размеры некоторых атомов и ионов. [36]
В табл. 71 приведены атомные радиусы металлов. Для металлов, кристаллизующихся в структурах с координационным числом 12 ( плотные упаковки), за радиус в таблице взята половина межатомного расстояния, найденного рентгеноструктурным методом. В случае металлов, кристаллизующихся в решетке с координационным числом, не равным 12, значения атомных радиусов несколько исправлены с целью получения сравнимых величин, поскольку известно, что атомный радиус изменяется в зависимости от координационного числа решетки, в которой содержится данный атом ( стр. [37]
Сплавы, содержащие элементы только первых Б - подгрупп, обладают типичными металлическими свойствами. Сколько-нибудь широкие области твердых растворов существуют лишь в системах, образованных элементами одной и той же подгруппы, причем, разумеется, как и в других системах, играет роль и размерный фактор. Так, Cd и Hg дают твердые растворы в широкой области составов, а Cd и Zn - лишь в узкой области, что согласуется со значениями атомных радиусов: Zn 1 37 A, Cd 1 52 A, Hg 1 55 А. С другой стороны, кадмий и олово практически нерастворимы друг в друге. Если оба металла принадлежат к последним Б подгруппам, в ряде случаев образуются соединения состава 1: 1 со структурой NaCl, например SnSe, SnTe, PbSe и РЬТе. [38]
Вследствие лантаноидной контракции атомные радиусы последующих d - элементов аномально малы. Это явление, однако, выражено слабее, что объясняется, во-первых, относительно большим удалением d - оболочки от ядра, а во-вторых, меньшей плотностью - состояний по сравнению с f - уровнем. На значениях атомных радиусов элементов, следующих за 2 - й и 3 - й декадами, d - контракция практически не сказывается. [39]
![]() |
Координационные числа ( Z ] и коэффициент компактности ( / для различных структур. [40] |
Важной структурной характеристикой, связанной с координационным числом, является атомный радиус, который равен половине межатомного расстояния. Последнее, как было показано ранее, отвечает такому положению атомов, при котором энергия решетки минимальна. В кристалле значение атомного радиуса становится более определенным. [41]
При изучении структур кристаллов элементарных веществ можно вывести атомные радиусы согласно экспериментально определенным межатомным расстояниям. Измеренная сумма радиусов удовлетворяет бесконечному количеству слагаемых. Поскольку атомы одного и того же элемента могут находиться в различных электронных состояниях в зависимости от типа химического соединения, то нельзя подставить в рассматриваемую сумму радиусов значение атомного радиуса, определенного, например, в кристаллах металла. Поэтому для построения шкалы ионных радиусов необходимо использовать теоретически рассчитанные, или непосредственно определенные значения радиуса одного из ионов преимущественно ионного соединения. [42]
Тем самым открывается очень важная для химии возможность определять размеры ( точнее сферы действия) отдельных атомов и ионов. Например, радиус иона Na равен 98, радиус иона С1 - - 181 пм. Обычно кристаллические структуры веществ изображают более схематично, не считаясь с размерами частиц, а указывая лишь их взаимное расположение ( рис. I. Из сопоставления значений ионных и атомных радиусов видно, насколько сильно влияет на размеры отдача или присоединение атомов электронов. Для случая одного я того же элемента это влияние наглядно показано на рис. 111 - 46, где даны увеличенные в 50 миллионов раз размеры атома серы в нейтральном ( 5), отрицательно двухвалентном ( S2 -) и положительно шестивалентном ( SG) состояниях. В дальнейшем придется часто иметь дело с размерами атомов и ионов, так как от них сильно зависят многие свойства веществ. [43]
![]() |
Температуры плавления металлов. [44] |
Такой ход изменения атомных радиусов объясняется двумя обстоятельствами. С одной стороны, как было отмечено в разд. С другой стороны, подобное увеличение атомного номера ( при неизменном координационном числе) ведет к возрастанию числа валентных электронов, приходящихся на один атом, и, следовательно, к увеличению прочности связи. При этом стабилизация значений атомных радиусов начиная с атома Сг объясняется, по Полингу [ 3, За, 36 ], тем обстоятельством, что дальнейшее увеличение числа d - электронов уже не ведет к увеличению прочности связи. [45]