Menu

Периодическая система.

Используя данную выше характеристику квантовых чисел, можно постепенно продолжать построение электронных структур элементов посредством заполнения энергетических уровней электронами, начиная с самого низкого уровня 1s. При этом следует руководствоваться двумя важными правилами, приведенными ниже.

Рис. 1.3 Распределение электронов, рассчитанное из волнового уравнения для орбиталей s, p и d [2, р. 38] (сопоставьте с рис. 1.7).

1. Принцип исключения, сформулированный Паули, утверждает, что два электрона не могут иметь совершенно одинаковый набор квантовых чисел. Это означает, что два электрона способны занимать одно и то же суборбитальное пространство (например, 1s или 2p и т.д.), только если они обладают противоположно направленными спинами. Когда же два электрона занимают одну орби-таль, то их называют спаренными.

2. Правило наибольшей мулыпиплетности. Это эмпирическое правило гласит, что электроны избегают находиться на одних и тех же орбиталях. Поэтому в каждой из групп р, d или f в первую очередь заполняется как можно больше орбита-лей различной ориентации, прежде чем начнется какое-либо спаривание электронов.

Построение атомных конфигураций по этим принципам приводит, естественно, к известному пространственному расположению, присущему периодической системе элементов (см. Приложение IV). В табл. 1.1 показан процесс заполнения

Таблица 1.1 Электронная структура первых десяти элементов

энергетических уровней для первых десяти элементов. Из нее видно действие двух приведенных выше правил, согласно которым электроны на одинаковых орбиталях имеют противоположно направленные спины. Так, при переходе от бора к азоту сначала заполняются три орбитали р, прежде чем происходит спаривание электронов.

В полном объеме электронные конфигурации элементов даны в табл. 1.2. Из нее видно, что максимальное число электронов в оболочке равно 2n2, где п — главное квантовое число. Важно отметить также, что у аргона (Z = 18) оболочка M оказывается временно заполненной восемью электронами и при этом начинает заполняться оболочка N. Оболочка M снова начинает застраиваться у скандия (Z = 21) с появлением электрона на ор-битали 3d. У меди (Z = 29) эта оболочка полностью укомплектована 18 электронами, а после цинка (Z = 30) снова начинает расширяться оболочка N. Ряд скандий-цинк охватывает переходные элементы. Похожее явление с оболочкой N наблюдается у Y (Z — 39), тогда как оболочка О заполняется у лантана, а оболочка N вновь увеличивается у церия, пока не достигнет предельного максимума из 32 элементов у иттербия. Последний ряд переходных элементов начинается с актиния (Z = 89).

Поскольку на способность элементов вступать в химическую связь доминирующее влияние оказывают внешние электронные орбитали, рассмотренные ряды переходных элементов охватывают элементы, которые хотя и возрастают по атомному номеру, но имеют очень близкие химические свойства. Эта особенность наиболее четко проявляется у редкоземельных элементов, чьи химические свойства столь близки, что их химическое разделение представляет большие трудности.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4891 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8080 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4927 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Твердые растворы.

 В природе существует множество важных минералов, у которых широко развиты явления замещения. Если замещающие атомы точно соответствуют замещаемым по заряду и размеру, то химический состав минерала изменяется непрерывно во всем...

13-08-2010 Просмотров:6771 Генетическая минералогия

Растерянность

Иду по Михайловскому, выдавая только отдельными черточками свою непринадлежность к Олонии. Проходящий мимо абориген по привычке смотрит строго прямо, смотрит в пустоту, при этом как бы незаметно произнося слова: «Я...

03-03-2011 Просмотров:4694 Комплексные географические характеристики

01. Введение.

Широкое распространение льдов и мерзлых пород обусловливает их значительное влияние на хозяйственную деятельность человека. Общая площадь зоны многолетней мерзлоты составляет около 25% суши Земли, а в СССР она занимает примерно...

27-09-2011 Просмотров:4644 Электрические и упругие свойства криогенных пород